发动机试验台支撑调节器的设计与应用

吕林， 毛开清， 赵长金

（1.华菱星马汽车（集团）股份有限公司，安徽 马鞍山243061；2.重型专用车发动机安徽省重点实验室，安徽 马鞍山243061）

0 引 言

发动机试验台装置是一种用于验证发动机工况，判断发动机性能的重要检测设备。发动机在进行台架检测试验时，需要快速可靠地与试验台装置连接。如何快速有效地实现发动机与试验台装置连接，是目前发动机研发试验都需要考虑的问题。发动机在一个预装区域内安装在快换装置的发动机支架上，再利用对中装置进行发动机对中连接。发动机支撑调节器在发动机对中过程中用于支撑、固定发动机，保证发动机与测功机装配的中心高，实现精确调整的目的。

1 支撑调节器的定义及特点

“支撑器”又名“可调节支撑基座”，发动机支撑调节器正是由这种“支撑器”衍生而来，它是发动机试验台装置的重要组成部分，用于支撑、固定试验台装置上的发动机，保证发动机与试验装置连接时的中心高，实现无级调节发动机空间位置的目的。

1.1 发动机试验台装置系统构成

发动机试验台装置（如图1）是检验发动机的性能、可靠性和耐久性的一种实验设备。由于发动机常处于高温、高压和高速转动的苛刻工作状态，因此，在发动机研发时都会提前考虑其性能、可靠性及寿命等参数，通过检测设备提前掌握发动机在不同工况下的温度、压力、振动、耐久性等[1-3]。

1.2 发动机支撑调节器设计要求

发动机快换装置又称“快装小车”（如图2），是一种适用性很强的机械化设备，由于一般发动机厂家开发的机型较多，在发动机实验室试验装置装配中，不同机型发动机需要不同的工装配合才能进行装配连接。为满足多机型发动机试验，必须合理选择和设计通用性的工装来满足试验需求。本文以安徽华菱汽车有限公司重型环保大功率发动机试验装置中的支撑调节器为例，设计可用于发动机对中连接的工装。该工装可快速实现发动机与试验台架的对中连接作业，其设计应用能够无级调节发动机的空间位置，实现发动机精确调整的目的，使发动机的支撑、固定更加便捷、安全可靠[4]。

1.3 发动机支撑调节器的选型

支撑调节器是现代机械应用中常用的一种固定机构。研究表明，支撑调节器要有足够的强度，才能满足试验台装置的装配使用需要。设计选型的发动机支撑调节器可以改变支撑高度位置，以适应不同类型的发动机与试验台测功机对中装配作业。

图1 发动机试验台装置总成

图2 发动机快装小车

发动机支撑调节器要保证发动机在对中装配时快捷、可靠。保证支撑调节器的刚度、强度，不能在使用中发生变形，或者在试验台装置运行中由于振动导致支撑调节器破坏。结合发动机试验台架装置现场装配工艺，本文所述的发动机支撑调节器的设计选型中充分考虑保护发动机支撑，合理化设计，便于加工制作，且能在保证安全的前提下使用，达到支撑调节器精确调整的目的。

1.4 发动机支撑调节器的结构

发动机支撑调节器作为试验台架装置的关键部件，其结构是否稳定可靠直接关系到整个试验台架装置运行的平稳与否。在发动机与试验测功器进行对中连接作业时通过调节支撑调节器来保证发动机与测功机的中心高一致，达到快速对中的目的。

根据支撑调节器的设计优化图，绘制了调节器的三维模型图（如图3），其结构由调节器底座、调节螺栓、连接板和锁紧盖组成。调节器兼顾考虑外形美观、调整精确。需要调整高度时，观察调节器上刻度尺，通过调节螺栓进行高度调节，达到精确调整的目的[5]。

图3 支撑调节器三维模型图

2 发动机支撑调节器的实施与应用

2.1 支撑调节器的实施

该发动机支撑调节器是非标工装，为了满足不同机型发动机上下试验台架装配作业需要，项目正式实施前期尝试了多种支撑调节器的方案，结合试验台架发动机装配工艺要求，进行合理设计制作，为支撑调节器优化设计制作奠定了基础。项目实施前期设计试制的调节器根据某一机型发动机进行制作（如图4），该调节器在发动机与试验台装置对中连接作业需调节时不能通过本体调节，需要通过增加垫片等方式进行微调，不仅费时、费力，且调节后不稳定，大大增加了发动机上下试验台架装置所需时间，严重影响了试验台架装置的利用效率。不能满足发动机试验台架装置的运行需求，设计上存在一定的不足[6-7]。

在汲取上述失败经验的基础上，对发动机支撑调节器进行了较大幅度的优化改进，改进后的发动机支撑调节器（如图5）主要优点为：1）支持不同机型发动机的支撑、固定装配作业；2）保证发动机与试验台装置对中连接时的中心高，确保对中连接可靠、稳定；3）支撑调节器装置设计结构简单、性能可靠、调节方便，解决了常规调节器功能单一、适用率低的问题，更解决了通过垫片调节的安全隐患，提高了装配效率；4）支撑调节器上刻度尺的合理设计，避免了调节时过调或少调情况的发生，能够快速实现精确调整的目的。

图4 常规支撑调节器应用图

图5 新型支撑调节器应用图

2.2 发动机支撑调节器现场应用试验

发动机支撑调节器改进完成后，对改进的支撑调节器进行了装配调节试验。将支撑调节器固定于发动机试验台装置上的快装小车上，再进行中心高的调节。该支撑调节器满足了发动机在试验台架上的支撑、固定要求，且调整操作简单，实现了发动机与试验台架装置快速对中连接，在设计、操作、实用性等方面都满足了发动机试验台装置的快速装配要求。

3 结 语

本文所设计的发动机支撑调节器很好地解决了常规支撑器制作类别较多、调节过程中费时及稳定性不好的问题，支撑器设计结构简单、新颖，利用率高，制造成本低。根据发动机与试验台架装置对中连接装配现状和存在的问题，设计的发动机支撑调节器通用性好。该发动机支撑器与试验台装置中的快装小车配合使用，改变了老式调节器无法调整、不能通用等问题，提高了发动机试验台装置的装配效率。

支撑调节器必然会随着生产力的发展而不断演变，虽然本文中所设计的支撑调节器属于非标工装，但该支撑调节器设计方案中的一些方法和技巧，对于行业内的应用研究及实践具有一定的参考意义。