柴油机冷试台架控制系统项目设计方案

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1、柴油机冷试台架控制系统项目设计方案1.1研究的背景与意义柴油机因为其功率大、经济性能好而在各个行业中被广泛的应用，是大量轻重型车辆机械的动力源。柴油机的装配质量的高低将会直接决定其整体性能的优劣。以前，柴油机的生产制造企业在柴油机的总成装配完成以后都会进行数十分钟的柴油机热试试验以检测柴油机的运行工况以及发现潜在的质量问题。通常情况下，热试验的测试时间都会较长，因此在装配线上需要布置多台热试验设备（一般也为台架），并且在测试过程中需消耗燃油、机油和冷却液，而且热试过程中柴油机所产生的废气废物不仅对环境造成污染，而且长期下来员工的

2、身体健康也会受到危害。去年学院组织在安庆中柴实习，我们见到了大型的船用柴油机试验车间，每个试验平台都有排气管道通到车间外面，柴油机周身传感器线路遍布，试验车间机器轰鸣，车间工作环境比较艰苦。下图1-1为中柴柴油机试验车间：图1-1安庆中柴试验车间43在环境保护的观念日益深入人心以及柴油机的制造、装配质量提升的双重需求下，冷试技术便应运而生。冷试技术作为一种比较先进的测试技术，相对于热试，有着下列比较明显的优点：（1）尽早地发现有缺陷或装配不合格的柴油机而使不合格率降低（大约30%），从而更好的保证产品质量，这也是对成本的一种变相

3、控制；（2）冷试测试时间相对于热试时间来说比较短暂，热试大约需要柴油机运行15分钟左右，才能得到比较全面的数据，而冷试的测试时间可以缩短至3-5分钟，大大提高了柴油机的检测效率；（3）冷试由于使用外部电机驱动，无需使用燃油系统、冷却系统、排气系统，对于节约成本、减少废气排放有着重要意义；（4）可以在柴油机未造成损坏前发现缺陷并及时返修；（5）柔性产品，可以由用户自定义适合自己产品的测试项目，测试项目并非固定的，测试系统可以根据用户的需求对测试项目进行修改；（6）可以为维修人员提供更多关于缺陷的信息。但是冷试技术也存在不足，如：（

4、1）柴油机有些情况冷试时无法检测，比如柴油机实际运转时的振动以及温度的影响造成的泄漏、排放污染的缺陷，因为冷试并没有真正模拟工作状态，不会产生相似的振动、温度状态；（2）冷试测试时间比较短暂，发动机稳定工作时间过短，可能会出现错误警告；（3）冷试无法测试发动机输出功率,无法测试未安装部件的质量。正是由于冷试技术相对于热试的这些特点，冷试技术日益应用于柴油机装配线中。但热试因为其独特的作用，在新型号投入生产时的检测中依旧占有一席之地。43图1-2小型发动机热试车间1.2冷试技术研究的国内外现状与存在的问题1.2.1冷试技术的国内外

5、现状目前国内外许多著名的汽车企业所生产的汽柴油发动机在总成装配完成后都会采用以冷试试验为主，通常的做法是以热试试验为辅，一般是将其作为抽检产品所采用的方法。对于冷试技术应用的这一做法在国外几乎囊括了所有的知名厂家，包括德国大众、美国通用等，而冷试技术的应用在国内来讲，仍属凤毛麟角，除个别国外独资或中外合资的汽车发动机厂有冷试试验台外，国内自主的汽柴油机生产厂家还很少见到有大量应用冷试技术进行汽车发动机在线检测，我们之前所提到的安庆中柴船用柴油机厂所采用的测试项目便是热试技术。1.2.2冷试技术的大致流程43冷试技术的运用的通常做

6、法是：首先需要设定一台制造、装配合格的柴油机作为参考基准，后期测试的柴油机所得的测试数据（一般为比较直观的数据曲线）与这一基准相比较（在一定的误差允许范围之内）而发现问题的所在。将冷试检测设备（一般为冷试台架）安装在装配线某工位上，当装配完成的发动机到达该工位时，通过外部电机带动柴油机的曲轴运转，并在运转过程中通过大量的高精度的传感器对柴油机进排气压力、曲轴和凸轮轴的相位角、机油系统的压力与温度、轴扭矩等物理量进行测试，通过所得到的数据分析不仅可以检测出柴油机零部件制造、装配质量的优劣，而且还可以发现柴油机潜在的故障，分析其产生

7、根源，从而将缺陷控制在生产线内。比如汽柴油机的进排气压力测试，可以较为准确地发现并识别发动机是否存在漏、阀门密封等问题、活塞垫圈安装问题、汽缸壁制造、装配问题、冲击调节阀调节问题，以及凸轮轴时序配合等潜在的问题。特别是近些年来计算机技术以及噪声震动分析技术的飞速发展，将噪声震动分析技术应用到柴油机冷试台的设计上，使得现代的柴油机冷试台架有可能全面地对柴油机的制造、装配质量进行判定和评估，其精细程度检到零部件一级也不是不可能的。1.2.3冷试技术的实际运用冷测试技术可以说已经能够满足大多数柴油机测试的要求，但由于热测试所具有的不能

8、替代的功用，因此在现实实际中，在柴油机生产装配完成后，一般进行100%的冷试，而后再进行10-30%的热试抽测作为统计过程控制之用，即所谓的冷试为主，热试为辅的做法，这样测试成本大概可以降低20-30%。因此可采用几台冷测试设备，通过进行全部冷试及部分热试的方法