新型發動機前端輪系測試設備結構分析

吳孟軍，胡景彥，李吉爽，崔嵐嵐，黃 磊，鄭曉豐

（寧波市鄞州德來特技術有限公司，浙江寧波315000）

新型發動機前端輪系測試設備結構分析

吳孟軍，胡景彥，李吉爽，崔嵐嵐，黃 磊，鄭曉豐

（寧波市鄞州德來特技術有限公司，浙江寧波315000）

新型發動機前端輪系測試設備主要組成部分為測試臺、惰輪、自動張緊輪、帶輪安裝結構等。其中，測試臺包括底座和多個帶輪安裝支架，每個帶輪安裝支架根據發動機前端輪系的具體分布位置獨立安裝在底座上；每個帶輪安裝支架對應安裝一個發動機前端輪系中的負載帶輪；每個負載帶輪均與相對應的一個負載連接。對新型發動機前端輪系測試設備的結構組成進行了分析，并闡述了已有發動機前端輪系測試設備特點及缺陷以及新型發動機前端輪系測試設備優點。

發動機前端輪系；測試設備；結構分析

目前，對于新型發動機前端輪系的測試裝備尚處于研發和設計階段，已有的發動機前端輪系測試裝備存在測量數據的準確性不足的問題，安裝較為復雜，測試數據的可靠性不強。本文研究的新型發動機前端輪系測試裝備可以有效解決上述弊端，對于發動機前端輪系的測試幫助很大。

1 新型發動機前端輪系測試設備結構組成

新型發動機前端輪系測試設備，是一種在進行測試時設備間相互的影響較小，且安裝十分簡便、測試數據真實可靠的發動機前端輪系測試設備[1]。該設備主要由測試臺、惰輪、自動張緊輪、帶輪安裝結構（軸承座）、功率扭矩檢測裝置、數據采集系統等構成，具體結構設計示意圖如圖1所示。

圖1 發動機前端輪系測試設備總體結構示意圖

1.1 測試臺

測試臺包括底座和多個帶輪安裝支架，每個帶輪安裝支架根據發動機前端輪系的具體分布位置獨立安裝在底座上；每個帶輪安裝支架對應安裝一個發動機前端輪系中的負載帶輪；每個負載帶輪均與相對應的一個負載連接。

1.2 惰輪

惰輪安裝在其中一個安裝有負載帶輪的安裝支架上，或者是通過獨立的安裝支架安裝在底座上。由于發動機前端輪系測試設備主要測試負載帶輪的性能，惰輪安裝在安裝有負載帶輪的安裝支架上對負載帶輪的測試影響較小，這樣可以根據實際需求布置惰輪。需要注意的是：惰輪既不是槽輪也不是平輪，它是不傳遞負載的。使用惰輪的目的在于：

（1）可以使多楔帶轉彎；

（2）打斷皮帶帶段過長引起皮帶大的抖動的帶段；

（3）用于張緊器上保持皮帶張力；

（4）增加帶輪包角。

1.3 自動張緊輪

所述自動張緊輪安裝在其中一個安裝有負載帶輪的安裝支架上或通過獨立的安裝支架安裝在底座上。由于發動機前端輪系測試設備主要測試負載帶輪的性能，自動張緊輪安裝在安裝有負載帶輪的安裝支架上對負載帶輪的測試影響較小，這樣可以根據實際需求布置自動張緊輪。

1.4 帶輪安裝結構

安裝支架上設有帶輪安裝結構；所述帶輪安裝結構為軸承座。

1.5 功率扭矩檢測裝置

裝支架上還設有功率扭矩檢測裝置，該裝置是一種功率扭矩傳感器。發動機前端輪系的帶輪轉動連接在帶輪安裝結構上并通過軸與功率扭矩檢測裝置連接[2]。

1.6 數據采集系統

靠近底座處還設有通過支架安裝在基座上用于采集皮帶性能數據的數據采集系統。該數據采集系統包括與發動機前端輪系的測控設備連接激光位移傳感器、紅外測溫計和聲級計。所述激光位移傳感器數量為2個，其中一個垂直對準皮帶設置于曲軸帶輪與空調壓縮機帶輪之間，另一個平行對準皮帶設置于曲軸帶輪與空調壓縮機帶輪之間；所述紅外測溫計數量為1個且位于所述發電機帶輪上方設置。

2 發動機前端輪系測試過程

在對發動機前端輪系進行測試時，先將發動機前端輪系的各個帶輪安裝在各個支架上，并且按實際在發動機上的位置安裝在底座8上，打開電源裝置12的開關以給測試臺供電，各個功率扭矩傳感器、激光位移傳感器701、聲級計703、紅外測溫計702對測試部位進行實時監控，將所測的數據實時傳輸到測控裝置13，測控裝置對13數據進行存儲，測控臺的PC機對數據進行實時顯示。

3 已有發動機前端輪系測試設備特點及缺陷

3.1 已有發動機前端輪系測試設備特點

國家知識產權局網站上公開了一種公開號為CN102494896A的發動機前端輪系綜合模擬實驗系統，此系統的結構有以下特點：各個帶輪通過帶輪軸安裝于同一個固定面板上，且由皮帶連接；負載帶輪后連接有功率模擬機，采用功率模擬機模擬帶輪的負載；測試臺的數據采集系統與帶輪安裝在同一個固定面板上。

3.2 已有發動機前端輪系測試設備缺陷

（1）輪系都安裝在一塊固定面板上，而輪系在測試時會產生振動，這種振動通過固定面板傳遞使各個負載帶輪相互影響，影響測量數據的準確性；

（2）若輪系位置改變時，與輪系后端連接的檢測設備都得重新布置，造成安裝復雜；

（3）使用功率模擬機模擬負載帶輪的負載，由于功率模擬機的轉動慣量大，與負載帶輪在實際運用時差別較大，影響檢測的真實性。

4 新型發動機前端輪系測試設備優點

新型發動機前端輪系測試設備采用以上結構后，本發明的發動機前端輪系測試設備與現有技術相比，具有以下優點：

（1）把每一個負載帶輪的安裝結構、帶輪的功率扭矩測試裝置安裝在一個支架上，每個支架獨立安裝在底座上。這樣的安裝結構一方面克服了輪系都安裝在一塊固定面板上，輪系在測試時會產生振動而產生的相互影響，從而保證輪系測試時數據的準確性；另一方面，把每個待測的負載帶輪、支架、支架上的帶輪安裝結構和功率扭矩測試裝置，以及對應的負載設計成一個模塊，在檢測完第一種輪系布置后需要改變輪系位置時，只需移動對應的支架就可以滿足要求，可使安裝方便和測試方便。

（2）本測試裝備中數據采集系統也獨立安裝在基座上，與發動機前端輪系安裝的底座分開，并且數據采集系統與被測物為非接觸式測量，這樣數據采集系統不會跟著發動機前端輪系在測試時一起振動，從而保證了測試數據的可靠性。

（3）采用真實工況負載給負載帶輪提供負載，可使發動機前端輪系在測試時與實際工況的條件更為接近，從而保證檢測數據的真實性。

（4）測控裝置能對各個負載和測功機進行控制，調節負載的大小，實現變負載工況的測量，可測量發動機前端輪系在不同工況下的運行參數。

5 結束語

本文提供了一種發動機前端輪系，在測試時相互影響小、安裝簡便、測試數據真實性高和測試數據可靠的發動機前端輪系測試設備。

[1]陳志龍.發動機前端附件驅動系統的設計與實測分析[D].廣州：華南理工大學，2011.

[2]徐洪志.旋轉機械軸系扭振測量研究[D].北京：清華大學，2005.

Analysis of the New Engine Gear Test Equipment Front-end Structure

WU Meng-jun，HU Jing-yan，LI Ji-shuang，CUI Lan-lan，HUANG Lei，ZHENG Xiao-feng
（Ningbo City Yinzhou Commune Technology Co.，Ltd.，Ningbo Zhejiang 315000，China）

The test equipment of front engine gear train main contain test pedestal，idler，automatic tension wheel，pulley installation structure，etc.Among them，the test bed includes the base and multiple belt wheel mounting bracket，each pulley has an independent installation on the base；each pulley corresponds to install a motor mounting bracket front-end pulley in the gear train load；Each load belt wheel is connected to the corresponding to a load.In this paper，the architecture of the test equipment is analyzed，and the advantages and disadvantages between the existing engine test equipment and the new engine front gear train test equipment is expounded.

the engine front gear train；testing equipment；structural analysis

U472.2

A

1672-545X（2016）11-0115-02

2016-08-26

吳孟軍（1968-）男，浙江寧波人，工程師，本科，研究方向為內燃機研究。