汽油機啟動器耐久測試設備的研制

朱堂葵 陳劍飛 胡校斌

摘? 要：啟動器疲勞耐久性測試是檢驗汽油機終端產品合格與否的重要技術手段，但是原有擺桿機構和氣缸驅動的耐久測試無法準確控制啟動繩的拉出長度、拉動速度和拉動方向，這嚴重影響了汽油機啟動器的耐久測試結果。為了解決原有耐久測試設備中存在的諸多缺陷，設計開發了一種能夠取代人工，無需連續供氣，且對設備損耗較小，還能夠準確控制啟動繩拉出長度、拉動速度和拉動方向的新型汽油機啟動器耐久測試設備。

關鍵詞：汽油機? 啟動器? 耐久測試? 電機? 鏈條

Abstract： The fatigue durability test of starter is an important technical means to check whether the gasoline engine is qualified or not. The original swing bar mechanism and cylinder drive durability tests can not accurately control the pulling length， pulling speed and pulling direction of the starting rope， which seriously affects the durability test of the gasoline engine starter. In order to solve the defects of the original durability test equipment， a novel type of gasoline engine starter endurance test equipment is designed and developed， which can replace manual work， without continuous gas supply， and has less equipment loss， and can accurately control the pulling length， pulling speed and pulling direction of starting rope.

Key Words： Gasoline engine; Starter; Endurance test; Motor; Chain

通用小型汽油機一般指標定功率一般在30kW以下的汽油機，是世界三大動力機械（汽油機、柴油機及電動機）之一[1-3]。通用小型汽油機具有體積小、質量輕、結構簡單、操作簡單、通用性強等優點，能夠為園林機械、農林植保機械、發電機組和小型工程機械等產品提供配套動力[2-5]。在流水線上生產的汽油機在出廠前必須逐個進行拉啟動作拉力測試，以檢驗汽油機能否正常啟動。汽油機廠把啟動器耐久測試作為批次檢驗的重要手段，直接關系到產品能否被采購方接收。

汽油機啟動器的耐久壽命一般不低于5000～10000次[6]。如果汽油機啟動器耐久測試用人工拉動啟動繩來實現的話，試驗人員的勞動強度極大。為了替換這種高強度的測試方法，目前已有采用擺桿機構和氣缸驅動這兩種方式來代替人工操作。汽油機廠最先利用擺桿機構來完成啟動器的耐久測試，即將汽油機啟動繩綁在擺桿上，然后通過擺桿轉動來實現啟動繩的拉出與放回。但是，這種方式存在以下不足：（1）不能確定啟動繩拉出的長度;（2）不能保證啟動繩拉出的方向;（3）擺桿拉出的力不易控制。為了彌補上述不足，汽油機廠隨即采用氣缸驅動方式來拉啟動繩來實現，但是這種方案還存在以下不足：（1）氣缸需要連續供氣，對設備損耗較大;（2）采用氣缸驅動的方式，啟動繩的行程速度難于控制，精度較低。上述兩種汽油機啟動器耐久測試設備都無法準確地反映出啟動繩的實際耐久壽命。為了解決汽油機啟動器耐久測試設備存在的諸多缺陷，設計開發了一種能夠取代人工，無需連續供氣，且對設備損耗較小，還能夠準確控制啟動繩拉出長度、拉動速度和拉動方向的新型汽油機啟動器耐久測試設備。

1? 耐久測試設備

新型汽油機啟動器耐久測試設備結構示意圖如圖1-4所示，圖1為該設備的左側圖，圖2為該設備的右側圖，圖3為圖2中A處的局部放大圖，圖4為該設備的整體示意圖。由圖1-4可以看出，汽油啟動器耐久測試設備主要由以下結構組成，具體為：1為機柜、2為工作臺、3為抵壓塊、4為罩柜、5為定位孔、6為第二轉動輪、7為固定板、8為固定軸、9為支架、10為鏈條、11為固定機構、12為電機、13為基座、14為放置臺、15為第一轉動輪、16為定位臺、17為固定塊、18為通孔、19為通道、20為頂蓋。

本文設計的新型汽油機啟動器耐久測試設備，如圖1-圖4所示。該設備主要包括工作臺2、第二轉動輪6、鏈條10、固定機構11、電機12和第一轉動輪15。電機12位于工作臺2的一側，第一轉動輪15與電機12的輸出軸相連接，第二轉動輪6位于第一轉動輪15的上方，鏈條10的一端纏在第一轉動輪15上另一端纏在第二轉動輪6上，固定機構11安裝在鏈條10上用于固定待測汽油機啟動繩把手。

如圖1和圖2所示，汽油機啟動器耐久測試設備還包括機柜1和罩柜4。工作臺2位于機柜1的上表面，電機12位于罩柜4內部的底面，罩柜4位于機柜1上表面一側。由圖1和圖2可以看出，罩柜4包括支架9、固定板7、定位孔5和固定軸8。支架9位于罩柜4的上方，固定板7固定在支架9上，定位孔5設置在固定板7上供第二轉動輪6穿過，固定軸8穿過第二轉動輪6，固定軸8兩端分別搭在定位孔5的兩側，第二轉動輪6固定在罩柜4的頂部，電機12位于罩柜4的底部。通過電機12驅動帶動鏈條10圍著第一轉動輪15和第二轉動輪6運動，結構簡單，轉動精度高。

汽油機啟動器耐久測試設備還包括位于工作臺2上供待測汽油機放置的機構，該機構包括供汽油機放置的基座13、位于基座13附近的放置臺14以及位于放置臺14上方的抵壓塊3。汽油機啟動器耐久測試設備右視圖A處的局部放大圖如圖3所示，可以看出，固定機構11包括定位臺16、固定塊17、通孔18和通道19。定位臺16與鏈條10固定連接，固定塊17位于定位臺16上并與鏈條10固定連接，通孔18位于固定塊17上，通道19其中一端與通孔18連通另一端與外界連通。由圖4可以看出，汽油機啟動器耐久測試設備還包括蓋合在支架9上的頂蓋20，頂蓋20可以防止灰塵以及不明障礙物進入到罩柜4中，從而影響電機12的工作效率。

2? 耐久測試實驗

汽油機啟動器耐久測試實驗示意圖如圖5所示，21為啟動繩把手，22為待測汽油機。可以看出，待測汽油機22底部放在基座13上，汽油機22的頭部放在放置臺14上并通過抵壓塊3將其抵壓住，從而將待測汽油機22穩穩地固定在工作臺2上。在進行汽油機啟動器耐久測試時，待測汽油機22不會產生晃動的現象，從而保證了測試設備的牢靠穩定性。將待測汽油機22的啟動繩通過通道19進入通孔18內并貫穿通孔18，啟動繩把手21剛好搭在固定塊17上，這樣就將啟動繩一端固定在固定機構11上，結構簡單，操作方便。當電機12正轉時，電機12的輸出軸轉動帶動第一轉動輪15轉動，鏈條10運動帶動固定機構11朝上運動，固定機構11拉動啟動繩向上運動到設定的位置;當電機12反轉時，電機12的輸出軸轉動帶動第一轉動輪15反轉，鏈條10運動帶動固定機構11朝下運動，固定機構11拉動啟動繩向下運動到設定的位置。通過電機12的正反轉動帶動鏈條10順時針逆時針交替轉動。因為固定機構11固定在鏈條10上，所以鏈條10的上下運動可以帶動固定機構11的上下運動，從而實現待測汽油機啟動繩的一上一下拉動動作，從而完成汽油機啟動器的耐久測試。不難看出，該測試設備能準確地控制汽油機啟動繩的拉動行程、拉動速度和拉動方向，所以能夠準確地測出啟動繩的實際耐久壽命。

3? 結語

本文所研制的汽油機啟動器耐久測試設備采用電機配合鏈條的方式實現了啟動器的拉拔測試，克服了原有擺桿機構和氣缸驅動測試設備中的各種缺陷，能準確地控制汽油機啟動繩的拉出長度、拉動速度和拉動方向，能夠準確地測出啟動繩的實際耐久壽命。還有，該測試設備無需借助氣缸驅動和人力提供拉拔動力，無需連續供氣，這樣能降低設備的損耗，能降低工人的勞動強度，從而降低了測試成本。

參考文獻

[1] 楊銳，楊建偉，劉建輝，等.積碳對通用小型汽油機排放的影響研究 [J].摩托車技術，2018（11）：37-43.

[2] 李德勝，杜建秋，孫非，等.發電機用小型汽油機技術路線現狀及展望[J].小型內燃機與車輛技術， 2019，48（2）：89-92.

[3] 王建.四沖程通用小型汽油機排放控制的研究[D]. 南京：江蘇大學，2017.

[4] 茍長河.滿足美國EPA-Ⅲ階段尾氣排放的通用小型汽油機開發研究[D].天津：天津大學，2015.

[5] 錢坤.我國小型汽油機發展現狀研究 [J]. 經營管理者，2019（7）：102-103.

[6] 王成海， 李明， 黃立云. 發動機啟動性能測試裝置： 中國， CN104535331A[P].2015-04-22.