[汽車之家 技術(shù)]  發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)是發(fā)動(dòng)機(jī)研制階段中的重要一環(huán)，它不僅用來(lái)檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)整體以及相關(guān)零部件的可靠性，同時(shí)還用來(lái)驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)的性能是否達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)指標(biāo)，所以一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在成功量產(chǎn)前離不開大量的臺(tái)架試驗(yàn)。

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　　此文借以展示的臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)備來(lái)自長(zhǎng)安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)部門，雖然具體到每個(gè)廠商的臺(tái)架試驗(yàn)室會(huì)略有不同，但是臺(tái)架試驗(yàn)的目的、構(gòu)成、試驗(yàn)方法等都大同小異。

● 臺(tái)架試驗(yàn)的目的

　　按照臺(tái)架試驗(yàn)的目的，可將臺(tái)架試驗(yàn)分為性能試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)。其中性能試驗(yàn)是為了評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及其它重要性能；可靠性試驗(yàn)是通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)零部件施加各種負(fù)荷以考驗(yàn)其可靠性。

　　應(yīng)該說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)可以為發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)零部件提供測(cè)試、驗(yàn)證以及改進(jìn)的技術(shù)支持。

● 臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)外界環(huán)境的要求  

　　所謂的臺(tái)架其實(shí)是一整套用于驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)性能和可靠性的設(shè)備，由于在進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的振動(dòng)，而這種振動(dòng)足以破壞機(jī)件和房屋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而對(duì)相應(yīng)的儀器儀表的正常工作造成影響。為了保證試驗(yàn)工作的正常，就必須對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)進(jìn)行減振和隔振處理，同時(shí)要避免試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)與發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，而且要將試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)的振動(dòng)控制在一定范圍內(nèi)。

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　　這個(gè)臺(tái)架試驗(yàn)室的四周墻壁和屋頂都覆蓋了用于吸音降噪的特殊材料，這主要是為了減小試驗(yàn)的噪音對(duì)試驗(yàn)人員造成的疲勞傷害。而屋頂?shù)臒艄芤策M(jìn)行了相應(yīng)的保護(hù)，可以防止振動(dòng)和噪音對(duì)其造成破壞。可見，臺(tái)架試驗(yàn)所產(chǎn)生的“副產(chǎn)品”具有極大的破壞力。

● 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的組成

　　通過(guò)上圖可以看到，臺(tái)架主要由測(cè)量控制系統(tǒng)、試驗(yàn)對(duì)象（發(fā)動(dòng)機(jī)或者相關(guān)零部件）以及相關(guān)的輔助系統(tǒng)構(gòu)成。測(cè)量控制系統(tǒng)主要就是測(cè)功機(jī)，通過(guò)它來(lái)讀取發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出數(shù)值，同時(shí)通過(guò)測(cè)量控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加相應(yīng)的負(fù)荷，包括交變應(yīng)力、交變熱負(fù)荷等來(lái)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際狀況下可能遇到的情況，從而檢驗(yàn)其可靠性。

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　　在進(jìn)行整機(jī)的臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)是沒有附帶水箱散熱器、油箱等部件的，所以就需要輔助系統(tǒng)來(lái)代替這些部件，使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)行完整的水循環(huán)、燃料系統(tǒng)的供應(yīng)等。

● 臺(tái)架試驗(yàn)的方式

——兩種連接方式

　　在發(fā)動(dòng)機(jī)與測(cè)量控制系統(tǒng)的連接上，存在著硬連接和軟連接兩種方式。所謂的硬連接是將未帶變速器的發(fā)動(dòng)機(jī)的大飛輪直接連接到測(cè)功機(jī)上，這種連接方式在臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)可以直接傳達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，沒有變速器的機(jī)械損失，但是其無(wú)法模擬整車的使用環(huán)境。

　　而軟連接是將發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器裝配好后，再通過(guò)變速器輸出端與測(cè)功機(jī)相連。這是一種很方便地模擬整車環(huán)境的連接方式。這種方式是通過(guò)變速器來(lái)輸出動(dòng)力，所以其功率有所損失，但它可以更準(zhǔn)確地模擬整車環(huán)境。由于是通過(guò)變速器連接測(cè)功機(jī)，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出比較穩(wěn)定，且不會(huì)對(duì)測(cè)功機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)損傷。

——臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)試參數(shù) 

　　其實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)最為重要的是獲取發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也就是測(cè)試參數(shù)，而獲取的方式就是借助安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)位置上的傳感器，最終通過(guò)數(shù)據(jù)的對(duì)比和分析來(lái)做出相應(yīng)的評(píng)判。

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　　相比量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳感器，臺(tái)架試驗(yàn)中的傳感器要多得多，比如一個(gè)供油系統(tǒng)就要測(cè)試供油溫度、供油壓力、油軌壓力、油管壓力、噴油器針閥的升程、燃油消耗量等等。整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)需要測(cè)試的參數(shù)在四、五十項(xiàng)甚至更多。測(cè)試的參數(shù)越多，越能詳細(xì)了解發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部分運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)，也可以更好地幫助研發(fā)人員了解產(chǎn)品，從而做出改進(jìn)和優(yōu)化。

　　除了常規(guī)的傳感器外，在臺(tái)架試驗(yàn)中還會(huì)用到一些較為特殊的傳感器或者儀器，比如安裝在燃燒室內(nèi)的攝像頭可以記錄發(fā)動(dòng)機(jī)噴油、點(diǎn)火、燃燒的情況，從而幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)進(jìn)氣氣流、燃油噴射角度、活塞頂部的形狀等進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，而這種攝像頭必須能夠承受燃燒室內(nèi)高溫高壓的惡劣環(huán)境。下面的視頻就是借助這種攝像頭展示了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)部的實(shí)際工作情況。　　

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　　在參觀過(guò)程中，技術(shù)人員向我說(shuō)到：臺(tái)架試驗(yàn)中最重要的是測(cè)量設(shè)備的測(cè)試精度。雖然國(guó)內(nèi)也有一些企業(yè)在生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的設(shè)備，但是在精度上還難以和進(jìn)口設(shè)備相媲美，當(dāng)然還不能少了經(jīng)驗(yàn)豐富的試驗(yàn)人員。

　　隨著電子元器件和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)所要測(cè)試的參數(shù)種類以及采樣的頻率越來(lái)越多，這也就需要加強(qiáng)臺(tái)架試驗(yàn)中數(shù)據(jù)的采集、分析以及處理的能力。如今臺(tái)架試驗(yàn)也在使用現(xiàn)代化的通訊方式，比如總線系統(tǒng)的應(yīng)用，同時(shí)臺(tái)架試驗(yàn)也在向著自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

總結(jié)：

　　可以看到，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)所需要的設(shè)備以及對(duì)外部環(huán)境的要求是比較高的，而很多現(xiàn)實(shí)中難以遇到的情況都可以通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行模擬，這樣就極大地拓展了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和可靠性驗(yàn)證的范圍。我認(rèn)為臺(tái)架試驗(yàn)或許就像一面鏡子，透過(guò)它可以不斷地發(fā)現(xiàn)問題并加以優(yōu)化和改進(jìn)。（文/汽車之家 馮景毅）

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