修机｜WTC5151TSM 型沙漠运输车发动机支撑架结构改进

1. 存在问题及原因分析

（1）存在问题

长庆物探处现有 32 辆沙漠运输车，其中WTC5151TSM 型沙漠运输车有 27 辆，占总数的 84.3％，利用率达 85％以上，是沙漠地震勘探的主力运输车。但是该型沙漠运输车经长期使用后，频繁发生变速器底部横梁开裂、前钢板弹簧后吊耳断裂、前轮胎异常磨损、发动机水箱风圈被风扇扫裂等故障，严重影响了地震勘探生产任务。该型沙漠运输车部分损坏部位如图 1 所示。

（2）原因分析

经过调查研究，分析上述故障的直接原因如下：该型沙漠运输车悬吊式发动机支撑架开裂、减振胶垫总成疲劳变形，造成发动机与变速器连接体安装位置下沉，导致发生上述故障。

2. 改进方法

由于该型沙漠运输车每年都要多次更换减振胶垫总成，且因该胶垫总成安装部位空间狭窄，更换困难、费时费力，我们决定将悬吊式发动机支撑架改进为承压式支撑架。

（1）制定改进目标

发动机风扇叶片端面距风圈上部距离≥ 15mm，距风圈下部距离≥ 20mm；发动机前部左、右支撑架与车架距离≥ 20mm；变速器底部平面距离其下部横梁上平面距离≥20mm。成套改进发动机悬挂式支撑架，使其更适合该型沙漠运输车使用要求，提高改进部位的可靠性，延长其使用寿命，以降低使用成本。

（2）改进胶垫总成

我们对发动机悬吊式减振胶垫总成改为承压式。考虑到零部件的通用性，继续使用原车减振胶垫总成的胶垫座、隔圈、压板等零件，将上胶垫导向面高度增加 5mm，将上、下胶垫向下可压缩变形距离设计为 15mm。当压缩变形量达到 15mm、胶垫座导管与上压板接触时，需更换上、下胶垫。改进后的减振胶垫如图 2 所示。

改进后的承压式减振胶垫总成，在其胶垫使用寿命达到极限需要更换时，不会发生发动机支撑架与安装面的钢性接触现象，解决了因发动机与变速器连接体下沉、支撑架与安装面钢性接触、车辆行驶过程中撞击横梁和车架，造成横梁断裂、前轮异常磨损等故障。改进后的胶垫总成使用寿命可达到 1 年以上。

（3）改进支撑架

该型沙漠运输车发动机与变速器连接体分（左右前部、左右中部、变速器后部）5 个部位，由悬吊式胶垫总成安装在车架的纵横梁上。我们在原安装位置不变的前提下，对原车发动机悬吊式支撑装置，进行了支架和胶垫总成的分体设计改进。改进后的发动机与变速器连接体各部位承压式支撑架如图 3 所示，改进前后悬架支撑装置结构对比如图 4 所示。

（4）改进目标实现情况

对发动机变速器支撑架和减振胶垫总成改进后，经实际检测，各项指标均达到或超过目标值。其中发动机风扇叶片端面距风圈上部距离实测值为18mm，距风圈下部距离实测值为30mm；发动机前部左、右支撑架与车架距离实测值为 25 ～ 30mm。发动机前部支撑架与车架距离实测情况如图 5 所示。

3. 改进效果验证

为了验证 WTC5151TSM 型沙漠运输车发动机承压式支撑架的改进效果，我们于 2017 年3 月 21 日将改造后的发动机承压式支撑架和胶垫总成分别安装到多台该型沙漠运输车上，在路况复杂的沙漠地区使用至今，其支撑效果良好，各支撑架与车架之间始终保持一定距离，再未出现前述故障现象，且支撑胶垫更换容易（只需拆卸 1 只胶垫中心螺栓就可更换上、下胶垫），由此减少了车辆维修费用，提高了车辆完好率和利用率。

该型沙漠运输车发动机悬挂式支撑架改进后的经济效益，主要来源于将一体式的悬吊式支撑架总成的结构改进为分体式的承压式支撑架和胶垫总成，维修时由更换悬吊式支撑胶垫总成变更为只更换胶垫总成内的上、下胶垫。改进后的承压式支撑架延长了使用寿命，减少了上、下胶垫更换次数，缩短了维修时间，提高了工作效率。

我处 27 辆 WTC5151TSM 型沙漠运输车 2年来已改进 20 辆，经对比计算，改进后每辆车可节约材料及人工费用 15640 元，20 辆共节约312800 元，取得了显著经济效益。

作者：马振勇 丁亚宁 李鹏飞

来源：《工程机械与维修》2018年第三期