发动机试验台设备结构描述
⽬录
⼀1100KW柴油机试验台 (2)
1、设备结构概述 (2)
2、试车中间底座 (2)
3、试验⼩车 (3)
5、接送机构 (6)
6、挠性传动轴 (7)
7、发动机起动装置 (8)
8、急停装置 (8)
9、液压系统 (8)
10、⽔⼒测功器 (9)
11、油门执⾏器及油门联接 (10)
12、NCK2000发动机测试控制台 (10)
12.1、系统组成： (10)
12.2、测量控制系统的主要功能 (11)
12.3、控制柜 (14)
13、HZB2000油耗仪 (14)
14、⼤屏幕显⽰仪 (15)
15、传感器及集线箱 (15)
16.电⽓控制系统 (16)
发动机转速⼆．试验台结构系统 (17)
1、试验台⼤底板及减震器 (17)
2、发动机三维⽀架及专⽤⽀架 (17)
3、试验台传动轴及防护罩 (18)
4、发动机起动装置及启动电源 (19)
5、测功器 (19)
6、测量控制系统 (21)
设备结构描述
⼀1100KW柴油机试验台
1、设备结构概述
快装试验台架由试车底座、精定位导轨、压紧机构、接送机构、试验⼩车、⽔油⽓管道快接、扰性传动轴及联接机构、
液压系统、烟度仪、油门执⾏器及油门联接、⽔⼒测功器、安全防护罩、PLC电⽓控制系统、NCK2000测试控制系统等组成，设备布置见附图所⽰。
2、试车中间底座
采⽤钢结构焊接箱式结构，外形全封闭.其上装有测功器和扰性传
动轴。前左右两侧设有检修窗，侧装有液压控制分站，底座后端集中布管，底座内装有⼩车接送油缸和线管等，箱内⾛线整齐，所有线集中于底座后侧线盒内。
底座内所有管路严格按长寿命标准设计选材:
发动机循环⽔管采⽤钢质扰性管，不仅耐⾼温⽽且⼜具有补偿位置度能⼒，改进以往采⽤易⽼化橡胶管的做法。
机油、出⽔温度等管路采⽤钢丝编织的耐油扣压胶管。
底座内电器线缆全部布置在镀锌线槽中，接⼝处采⽤防⽔接头和热缩管保护.强弱电分开布置，接线盒布置在底座后端。
所有管路的布置在试验台格栅⽹以下，整体布置整齐美观。
3、试验⼩车
试验⼩车为发动机的承载体，设计载重量⼤于5T，⼩车体为钢结构焊接件，能满⾜各种变型发动机安装测试需要，不同机型采⽤更换发动机⼯艺⽀脚和⼯艺联接盘⽅式来实现定位和联接。
发动机定位采⽤飞轮壳⼯艺⽀脚定位⽅式
⼩车体上设前后定位⽀承，后定位⽀承上定位销为精定位，前定位⽀承定位销为导向⽤；不同机型采⽤更换发动机⼯艺⽀脚，以定位销为定位元件，发动机的前后轴向变化通过调节定位⽀承轴向位置，每种机型对应⼀种位置并标记，在⼩车体上设置相应的定位孔.更换快速⽅便，对轴向变化不⼤的机型不采⽤调整定位⽀承位置，⽽直接采⽤
⼯艺⽀脚实现。
发动机前定位⽀脚采⽤发动机本⾝的⾃带⽀承进⾏定位和⽀承，为⽅便不同机型更换安装，⼩车体上的⽀承座设计成多副式能⽅便快捷进⾏更换。
试验⼩车和试验台的初定位采⽤现有台架T型槽内侧⾯为定位⾯，预埋轨道的外侧⾯T型槽内侧⾯对应，试验⼩车体底部内侧装有免润滑车轮，与轨道接触，两侧间隙控制在3~4mm，实现⼩车进出台架输送，其对称中⼼与发动机曲轴轴线中⼼在同⼀条线上，重合误差⼩于1 mm。发动机对接时的⼩车精定位以底部外侧平导轨和V型导轨来实现，具有较⾼的定位精度。⼩车和台架对接精定位后，⼩车车轮和轨道的脱离间隙保证在3~5 mm内。
在预装⼯位上，发动机吊装到⼩车上，操作⼯完成⼯艺接头同发动机相应接⼝的联接。
4、精定位导轨及压紧机构
精定位导轨组件在发动机与测试台架对接时，实现对⼩车及发动机与台架的精确定位，⼀侧为平导轨副，另⼀侧为90°V形导轨副，该导轨副表⾯⾼频淬⽕，硬度达HRC55-60；长时间使⽤不影响定位精度，导轨座采⽤钢结构焊接，刚性好，承载能⼒⼤。在压紧⼒和发动机负荷作⽤下不变形。⼩车由⼈⼯推⼊台架，按动接送按钮,⼩车在接送机构作⽤爬上V形导轨，使⼩车脱离轨道，实现精定位。⼩车送回轨道动作相反.该导轨定位精度⾼，⼩车进出台架⽅便，使⽤
合理可靠。
合理控制好车轮脱离轨道间隙能有效防⽌⼩车进出台架对轨道的冲击。
在导轨端部进⾏倒锥⾓处理，防⽌⼩车在轻轨上进⼊试验台时和精定位导轨⼲涉。
压紧机构采⽤液压驱动斜楔⾃锁型机构，分别安装于导轨⽀座内，通过“T”拉杆将⼩车压紧。该结构紧凑，使⽤安全可靠。压紧和松开位置上均装有⽆触点接近开关，向控制系统发送压紧和松开状态信号。该机构设有多种⾃锁保护措施:
压紧控制阀选⽤双电控⾃锁阀，在意外失电的情况下保持原位
压紧机构采⽤液压驱动斜楔机构, 该斜楔具有⾃锁⾓
压紧机构中“T”拉杆，确保压紧机构万⽆⼀失
主要技术指标:
1）精定位精度±0.25 mm
2）压紧速度⼩于1S
3）单杆压紧⼒> 800 Kg 四杆合⼒>3200Kg
5、接送机构
接送机构采⽤油缸驱动接送⼩车实现试验⼩车在精定位导轨上的滑移和管路及传动系统的⾃动对接。
油缸为双作⽤液压活塞油缸，活塞杆端装有关节头，和接送⼩车摆动联接，油路配双向节流调速阀，可⾃由调节接、送速度，确保⼩车平稳输送，⽆卡阻爬⾏现象。
油缸座出⼚时直接安装固定在试车中间底座上，有利于保证安装精度。
接送⼩车轮采⽤免润滑轴承，接送⼩车导轨表⾯⾼频淬⽕处理，确保使⽤精度和寿命。
主要技术指标:
1）接送⾏程480 mm
2）接送速度5~15m/mim
3）最⼤拉⼒2500 Kg
4）最⼤推⼒3000 Kg
6、挠性传动轴
挠性传动轴挠性结构上采⽤⾼弹性联轴器，⾼弹性联轴器内设花键套，可在轴上滑动，在试验⼩车拉到位后，⼈⼯可将弹性联轴器向发动机侧滑移，可轻松实现联接。
轴系旋转件均设钢质安全防护罩。在中间防护罩易观察处设置观察孔，⽤以定期观察联轴器的运⾏情况。
⾼弹联轴器其吸振、缓冲效果好。测功器与辅助⽀承之间采⽤梅花型弹性联轴器。
试验台传动轴技术指标:
轴向最⼤伸缩量为：40mm
最⼤径向位移：3.5mm
最⼤⾓位移：1°
不同轴度许⽤范围±2.5 mm
最⼤额定传递扭矩:8000N.m
最⼤许⽤转速: 2600r/min
7、发动机起动装置
发动机起动采⽤直流电机⽅式, 台架提供硅整流启动电源。
8、急停装置
操作间设置急停按钮，通过控制燃油电磁阀切断燃油供应实现紧急停车。
9、液压系统
液压系统采⽤总站蓄能保压供油⽅式，⼀个试验台⽤⼀个液压总站，总站输出压⼒具有上下限⾃动控制、超压安全保护、蓄能缓冲和内泄漏补偿功能。
总站输出压⼒上下限⾃动控制采⽤压⼒变送器实现。
泵站采⽤⽴卧式电机,⾼压油泵设在油箱上，便于维护和调试。
畜能器和总站⼀体安装。
分站安装于试车中间底座侧部，采⽤品牌液压叠加阀集成安装，根据试验台功能分别实现⼩车的接送、⼩车的压紧、辅助对接、轨道交换台换向（预留位置）的控制等功能。
主要技术指标:
系统最⾼压⼒10 MPa
⼯作压⼒上限范围4~8 MPa
最⼤流量16 L/min
3）油箱容积不⼩于180L
4) 液压油牌号N46号抗磨液压油
5) 使⽤油温不超过55℃
10、⽔⼒测功器
为确保增压中冷发动机功率覆盖范围，根据试验台的要求，试验台采⽤Y1900⽔涡流测功器。该测功器引进德国策尔纳公司先进技术，具有控制稳定性好、响应速度快、测量精度⾼及结构紧凑等优点。测功器安装上采⽤低中⼼距⼤底座直接安装。排⽔执⾏器采⽤第四代更新型，选⽤脉宽调制稀⼟直流⼒矩电机作控制电机，合理的结构设计确保其⾼可靠性。
排⽔阀门的响应速度应⼩于2秒（阀门从全开到全闭的时间）。测功机和发动机之间应有中间⽀承座以保护测功机的精度不易受到损害。
考虑到长期在⾼温环境使⽤，测功器内部不可避免存在积⽔垢的情况，测功器运动密封零件已按照改进设计制作，可保证测功器长期运⾏免维护.
Y1900技术指标：
最⼤吸收功率：1900Kw；
最⼤测量扭矩：17200N.m
最⾼许⽤转速：3000rpm
扭矩测量精度：±0.2%FS
转速测量精度: ±0.05%
11、油门执⾏器及油门联接
油门执⾏器是NCK2000控制系统⽤于隔室控制油门的主要执⾏机构。
主要特点：适⽤于油门开环及闭环控制，具有响应速度快，控制精度⾼特点。
性能指标：
⾓⾏程0-90度
最⼤输出扭矩25Nm
全⾏程响应时间：< 2s
定位精度：优于0.2%FS
驱动电源：±24V/3A
油门联接可采⽤钢丝绳或⼆端带关节轴承的刚性调节杆。
12、NCK2000发动机测试控制台
12.1、系统组成：
我公司优化开发成功的发动机测试控制系统，由发动机测量控制仪、数据采集系统、上位计算机系统，系统含测量控制系统软件，各测量传感器。采⽤17英⼨显⽰器，所有显⽰操作在计算机屏幕上进⾏，配置⼯业控制计算机。如下图所⽰：
12.2、测量控制系统的主要功能1 )测量参数及精度
基本测量参数:
软件预留6通道参数的显⽰，硬件预留安装位置。只要配上模块和传感器就能使⽤。
所有的测量参数均可同时在计算机屏幕上显⽰。显⽰⽅式：数字显⽰和曲线显⽰。扭矩、功率和油耗可以由计算机⾃动校正，校正公式可以按机型⾃动选择（按国标GB/T18297-2001）。
2）控制功能
●控制器类型：测功器及发动机油门双回路直接数字PID控
制；
●控制⽅式：测功器：恒位置、恒扭矩、恒转速；发动机：
恒位置、恒扭矩、恒转速；
●控制⽅式切换：⽆扰动随机动态切换；
●⼯况改变⽅式：虚拟仪器界⾯操作；⾃动程序控制。
3）控制精度
●控制精度：转速控制精度：±2r/min；
●扭矩控制精度：±0.2% FS；
●过渡时间：≤30S；
●转速控制超调量：≤阶跃量的0.5%；
●扭矩控制超调量：≤阶跃量的1%；
●执⾏器定位精度：≤0.1%。
4）记录功能
⾃动保存数据到⽹络数据库，在⽹络数据库故障时暂时保存数据到本地数据库，在适当的时候再转储到⽹络数据库
5）报警保护功能:
测量控制系统具有三级报警和保护功能，每个测量参数均可由⽤户在计算机设定每级报警的动作⽅式（⼀级报警：声光报警，系统不动作，由⼈⼯进⾏⼲预；⼆级报警：声光报警，系统动作，发动机⼯况⾃动降⾄怠速；三级报警：声光报警，系统动作，通过紧急停车机构使发动机停车。
6）测量控制系统的特点：
●上位机选⽤研华⼯业控制计算机，P4 CPU 2.4G ，80G硬盘，
17⼨液晶显⽰器，10-100M⽹卡，⽀持双显⽰器的双端⼝显
⽰卡。
●软件环境：Windows 2000或XP；编程语⾔：LabView，VC++。
●测功器和油门的控制板采⽤四层线路板，贴⽚机器焊接形
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