陳慶滏

（東風(fēng)柳州汽車有限公司,廣西 柳州 545007）

1 進(jìn)行發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)的目的

發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)對處于不同研發(fā)階段的發(fā)動機(jī)進(jìn)行相關(guān)測試，并為其優(yōu)化改進(jìn)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)的目的概括來說主要有以下是三個目的。

（1）對新研發(fā)的試制樣機(jī)進(jìn)行測試。一款新研發(fā)的發(fā)動機(jī)，當(dāng)試制樣機(jī)組裝完成后，會對發(fā)動機(jī)整體性能進(jìn)行測試，并對試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、解決，該階段的試驗(yàn)可以說是對發(fā)動機(jī)的整體性、系統(tǒng)性進(jìn)行測試，一些大的缺陷會在該階段中暴露出來。

（2）對發(fā)動機(jī)重要零部件進(jìn)行性能及可靠性試驗(yàn)。發(fā)動機(jī)中不同機(jī)構(gòu)的零部件的工作性能影響了發(fā)動機(jī)的整體可靠性，在臺架試驗(yàn)中需要對發(fā)動機(jī)重要零部件的材料、結(jié)構(gòu)、工況情況進(jìn)行長時間試驗(yàn)，來驗(yàn)證相關(guān)重要零部件的性能及可靠性。

（3）發(fā)動機(jī)的可靠性不是短時間的試驗(yàn)就能測試出來的，試制樣機(jī)研發(fā)經(jīng)過初步的臺架試驗(yàn)對發(fā)動機(jī)進(jìn)行完善后，還需要對發(fā)動機(jī)在滿負(fù)荷、長時間運(yùn)行下的可靠性進(jìn)行試驗(yàn)。

2 發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)連接方式

根據(jù)發(fā)動機(jī)動力輸出方式的不同，在發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)中分為硬連接和軟連接兩種試驗(yàn)方法。

2.1 硬連接

硬連接就是把發(fā)動機(jī)的飛輪經(jīng)過連接盤、連接軸及緩沖膠直接與臺架上的測功機(jī)相連接。硬連接的優(yōu)點(diǎn)在于功率損失少，試驗(yàn)所測得值更加接近發(fā)動機(jī)實(shí)際輸出功率，硬連接應(yīng)用范圍廣，幾乎可以在所有發(fā)動機(jī)機(jī)型中應(yīng)用；缺點(diǎn)在于不能真實(shí)反映出整車環(huán)境。

2.2 軟連接

軟連接就是首先在發(fā)動機(jī)上連接變速器，再在變速器的輸出端通過連接軸和測功機(jī)連接，這種連接方式只在后驅(qū)發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)中用到。軟連接因?yàn)榘l(fā)動機(jī)和測功機(jī)之間加裝了變速箱，變速箱在傳遞功率過程中不可避免的會造成能量的損失，所以測功機(jī)測出的功率值比發(fā)動機(jī)實(shí)際的功率偏小。軟連接有如下幾個優(yōu)點(diǎn)：（1）軟連接中由于有變速器，變速器輸出端的功率平穩(wěn)，減少了對測功機(jī)的沖擊，從而可以不用安裝減震膠，節(jié)約了成本。（2）硬連接是在臺架上單獨(dú)安裝懸掛系統(tǒng)對發(fā)動機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，而軟連接可以直接用原車懸掛系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。

3 試驗(yàn)中常見問題分析

3.1 拉缸故障

（1）發(fā)動機(jī)自動熄火。在對發(fā)動機(jī)長時間（600小時）交變負(fù)荷可靠性試驗(yàn)時，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)了自動熄火現(xiàn)象，且轉(zhuǎn)動曲軸皮帶輪在轉(zhuǎn)動時發(fā)出異響。在拆機(jī)后發(fā)現(xiàn)，其中一缸連桿嚴(yán)重扭曲，頭部破碎，缸孔有明顯的條狀刮痕。經(jīng)過對部件的尺寸測量及分析可知，導(dǎo)致拉缸發(fā)動機(jī)熄火的原因是缸連桿與活塞銷的中心線偏差較大，發(fā)動機(jī)工作時活塞偏向缸孔導(dǎo)致了拉缸。

（2）機(jī)油壓力表數(shù)值很小。在進(jìn)行（1000小時）滿負(fù)荷全速可靠性試驗(yàn)中，機(jī)油壓力表數(shù)值變得很?。?.05MPa以下），對其進(jìn)行拆機(jī)檢查后發(fā)現(xiàn)油標(biāo)尺讀書正常，曲軸有嚴(yán)重的滯轉(zhuǎn)，連桿瓦內(nèi)沒有機(jī)油，且有拉痕和燒焦，油底殼沉積了大量粘稠物現(xiàn)象。

經(jīng)拆機(jī)后檢查相關(guān)部件可知，造成機(jī)油壓力表數(shù)值變得很小的原因在于發(fā)動機(jī)沒有加裝空氣濾清器和機(jī)油濾清器，滿負(fù)荷全速工作下的發(fā)動機(jī)會因?yàn)楦變?nèi)燃油燃燒不充分，排出大量煙塵。這些煙塵又被發(fā)動機(jī)沒經(jīng)過濾直接吸入了缸體內(nèi)，時間長了就會在缸體內(nèi)和機(jī)油融合變得粘稠，從而發(fā)生沉積甚至附著在缸壁上，從而導(dǎo)致了拉缸。

（3）尾氣溫度及水溫偏高、放水時斷斷續(xù)續(xù)。在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在4000轉(zhuǎn)以上持續(xù)工作時，排氣溫度偏高（680℃以上），尾氣管出現(xiàn)大量白煙；水箱水溫偏高（97℃以上），氣泡不斷涌出；發(fā)動機(jī)功率驟降，隨后熄火。拆機(jī)后進(jìn)行檢查，在進(jìn)氣管中發(fā)現(xiàn)了水，氣缸墊片發(fā)生粘結(jié)，缸體有竄氣痕跡，活塞頂有水氣燃燒后的痕跡，缸孔有刮痕。經(jīng)對零部件測量分析后認(rèn)為，冷卻水循環(huán)受阻導(dǎo)致缸體溫度過高，缸體不同部位溫差大，缸體變形。同時高溫導(dǎo)致了機(jī)油的潤滑性降低，加劇了缸體的升溫，導(dǎo)致了缸體竄氣，進(jìn)水，拉缸。

3.2 水泵汽蝕現(xiàn)象

在高溫下，當(dāng)水泵內(nèi)部壓力低于水的飽和蒸汽壓力后，水會快速汽化產(chǎn)生高溫蒸汽，這些蒸汽和水混合在一起流經(jīng)水泵的高壓區(qū)時，水蒸氣又會發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，在發(fā)動機(jī)中水冷系統(tǒng)中這種現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。汽蝕現(xiàn)象會破壞水流的狀態(tài)，降低水泵揚(yáng)程，嚴(yán)重時會導(dǎo)致逆流或斷流。同時還會對管道產(chǎn)生沖擊與腐蝕，日積月累管道會產(chǎn)生金屬疲勞而斷裂，或是被腐蝕產(chǎn)生裂縫。

可在水箱上安裝水箱蓋來增加冷卻系統(tǒng)內(nèi)部的壓力，從而避免發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。為了避免長時間高壓下對管路接頭、水堵等造成傷害，可在水箱蓋上安裝原理類似高壓鍋的排氣閥，當(dāng)壓力過大時，排氣閥會自動開啟，壓力不足時，控制閥自動關(guān)閉。

3.3 故障防范、解決措施

（1）氣缸墊片采用金屬石棉復(fù)合材質(zhì)，該類材質(zhì)密封性及塑性好，可減輕“沖床”情況的出現(xiàn)。

（2）安裝效率高、質(zhì)量好的空氣濾清器和機(jī)油濾清器，防止塵土進(jìn)入缸內(nèi)。

（3）對裝機(jī)環(huán)境嚴(yán)格進(jìn)行把關(guān)，保證清潔度達(dá)到相關(guān)要求，同時要嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范及工藝流程進(jìn)行組裝。

（4）發(fā)動機(jī)須按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行磨合，磨合后及時更換機(jī)油機(jī)濾。

（5）及時更換空氣及機(jī)油濾清器。

（6）要添加合格的機(jī)油及冷卻水，并隨時注意水溫、水量、油溫、油量，發(fā)現(xiàn)異常立刻停機(jī)檢查。

4 結(jié)語

發(fā)動機(jī)的臺架試驗(yàn)可以說是發(fā)動機(jī)量產(chǎn)上市前的孕育所，是一個及其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，試驗(yàn)的成敗或是試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否關(guān)系到一款發(fā)動機(jī)的成敗，該項(xiàng)試驗(yàn)需要在有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員經(jīng)過高精度的、系統(tǒng)性的長時間試驗(yàn)，兩者缺一不可。

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