喻文軍

摘要：本文所說的發(fā)動機以某公司中小功率（3.0L）的柴油發(fā)動機為例。針對發(fā)動機出廠測控臺架產(chǎn)生的拉缸問題進行分析，一方面從電控方面增加防錯功能;另一方面從發(fā)動機進出水管上增加排氣裝置。改進后效果明顯，為公司在降本增效方面取得了良好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：測控技術(shù);水循環(huán)系統(tǒng);防錯技術(shù)

中圖分類號：U472? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）22-0058-02

0? 引言

目前國內(nèi)所有的發(fā)動機生產(chǎn)廠家，在發(fā)動機出廠前必須經(jīng)過嚴格的出廠測試。確保發(fā)動機的各項性能參數(shù)滿足要求。在發(fā)動機性能試驗方法《GB18297-2001》及發(fā)動機可靠性試驗方法《GB/T19055-2003》中技術(shù)指標要求，為保證發(fā)動機各項參數(shù)測定的準確性，對測試過程冷卻液進入發(fā)動機時溫度必須進行恒定，這樣測出發(fā)動機的各項性能參數(shù)才是真實的、有效的。由于發(fā)動機本身不具備各個溫度的恒定控制功能，所以只能通過外部水循環(huán)系統(tǒng)來控制調(diào)節(jié)。發(fā)動機在出廠測試中會進行各項試驗等復雜工況變化，所以引起了發(fā)動機功率的變化即發(fā)動機熱負荷的變化。因此水循環(huán)溫系統(tǒng)中的冷卻液的溫度和流量也是不斷變化的。這就要求水循環(huán)系統(tǒng)能夠及時地調(diào)節(jié)控制發(fā)動機進出水的溫度，使發(fā)動機測試過程中不會因缺水（或冷卻液）而燒壞發(fā)動機。

1? 水循環(huán)系統(tǒng)裝置

測控臺架冷卻水循環(huán)系統(tǒng)裝置是代替發(fā)動機在整車上的散熱器，在發(fā)動機正常工作時，大循環(huán)的冷卻液在流過恒溫裝置后，使發(fā)動機冷卻液出口溫度保持在80±2℃。如圖1原理圖。

2? 發(fā)動機拉缸故障問題分析

從2018年1月起到3月底，該公司裝配車間南邊三個測試臺架陸續(xù)發(fā)生發(fā)動機拉缸問題，對公司產(chǎn)品質(zhì)量及經(jīng)濟造成比較大的損失。為此公司組織了設(shè)備、質(zhì)量、技術(shù)及車間四部門的問題解決小組。通過對問題發(fā)動機的拆解及現(xiàn)場實驗跟蹤發(fā)現(xiàn)拉缸問題是發(fā)動機在高速高扭矩狀態(tài)下發(fā)動機內(nèi)部冷卻水循環(huán)會產(chǎn)生缺水（冷卻液）的情況，從而造成發(fā)動機拉缸。

缺水（冷卻液）產(chǎn)生的原因有如下幾點：

①發(fā)動機節(jié)溫器在高溫狀態(tài)下容易引起冷卻水循環(huán)不暢造成水溫過高。

②發(fā)動機在高工況狀態(tài)下會產(chǎn)一定量的水蒸汽，從而使發(fā)動機內(nèi)部循環(huán)管路局部缺水，引起發(fā)動機拉缸。

③水循環(huán)系統(tǒng)冷卻水溫調(diào)節(jié)慢，容易造成水溫超高。

3? 處理措施

經(jīng)過多方面技術(shù)論證分析，發(fā)動機節(jié)溫器在大功率工況下，會引起發(fā)動機循環(huán)水阻滯，易造成發(fā)動機冷卻水不能循環(huán)，冷卻水沒有供給將直接導致發(fā)動機拉缸，所以第一步?jīng)Q定不安裝節(jié)溫器進行測試實驗。

發(fā)動機在測控運行過程中會產(chǎn)生一定的水蒸氣，水蒸氣如果無法排出，則會造成循環(huán)水阻滯，引起水溫過高而使發(fā)動機拉缸。鑒于這種情況，在循環(huán)水系統(tǒng)的進排氣管路結(jié)構(gòu)上，分析造成循環(huán)水阻滯的具體位置，經(jīng)過組織各方技術(shù)討論后我們對循環(huán)水系統(tǒng)進行了如下改進：

①由于原排氣閥工作是需要一定的壓力才能打開排氣，不利于發(fā)動機測試時各個復雜的工況產(chǎn)生的氣阻及時排氣，所以我們在發(fā)動機出水管原排氣閥處增加了一個排氣DN25球閥，接直徑？準8水管到補水箱。這樣發(fā)動機在測試工作狀態(tài)中，排氣閥中的空氣順著排氣管流回到補水箱中。如圖2出水管路安裝位置。

②考慮到發(fā)動機進水管的冷卻水是由外部的水循環(huán)系統(tǒng)供給的，可能會也會產(chǎn)生氣阻的現(xiàn)象。因此在原DN50的進水管上頂部末端處用軟管連接膨脹水箱，見圖3的紅色圈內(nèi)，以便于在進水管處也進行排氣。

③發(fā)動機出水連接軟管與硬管連接的高度差改進，把硬管端的接口位置設(shè)置在發(fā)動機出水口的上方20厘米處，同時縮短連接的軟管。這樣更利于發(fā)動機出水口的水蒸氣排出。

4? 防錯技術(shù)

水循環(huán)系統(tǒng)意外斷電時，也會造成水循環(huán)無法工作，發(fā)動機冷卻水就不能及時補充。所以在突發(fā)情況出現(xiàn)斷電，很容易引起發(fā)動機拉缸。針對水循環(huán)系統(tǒng)無斷電提醒功能，現(xiàn)將水循環(huán)系統(tǒng)斷電保護與ECU電源進行控制。如果出現(xiàn)水循環(huán)系統(tǒng)斷電的情況下，水循環(huán)保護裝置將直接對ECU斷電，使發(fā)動機熄火，從而保護發(fā)動機不會因缺冷卻水而拉缸。圖4深色字體ECU 供電繼電器為增加的控制電路，改進后的水循環(huán)系統(tǒng)電控原理圖直接控制ECU 12V供電電源。在水循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或意外斷電時，立即切斷ECU 供電，發(fā)動機停車。在水循環(huán)測控單元中增加PLC正常工作的信號至發(fā)動機ECU 控制停車，從而實現(xiàn)了發(fā)動機在缺冷卻液的情況下不會停車繼續(xù)運轉(zhuǎn)干燒發(fā)動機的防錯功能。圖5為防錯繼電器與PLC 控制的實物圖。

5? 結(jié)束語

實際效果驗證：

①從3月底改進措施實施完畢后，沒有出現(xiàn)一例發(fā)動機拉缸的情況。②現(xiàn)場實時跟蹤，發(fā)動機在全功率工況下，熱工況由發(fā)動機冷卻液溫度由38℃以下迅速升溫到110℃左右，冷工況時又需要迅速將冷卻液溫度由110℃左右迅速下降到38℃以下。發(fā)動機進出水溫度的調(diào)節(jié)非?？?，滿足要求。

經(jīng)濟效益和社會效益：一是發(fā)動機測試過程中冷卻水不會再有超溫的現(xiàn)象，徹底消除了干燒隱患的發(fā)動機出現(xiàn)在客戶，這對公司的聲譽起到了很大的保護作用。二是改進設(shè)備的硬件成本總計不到1000元（含人工費）卻十分有效的解決了發(fā)動機拉缸的問題，對公司發(fā)動機產(chǎn)品質(zhì)量提升起到了關(guān)鍵的作用。

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