喻文軍

摘要：本文所說(shuō)的發(fā)動(dòng)機(jī)以某公司中小功率（3.0L）的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為例。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)出廠測(cè)控臺(tái)架產(chǎn)生的拉缸問(wèn)題進(jìn)行分析，一方面從電控方面增加防錯(cuò)功能;另一方面從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出水管上增加排氣裝置。改進(jìn)后效果明顯，為公司在降本增效方面取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：測(cè)控技術(shù);水循環(huán)系統(tǒng);防錯(cuò)技術(shù)

中圖分類號(hào)：U472? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）22-0058-02

0? 引言

目前國(guó)內(nèi)所有的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家，在發(fā)動(dòng)機(jī)出廠前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的出廠測(cè)試。確保發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能參數(shù)滿足要求。在發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法《GB18297-2001》及發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法《GB/T19055-2003》中技術(shù)指標(biāo)要求，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)參數(shù)測(cè)定的準(zhǔn)確性，對(duì)測(cè)試過(guò)程冷卻液進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)溫度必須進(jìn)行恒定，這樣測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能參數(shù)才是真實(shí)的、有效的。由于發(fā)動(dòng)機(jī)本身不具備各個(gè)溫度的恒定控制功能，所以只能通過(guò)外部水循環(huán)系統(tǒng)來(lái)控制調(diào)節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)在出廠測(cè)試中會(huì)進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)等復(fù)雜工況變化，所以引起了發(fā)動(dòng)機(jī)功率的變化即發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)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(shí)地調(diào)節(jié)控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出水的溫度，使發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試過(guò)程中不會(huì)因缺水（或冷卻液）而燒壞發(fā)動(dòng)機(jī)。

1? 水循環(huán)系統(tǒng)裝置

測(cè)控臺(tái)架冷卻水循環(huán)系統(tǒng)裝置是代替發(fā)動(dòng)機(jī)在整車上的散熱器，在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，大循環(huán)的冷卻液在流過(guò)恒溫裝置后，使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出口溫度保持在80±2℃。如圖1原理圖。

2? 發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸故障問(wèn)題分析

從2018年1月起到3月底，該公司裝配車間南邊三個(gè)測(cè)試臺(tái)架陸續(xù)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸問(wèn)題，對(duì)公司產(chǎn)品質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)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(wèn)題解決小組。通過(guò)對(duì)問(wèn)題發(fā)動(dòng)機(jī)的拆解及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)跟蹤發(fā)現(xiàn)拉缸問(wèn)題是發(fā)動(dòng)機(jī)在高速高扭矩狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部冷卻水循環(huán)會(huì)產(chǎn)生缺水（冷卻液）的情況，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸。

缺水（冷卻液）產(chǎn)生的原因有如下幾點(diǎn)：

①發(fā)動(dòng)機(jī)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(guò)高。

②發(fā)動(dòng)機(jī)在高工況狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)一定量的水蒸汽，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部循環(huán)管路局部缺水，引起發(fā)動(dòng)機(jī)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(guò)多方面技術(shù)論證分析，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器在大功率工況下，會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)水阻滯，易造成發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水不能循環(huán)，冷卻水沒(méi)有供給將直接導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸，所以第一步?jīng)Q定不安裝節(jié)溫器進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)控運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的水蒸氣，水蒸氣如果無(wú)法排出，則會(huì)造成循環(huán)水阻滯，引起水溫過(guò)高而使發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸。鑒于這種情況，在循環(huán)水系統(tǒng)的進(jìn)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(guò)組織各方技術(shù)討論后我們對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行了如下改進(jìn)：

①由于原排氣閥工作是需要一定的壓力才能打開(kāi)排氣，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試時(shí)各個(gè)復(fù)雜的工況產(chǎn)生的氣阻及時(shí)排氣，所以我們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)出水管原排氣閥處增加了一個(gè)排氣DN25球閥，接直徑？準(zhǔn)8水管到補(bǔ)水箱。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)試工作狀態(tài)中，排氣閥中的空氣順著排氣管流回到補(bǔ)水箱中。如圖2出水管路安裝位置。

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

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

4? 防錯(cuò)技術(shù)

水循環(huán)系統(tǒng)意外斷電時(shí)，也會(huì)造成水循環(huán)無(wú)法工作，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水就不能及時(shí)補(bǔ)充。所以在突發(fā)情況出現(xiàn)斷電，很容易引起發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸。針對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)無(wú)斷電提醒功能，現(xiàn)將水循環(huán)系統(tǒng)斷電保護(hù)與ECU電源進(jìn)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(hù)裝置將直接對(duì)ECU斷電，使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，從而保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)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(jìn)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(shí)，立即切斷ECU 供電，發(fā)動(dòng)機(jī)停車。在水循環(huán)測(cè)控單元中增加PLC正常工作的信號(hào)至發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 控制停車，從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)在缺冷卻液的情況下不會(huì)停車?yán)^續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)干燒發(fā)動(dòng)機(jī)的防錯(cuò)功能。圖5為防錯(cuò)繼電器與PLC 控制的實(shí)物圖。

5? 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)際效果驗(yàn)證：

①?gòu)?月底改進(jìn)措施實(shí)施完畢后，沒(méi)有出現(xiàn)一例發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的情況。②現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)跟蹤，發(fā)動(dòng)機(jī)在全功率工況下，熱工況由發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度由38℃以下迅速升溫到110℃左右，冷工況時(shí)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(dòng)機(jī)進(jìn)出水溫度的調(diào)節(jié)非?？欤瑵M足要求。

經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益：一是發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試過(guò)程中冷卻水不會(huì)再有超溫的現(xiàn)象，徹底消除了干燒隱患的發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)在客戶，這對(duì)公司的聲譽(yù)起到了很大的保護(hù)作用。二是改進(jìn)設(shè)備的硬件成本總計(jì)不到1000元（含人工費(fèi)）卻十分有效的解決了發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的問(wèn)題，對(duì)公司發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量提升起到了關(guān)鍵的作用。

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