擺臂式自裝卸汽車改裝設(shè)計畢業(yè)論文

本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計汽車低溫試驗室設(shè)計系部名稱：汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)班級：車輛工程B07-11班學(xué)生姓名：劉宇指導(dǎo)教師：鮑宇職稱：高級實驗師黑龍江工程學(xué)院二○一一年六月TheGraduationDesignforBachelor'sDegreeAutomobileCryogenicLabDesignCandidate：LiuyuSpecialty：VehicleEngineeringClass：B07-11Supervisor：Advancedlaboratory.BaoyuHeilongjiangInstituteofTechnology2011-06·Harbin黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計第1章緒論1.1研究背景及意義低溫環(huán)境可以對機械、車輛、兵器、電子、儀器儀表等各類地面設(shè)備的性能和工作可靠性產(chǎn)生不良影響,隨著生產(chǎn)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,這一問題已越來越受到人們的重視。雖然低溫環(huán)境模擬投資多、能耗大,但由于其對國民經(jīng)濟和國防軍事工業(yè)發(fā)展的重要性,各先進國家都十分重視,不惜投人大量財力建設(shè)大中型低溫環(huán)境試驗室。制冷及低溫工程學(xué)科主要是研究獲得、并保持低于環(huán)境溫度的原理與方法，實現(xiàn)該條件所需要的儀器和設(shè)備，以及研究低于環(huán)境溫度的條件下工程應(yīng)用。根據(jù)溫度的不同，它又可劃分為制冷工程和低溫工程兩個領(lǐng)域，前者涉及低于120K的問題，后者涉及高于120K的問題。低溫工程與國民經(jīng)濟和人民生活密切相關(guān)，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，它的地位越顯重要。是航空航天、車輛實驗、氣體工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)支撐，低溫工程在機械、冶金、以及航天技術(shù)等諸多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。制冷低溫設(shè)備與系統(tǒng)，凍結(jié)和凍干過程機理，低溫生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，冷量儲存及輸送技術(shù)，制冷及低溫系統(tǒng)的自動控制及計算機模擬，制冷及低溫工程的測量技術(shù)和測試設(shè)備，制冷、空調(diào)與低溫技術(shù)在有關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用以及節(jié)能，汽車方向的低溫試驗研究對于汽車的發(fā)展有著更為深遠(yuǎn)的意義，它能推動汽車擁有更為廣闊的應(yīng)用空間。1.2現(xiàn)有布置條件1.2.1場地布置條件根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，機動車輛低溫性能試驗規(guī)范，結(jié)合現(xiàn)有試驗室場地進行合理布置，現(xiàn)有試驗室場地位于汽車工程中心一樓，現(xiàn)有試驗室面積37.7平方米，長6.5米，寬5.8米，高3米，在現(xiàn)有場地中進行整車性能檢測設(shè)備布置、發(fā)動機測功機檢測設(shè)備選用布置、制冷設(shè)備布置。1.2.2主要技術(shù)要求試驗環(huán)境溫度按-30℃以下進行，為保證試驗的準(zhǔn)確性，被考核的零部件均應(yīng)達(dá)到設(shè)計要求，性能參數(shù)調(diào)至規(guī)定范圍按汽車的使用說明書或有關(guān)技術(shù)資料的規(guī)定，選用相應(yīng)牌號的燃油、機油和冷卻液，并記錄應(yīng)使用制造商規(guī)定的蓄電池、起動電纜和搭鐵電纜，各線路連接可靠，蓄電池工作良好,試驗車輛準(zhǔn)備按GB/T12534-1990中規(guī)定執(zhí)行，裝載質(zhì)量按GB/T12534-1990中規(guī)定執(zhí)行,前排雙人(60Kg/人)，座椅調(diào)整至最后位置，車輛加裝所有選裝配置,輪胎氣壓按GB/T12534-1990中規(guī)定執(zhí)行,在每項試驗前后，需對車輛進行主觀評價，各項指標(biāo)應(yīng)符合產(chǎn)品相應(yīng)規(guī)定,試驗可在低溫環(huán)境（試驗室或自然條件）下進行,靜態(tài)試驗試驗前，試驗車輛應(yīng)保證在環(huán)境溫度下停放6小時以上，冷透后(油液溫度與環(huán)境溫度一致后)方可試驗,對外觀、表面質(zhì)量及操縱情況等進行檢查，換檔桿轉(zhuǎn)換應(yīng)靈活、無卡住現(xiàn)象。1.3國內(nèi)外汽車發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1國外汽車發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)今世界國際汽車工業(yè)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生重大重組，由于全球汽車工業(yè)生產(chǎn)能力過剩，產(chǎn)品開發(fā)成本大幅度提高，促使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐明顯加快。汽車工業(yè)聯(lián)盟成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的潮流，90％以上大汽車公司的“強強聯(lián)合”，使之形成集團優(yōu)勢，更具競爭力。國際汽車市場競爭的實質(zhì)是現(xiàn)代科技的較量，技術(shù)創(chuàng)新能力正成為競爭取勝的關(guān)鍵。受全球性的金融危機影響，世界汽車工業(yè)正面臨著嚴(yán)峻的考驗，從北美的汽車巨頭通用、福特、克萊斯勒走向破產(chǎn)的邊緣，到亞洲汽車業(yè)老大豐田汽車出現(xiàn)71年來的首次虧損全球汽車行業(yè)正面臨著前所未有的劇烈震蕩。美國汽車三巨頭瀕臨破產(chǎn)：由于過去幾年的持續(xù)高油價，讓消費者對美國汽車廠商生產(chǎn)的高油耗車型興趣大減。而不斷惡化的經(jīng)濟和金融環(huán)境給美國汽車業(yè)的銷售和融資帶來巨大壓力。美國汽車業(yè)“三巨頭”通用、福特和克萊斯勒，近來虧損連連。“三巨頭”的高管在美國參議院作證時呼吁政府提供250億美元的緊急貸款，以幫助它們度過危機，免于破產(chǎn)。1.3.2中國汽車發(fā)展現(xiàn)狀關(guān)于中國汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，從兩個角度來說，宏觀角度與微觀角度。宏觀上，中國在2001年12月11日加入了世界貿(mào)易組織，國外的廠商陸續(xù)進入了中國市場，使得競爭進一步激烈；微觀上，企業(yè)面臨不得不降價的處境，處在虧損的邊緣，中國加入世貿(mào)組織，我國的汽車進口關(guān)稅就一直在下調(diào)，這是履行WTO的義務(wù)，同時也是為了進一步鼓勵競爭，優(yōu)化中國市場。在2004年底，中國的加權(quán)平均關(guān)稅水平下調(diào)到了8.9%。2006年7月1日，我國汽車進口關(guān)稅下調(diào)到25％。這都是為了履行WTO的義務(wù)。同時，中國早在80年代的時候，就已經(jīng)形成了近百家汽車企業(yè)的混亂局面，所以國家降低關(guān)稅，就會下降國外汽車在國內(nèi)市場的銷售價，使得其更具競爭力，從而使一些比較落后的國內(nèi)企業(yè)的售價就會相對較高，使得其不得不退出市場，達(dá)到優(yōu)化市場的效果。伴隨著中國的改革開放，很多的國外企業(yè)進入了中國，搞起了合資，本質(zhì)上就是以技術(shù)換市場。這里面有大眾，標(biāo)致，豐田，奔馳，寶馬等公司。根據(jù)2000年的資料顯示，中國汽車市場份額中97%屬于合資企業(yè)，而20多家國內(nèi)企業(yè)僅僅占到了3%的市場份額?？梢哉f，中國的汽車企業(yè)就是在夾縫中生存。在2004年11月22日，東風(fēng)標(biāo)致實施降價補償?shù)匿N售策略，引起了中國汽車行業(yè)的軒然大波。從一個側(cè)面反映了近幾年中國汽車市場競爭之激烈。好多的廠商也都不得不推出降價的策略，這無疑對于企業(yè)來說是一個不幸。2004年統(tǒng)計資料顯示，中國汽車的虧損面達(dá)到了16%之多，除此之外，加入世貿(mào)組織后，中國先后推出了關(guān)稅下調(diào)預(yù)期，取消進口配額、實施《汽車品牌銷售管理辦法》、進口車自動許可登記辦法，整車特征辦法，落地征稅政策，允許外商進入汽車服務(wù)貿(mào)易領(lǐng)域等政策，這無疑對于中國的企業(yè)是一個很大的挑戰(zhàn)。2009年1～10月，中國汽車產(chǎn)銷首次超過1，000萬輛，分別為1，087.32萬輛和1，089.14萬輛，同比增長36.23%和37.71%。乘用車?yán)^續(xù)保持快速增長，產(chǎn)銷812.86萬輛和819.03萬輛，同比增長42.41%和45.18%；商用車?yán)塾嫯a(chǎn)銷超過上年，表現(xiàn)也比較出色，產(chǎn)銷274.46萬輛和270.11萬輛，同比增長20.73%和19.14%。在國家政策支持下以及拉動內(nèi)需的需要下，2009年中國汽車行業(yè)呈井噴式發(fā)展，全年產(chǎn)量超過美國成為世界第一已成定局，汽車消費也成為2009年GDP保持8%增長率的主要力量。2009年初通過的汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃做出了這樣的規(guī)劃目標(biāo)：通過兼并重組，形成2～3家產(chǎn)銷規(guī)模超過200萬輛的大型汽車企業(yè)集團，4～5家產(chǎn)銷規(guī)模超過100萬輛的汽車企業(yè)集團，產(chǎn)銷規(guī)模占市場份額90%以上的汽車企業(yè)集團數(shù)量由目前的14家減少到10家以內(nèi)。甚至國家已經(jīng)圈定“四大四小”，鼓勵一汽、東風(fēng)、上汽、長安等大型汽車企業(yè)在全國范圍內(nèi)實施兼并重組；支持北汽、廣汽、奇瑞、重汽等汽車企業(yè)實施區(qū)域性兼并重組。1.4汽車低溫試驗室發(fā)展趨勢隨著我國汽車生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)量的快速發(fā)展汽車的普及率大大增加。汽車走進千家萬戶，汽車在寒冷地區(qū)的保有量大大增加，使得汽車低溫試驗室擁有了更重要的作用，汽車低溫試驗室技術(shù)越來越成熟正向著高度集成化、系列化、現(xiàn)代化的趨勢發(fā)展。1.5本文課題研究的主要內(nèi)容與技術(shù)路線本課題研究的主要技術(shù)路線如圖1.1所示。調(diào)研和查閱資料調(diào)研和查閱資料確定低溫實驗室整體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計方案確定低溫實驗室整體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計方案進行冷凍負(fù)荷計算進行冷凍負(fù)荷計算確定低溫倉溫度控制設(shè)計布置確定低溫倉溫度控制設(shè)計布置確定整車性能檢測設(shè)備布置確定發(fā)動機試驗臺及臺架整體布置確定整車性能檢測設(shè)備布置確定發(fā)動機試驗臺及臺架整體布置運用CAD完成設(shè)計圖紙，寫說明書運用CAD完成設(shè)計圖紙，寫說明書圖1.1技術(shù)路線圖本課題研究的主要內(nèi)容有：結(jié)合黑龍江工程學(xué)院汽車工程中心現(xiàn)有場地，進行汽車低溫試驗室的布置設(shè)計，低溫試驗室屬于人工氣候試驗室,模擬野外低溫環(huán)境,供汽車及類似產(chǎn)品作低溫起動性能試驗，發(fā)動機檢測試驗臺性能測試及整車性能檢測試驗臺設(shè)計，同時規(guī)劃布置低溫實驗倉，達(dá)到低溫測試環(huán)境要求。用于檢測整車、發(fā)動機在低溫環(huán)境中運行各參數(shù)變化情況進行數(shù)據(jù)分析比較改進升級零部件，還可以用于進行教學(xué)演示功能。

第2章低溫試驗室功能實現(xiàn)及計算2.1冷凍負(fù)荷計算對實驗室進行冷凍負(fù)荷計算是選擇制冷設(shè)備的前提條件，通過冷凍負(fù)荷值選用制冷設(shè)備，冷凍負(fù)荷包括庫體漏熱、設(shè)備負(fù)荷、通風(fēng)熱量、操作熱量、制冷設(shè)備熱量等。庫體漏熱也即是滲入熱高溫?zé)嵩吹臒崃靠偸且詫α?、傳?dǎo)和輻射的形式不斷傳到低溫的冷庫內(nèi)，這便是滲入熱。為了創(chuàng)造合理的冷藏條件，實驗室必須使用合適的絕熱材料和絕熱結(jié)構(gòu)。實驗室尺寸確定后，影響滲入熱的決定因素便是實驗室的傳熱系數(shù)。實驗室的傳熱系數(shù)計算公式為：（2.1）式中k——低溫試驗室的傳熱系數(shù)，經(jīng)驗公式k=0.352.1.1滲入熱計算滲入熱計算公式為：（kw）（2.2）式中F——為傳熱面積；——為庫內(nèi)外溫差℃；1.25為裕度系數(shù)。滲入熱為：1.250.3522.7565=646.95（w）設(shè)備熱負(fù)荷包括貨物冷卻和發(fā)動機排熱量。貨物冷卻熱計算公式為：（kw）（2.3）式中W——為進貨量單位kg；、——為進貨焓值和最終焓值；Z——為完全冷卻時間單位h。貨物冷卻熱為：=3000(30-0)/36008=3.125（kw）2.1.2試驗車排熱量計算發(fā)動機所耗燃油的熱量包括轉(zhuǎn)化為有效功的熱量、傳遞給冷卻介質(zhì)的熱量、廢氣帶走的熱量、燃料不完全燃燒熱損失和其他熱量損失，根據(jù)內(nèi)燃機原理熱平衡來確定發(fā)動機排熱量。發(fā)動機所耗燃油的熱量(kJ/h）在發(fā)動機中，熱量是由燃料燃燒而產(chǎn)生的，假設(shè)燃料完全燃燒，則每小時所發(fā)出的熱量為：=（2.4）式中——是發(fā)動機所耗燃油的熱量（kJ/h）；——是發(fā)動機每小時的耗油量（kg/h）；——是燃料低熱值（kJ/kg）。杰勛百公里耗油為5.56L到9.3L,取6.8L，單位L換算為kg是1L=0.745kg6.8L為5kg，查表為4.6(kJ/kg）每小時所發(fā)出的熱量為:=54.6=230000（kJ/h）（2.5）廢氣帶走的熱量廢氣帶走的熱量（kJ/h)為：=（）（）（2.6）式中、——每小時消耗的燃料量和空氣量（kg/h）；、——廢氣和空氣的定壓比熱容；——靠近排氣門處的廢氣溫度（℃）；——進氣管入口處工質(zhì)的溫度（℃）?？杖急葹?4.7，消耗一升燃料需要14.7kg空氣，所以消耗6.8L燃料需要99.96kg空氣約等于100kg，35℃空氣的定壓比熱容為1.005kJ/(kg.℃),廢氣的定壓比熱容為3.002kJ/(kg.℃),℃，625℃=（5+100）（2.5625-135）=160387.5（kJ/h）燃料不完全燃燒熱損失計算公式為:=（1-）==2300000.15=34500（w）（2.7）發(fā)動機排熱量=發(fā)動機所耗的燃油量-廢氣帶走的熱量-燃料不完全燃燒熱損失發(fā)動機排熱量=230000-160387.5-34500=35112.5（kJ/h）1W=135112.5（kJ/h）=9753.47（w）（2.8）2.1.3發(fā)動機排熱量計算整車排熱量主要由發(fā)動機排熱量所產(chǎn)生，低溫試驗室所采用的發(fā)動機為五菱所產(chǎn)的DA465Q發(fā)動機，此發(fā)動機排量為1051ml，它與試驗車相比排熱量小熱負(fù)荷也小，它的排熱量計算為：發(fā)動機所耗燃油的熱量(kJ/h）在發(fā)動機中，熱量是由燃料燃燒而產(chǎn)生的，假設(shè)燃料完全燃燒，則每小時所發(fā)出的熱量為：=（2.9）式中——是發(fā)動機所耗燃油的熱量（kJ/h）；——是發(fā)動機每小時的耗油量（kg/h）；——是燃料低熱值（kJ/kg）。使用DA465Q型號的汽車如哈飛路寶綜合路況耗油量為6.0L，單位L換算為kg是1L=0.745kg6.0L為4.47kg，查表為4.6(kJ/kg）每小時所發(fā)出的熱量為:=4.474.6=205620（kJ/h）（2.10）廢氣帶走的熱量廢氣帶走的熱量（kJ/h)為：=（）（）（2.11）式中、——每小時消耗的燃料量和空氣量（kg/h）；、——廢氣和空氣的定壓比熱容；——靠近排氣門處的廢氣溫度（℃）；——進氣管入口處工質(zhì)的溫度（℃）?？杖急葹?4.7，消耗一升燃料需要14.7kg空氣，所以消耗6L燃料需要88.2kg空氣，35℃空氣的定壓比熱容為1.005kJ/(kg.℃),廢氣的定壓比熱容為3.002kJ/(kg.℃),℃，625℃=（4.47+88.2）（2.5625-135）=141553.42（kJ/h）燃料不完全燃燒熱損失計算公式為：=（1-）==2056200.15=30843（w）（2.12）發(fā)動機排熱量=發(fā)動機所耗的燃油量-廢氣帶走的熱量-燃料不完全燃燒熱損失發(fā)動機排熱量=205620-141553.42-30843=33223.58（kJ/h）1W=135112.5（kJ/h）=9228.77（w）（2.13）2.1.4通風(fēng)換熱量及操作熱量計算通風(fēng)換熱量可以忽略在實驗過程中不進行通風(fēng)換熱。操作熱量包括：開門熱量、照明熱量、操作人員熱量。開門熱量為=153（w）（2.14）照明熱量計算公式：=Sqt/h（2.15）式中S—單位面積照明熱量；q—庫內(nèi)地面積；t—開燈時間；h—冷卻時間。=1020.902/8=52.25（w）操作人員熱量計算公式：=qnt/h（2.16）式中q—每人每小時放熱；n—工作人數(shù)；t—工作時間；h—冷卻時間。=41022/8=205（w）2.1.5其它設(shè)備熱量計算冷風(fēng)機放熱量包括冷風(fēng)電機放熱和除霜加熱器放熱。冷風(fēng)機放熱量計算公式：=（2.17）式中—冷風(fēng)機電機功率；—冷風(fēng)機個數(shù)；—運轉(zhuǎn)時間、冷卻時間。Q==1650（w）除霜加熱器不計入冷凍熱負(fù)荷，其他設(shè)備熱負(fù)荷包括電腦和底盤測功機，電腦熱負(fù)荷近似為300（w）電腦不在低溫倉內(nèi)不計入冷凍負(fù)荷中。底盤測功機冷凍負(fù)荷為：Q=5500（w）總的冷凍負(fù)荷：Q=21085.67（w）發(fā)動機測功機冷凍負(fù)荷為：Q=5000（w）測功機不能承受低溫布置在低溫倉外，不計入總的冷凍負(fù)荷。2.2制冷時間計算在室溫35℃條件下降到-30℃所需制冷量為：制冷量=溫差×重量/時間×比熱×設(shè)備維護機構(gòu)制冷量=652000÷70.821.23=18731（w）（2.18）當(dāng)檢測整車低溫性能時，降溫所需制冷量為18731（w），而制冷設(shè)備每小時制冷量為26325（w），每小時熱負(fù)荷為20535.67（w），制冷設(shè)備運行3.24小時即194分鐘可以達(dá)到要求的制冷溫度進行試驗。當(dāng)檢測發(fā)動機低溫性能時，降溫所需制冷量為18731（w），而制冷設(shè)備每小時制冷量為26325（w），每小時熱負(fù)荷為14510.97（w），制冷設(shè)備運行1.59小時即95分鐘可以達(dá)到要求的制冷溫度進行試驗。2.3制冷設(shè)備的設(shè)計與選用2.3.1制冷系統(tǒng)形式的選擇制冷系統(tǒng)設(shè)計成分體式，制冷主機為整體式風(fēng)冷室外機組，低溫試驗室制冷系統(tǒng)采用冷庫制冷分體機。2.3.2壓縮機的選擇根據(jù)總的熱負(fù)荷選用德國比澤爾半封閉壓縮機，根據(jù)制冷量選擇4G-20.2型號壓縮機，功率13.975kw，制冷量26325w。2.3.3制冷設(shè)備的選擇根據(jù)制冷量要求以及冷凍負(fù)荷，選用DL-27.4/125冷風(fēng)機，制冷量27.42kw/h,電機功率1650w。制冷設(shè)備室外機的選擇，根據(jù)制冷量及冷凍負(fù)荷選用OF-12型號室外機。OF-12型號室外機是在中國科學(xué)院低溫中心制冷專家的指導(dǎo)下專門為中、小型冷庫開發(fā)的一種模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化的制冷設(shè)備，與傳統(tǒng)的裸露機組相比它具有以下特點：省電、節(jié)能壓縮機，能效比大，制冷效率高，關(guān)鍵部件均采用進口名牌優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，采用L型冷凝器，增大散熱面積，優(yōu)化組合結(jié)構(gòu)，體積小，重量輕，采用流線型風(fēng)扇葉片，效率高，噪音小。2.3.4溫控設(shè)備選用溫控器的選擇對于低溫試驗至關(guān)重要，溫控器有以下幾個種類：膨脹式，金屬膨脹式和液體膨脹式溫控器，如雙金屬片溫控器，機械式，蒸汽壓力式和氣體吸附式溫控器，如壓力式溫控器，電子式，電阻式和電熱偶式溫控器，如電子恒溫控制器。比較三個種類的溫控器，雙金屬片溫控器結(jié)構(gòu)簡單、測量精度低、誤差大，壓力式溫控器，價格便宜、測量精度低，電子恒溫控制器應(yīng)用最為廣泛，它價格適中、測量精度高，誤差小廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的溫控試驗中。室內(nèi)外通風(fēng)設(shè)施采用意大利小精靈冷庫專用溫控器，此系統(tǒng)為全自動控制無需人工操作，設(shè)定溫度后自動運行、自動除霜運行中出現(xiàn)異常情況，報警提示，電控裝置中帶有過流保護、短路保護、缺相、逆相保護等保護功能。整個制冷系統(tǒng)加裝安全保護系統(tǒng)。具備高、低溫報警功能，保證實驗安全。2.4本章小結(jié)本章介紹了低溫試驗室功能實現(xiàn)的方法，進行了冷凍負(fù)荷計算以及通過冷凍負(fù)荷計算確定制冷設(shè)備和制冷時間的確定，通過對比分析選擇了溫控器的種類對汽車低溫試驗室的整套制冷設(shè)備進行了合理的分析選擇。

第3章汽車低溫試驗室布局設(shè)計方案3.1設(shè)計方案的背景條件北方冬季，環(huán)境溫度較低，受周圍的環(huán)境溫度以及排氣降噪能量轉(zhuǎn)換的影響，汽車的排氣管會向外滴水，這是一個很普遍的現(xiàn)象，發(fā)動機起動困難，總成磨損嚴(yán)重，機件損壞或腐蝕，燃料潤滑油消耗量增大度低，使蓄電池電解液粘度增加，向極板的滲透能力下降，內(nèi)阻增加，導(dǎo)致蓄電池的容量和端電壓下降，蓄電池的輸出功率下降，滿足不了起動時對蓄電池功率的要求，使起動機無力拖動發(fā)動機或不能達(dá)到最低的起動轉(zhuǎn)速，低溫起動時，由于蓄電池端電壓低，火花塞的跳火能量小，使發(fā)動機起動困難；此外，冷的可燃混合氣密度大使火花塞電極電阻增大、火花塞電極間有油、水及氧化物等，均可能造成電火花弱，使火花塞跳火能量下降，也會造成發(fā)動機起動困難，低溫試驗室可以模擬出低溫狀態(tài)下汽車的行駛狀態(tài)及各項功能指標(biāo)的變化從而可以反饋給生產(chǎn)廠家及制造商進行優(yōu)化設(shè)計和改進，東北寒冷的冬季，對汽車寒冷地區(qū)的應(yīng)用性能進行研究，設(shè)計出低溫試驗室，進行發(fā)動機性能分析對比實驗，對于解決汽車寒地使用以及緩解交通壓力都有十分重要意義。3.2試驗室布局的確定本設(shè)計結(jié)合黑龍江工程學(xué)院汽車工程中心現(xiàn)有場地進行設(shè)計，試驗室場地尺寸為：長6.5米，寬5.8米，高3米，在現(xiàn)有場地范圍內(nèi)進行低溫試驗室的設(shè)計布局，低溫試驗室由低溫倉和工作區(qū)域組成，低溫試驗倉用來進行低溫試驗，工作區(qū)域用來進行數(shù)據(jù)分析、整理、輸出以及人員工作。低溫試驗倉由整車檢測系統(tǒng)、發(fā)動機檢測系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)以及其它附件如簡易天車（電葫蘆），試驗車，及相應(yīng)臺架等組成，工作區(qū)域由檢測輸出系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及計算機等組成。整車檢測系統(tǒng)：整車檢測系統(tǒng)是用來模擬汽車在道路條件下運行時的裝置，整車檢測系統(tǒng)的選用要合理要結(jié)合場地的現(xiàn)有情況進行分析選用以及需要和檢測車輛的型號綜合考慮。檢測輸出系統(tǒng)：接收汽車在模擬道路條件下運行狀態(tài)參數(shù)并進行分析比對顯示分析結(jié)果的設(shè)備，檢測輸出系統(tǒng)的選用要求是要精準(zhǔn)的進行分析比較它接關(guān)系到檢測數(shù)值的精度以及準(zhǔn)確度。發(fā)動機檢測系統(tǒng)：發(fā)動機檢測系統(tǒng)是用來接收發(fā)動機在各工況運行時各參數(shù)的變化值并進行分析對比。制冷系統(tǒng)：制冷系統(tǒng)的作用是給汽車低溫試驗室提供制冷環(huán)境使實驗室的環(huán)境溫度達(dá)到要求的規(guī)定值。保溫結(jié)構(gòu)：用來隔熱隔冷保護制冷環(huán)境的產(chǎn)生效果并提高制冷功效。電葫蘆：用來移動發(fā)動機其它及實驗設(shè)備，由于實驗室中的實驗設(shè)備質(zhì)量比較大，移動有危險性所以采用電葫蘆進行移動吊裝，既能保證移動速率又能提高安全性。試驗車的選用應(yīng)具有代表性和實用性，本試驗室采用長安杰勛汽車，首款杰勛是量產(chǎn)混合動力轎車，杰勛是國家863計劃“電動汽車重大項目”的主要組成部分，經(jīng)過長達(dá)六年的艱苦攻關(guān)，杰勛研發(fā)成功，并且成為具有世界先進水平的量產(chǎn)車型?！碍h(huán)保、節(jié)能、讓汽車可持續(xù)”是杰勛hev的設(shè)計理念，整車油耗比傳統(tǒng)汽車低20%以上，排放限值滿足國ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。在底盤測功實驗室有杰勛在試驗不沖突時一臺車可以用作多個試驗這樣又可以節(jié)約經(jīng)費，其它附屬設(shè)備的選用也有重要意義，包括加熱器、冷庫門等它們也是實現(xiàn)低溫試驗室功能的重要環(huán)節(jié)。3.3布局設(shè)計方案的確定在現(xiàn)有場地進行布置要求設(shè)備要小巧高效布局合理。低溫試驗室整體布置尺寸為：長6.5米，寬6.3米，高3米，在現(xiàn)有場地進行布置，布置的場地分為兩部分一部分為工作區(qū)域，尺寸為：長6.5米，寬2.8米，高3米。另一部分為低溫試驗倉它布置在低溫試驗室的一側(cè)低溫試驗倉尺寸為：長6.5米，寬3.5米，高3米，對其進行密封布置建筑墻壁。設(shè)計方案一：將整車檢測設(shè)備布置在實驗室內(nèi)部里側(cè)將發(fā)動機測功機布置在門口，檢測輸出裝置布置在中間冷風(fēng)機掛在墻內(nèi)測。這樣布置的優(yōu)缺點：使得工作人員有更大的活動空間，但布置結(jié)構(gòu)過于緊湊不利于試驗，對于設(shè)計結(jié)構(gòu)的精度也會造成一定的影響，檢測輸出設(shè)備無法承受低溫。設(shè)計方案二：將整車布置在門口檢測分析設(shè)備布置在最里側(cè)，發(fā)動機測功系統(tǒng)布置在中間。這樣布置的優(yōu)缺點：有利于試驗的進行，但工作人員進出受到一定的影響。設(shè)計方案三：將整車檢測設(shè)備布置在一側(cè)發(fā)動機測功系統(tǒng)也布置在其后部檢測分析設(shè)備布置在工作區(qū)域。這樣布置的優(yōu)缺點：最為合理工作人員的活動空間很充足，試驗檢測設(shè)備布置也很合理檢測設(shè)備不沖突布局緊湊，試驗車停放方便是最為理想的布置方案。結(jié)構(gòu)布置圖如圖3.1所示：圖3.1汽車低溫實驗室結(jié)構(gòu)布置圖3.4其它附屬設(shè)備3.4.1簡易起重機簡易起重機簡稱電葫蘆是一種起重設(shè)備，它將電動機、減速機，鋼絲繩卷筒和行走小車合成一體，經(jīng)常用于較小的單軌起重天車。電葫蘆具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、運行平衡等優(yōu)點，可以在同一平面上做直的、彎曲的、循環(huán)的架空軌道上使用，也可以在以工字鋼為軌道的電動單梁，手動單梁起重機、橋式起重機、懸掛起重機、懸臂起重機、龍門起重機等起重機上使用。是起升搬運物品最理想的起重設(shè)備，電葫蘆分為：微型電動葫蘆、HHXG型環(huán)鏈電動葫蘆、HC型電動葫蘆、DHP型環(huán)鏈電動葫蘆、CD1、MD1型鋼絲繩電動葫蘆等。電葫蘆的組成，電動葫蘆的組成部分有：電機、傳動機構(gòu)、卷筒和鏈輪。電葫蘆工作原理：電葫蘆中間是鋼絲繩卷筒，用小車懸掛于工字鋼制作的天車大梁上，一端用法蘭固定一臺能夠制動的錐形轉(zhuǎn)子電動機，用傳動軸將動力傳遞到另一端的減速機。經(jīng)過減速的動力傳遞給鋼絲繩卷筒，帶動吊鉤起重。行走小車是一個小錐形轉(zhuǎn)子電動機，經(jīng)過減速，動力傳遞給行走輪，小車就能沿著工字鋼行走，如圖3.2所示：圖3.2電葫蘆這個天車在大車的行走裝置的帶動下，就能完成起重和移動定位的任務(wù)。電葫蘆也能夠單獨使用。3.4.2保溫門的設(shè)計保溫門：雙開門，厚度100毫米，門洞尺寸為2.0m×2.0m，門上帶安全逃生裝置，防止人不慎困于庫內(nèi)，產(chǎn)生危險。3.4.3保溫材料試驗室維護結(jié)構(gòu)：采用聚氨酯雙面彩鋼復(fù)合板，厚150毫米，容重為40公斤。地面鋪設(shè)5毫米厚鋼板。3.5本章小結(jié)本章介紹了汽車低溫試驗室總體布局方案的設(shè)計，分析對比了三個布局的優(yōu)缺點，選用合理布局以及實驗室所需內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

第4章發(fā)動機性能檢測設(shè)備布置4.1發(fā)動機性能檢測試驗臺組成發(fā)動機性能檢測試驗臺由發(fā)動機、發(fā)動機測功機、聯(lián)軸器、試驗臺、發(fā)動機控制設(shè)備、檢測輸出設(shè)備等組成。4.2發(fā)動機的選擇發(fā)動機的選擇：根據(jù)現(xiàn)有試驗室條件采用的發(fā)動機為東安發(fā)動機廠生產(chǎn)的三菱發(fā)動機，發(fā)動機型號為：DA465Q。4.2.1發(fā)動機基本參數(shù)適用車型：哈飛中意和民意，滿足國標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)工況法GB18352.2-2001(歐Ⅱ)，產(chǎn)地哈爾濱，技術(shù)參數(shù)壓縮比9.0：1型式直列四缸、頂置凸輪軸、電控汽油噴射。4.2.2發(fā)動機其它參數(shù)扭矩83N?m（3000~3500r/min），額定轉(zhuǎn)速5200r/min，最大功率38.5kw（5200r/min）排量1051ml，行程78mm，缸徑65.5mm，規(guī)格1056mm×629mm×446mm。4.3發(fā)動機測功機的選用4.3.1發(fā)動機測功機分類發(fā)動機測功機分為水力測功機、直流電力測功機、電渦流測功機、交流電力測功機等。4.3.2各發(fā)動機測功機特點水力測功機：水力測功機工作時噪音大，而且在轉(zhuǎn)速高、制動扭矩小的區(qū)段幾乎不能穩(wěn)定工作，應(yīng)用較少。直流測功機：直流測功機結(jié)構(gòu)上存在機械轉(zhuǎn)向器和電刷，造價偏高，維護困難，壽命短等，導(dǎo)致在高速測功系統(tǒng)中難以廣泛應(yīng)用。交流電力測功機：交流電力測功機測功范圍小，轉(zhuǎn)矩控制響應(yīng)慢，測量精度低。電渦流測功機：電渦流測功機結(jié)構(gòu)簡單維護容易，價格便宜，精度高穩(wěn)定性好占地面積小易于安裝等優(yōu)點。綜合以上分析選用電渦流測功機進行發(fā)動機低溫試驗。4.3.3電渦流測功機的選用電渦流測功機主要特點：結(jié)構(gòu)簡單操作維護方便，制動力矩大，測試精度高，工作穩(wěn)定，轉(zhuǎn)動慣量小，動態(tài)響應(yīng)速度快，與測控系統(tǒng)配套，可實現(xiàn)自動化操作。選用電渦流測功機進行發(fā)動機功率的檢測。綜合考慮所需測量發(fā)動機的功率以及今后的設(shè)備儲備性選用GW系列的GW63測功機。4.3.4電渦流測功機主要用途GW系列電渦流測功機作為一種負(fù)載主要是用來測量動力機械各種特性的試驗設(shè)備。本機適用于內(nèi)燃機、中、小型功率電機、汽車傳動部件、燃?xì)廨啓C、水輪機、工程機械、林業(yè)、礦山、石油鉆采等機械的性能試驗，也可作為其它動力設(shè)備的吸功裝置。電渦流測功機命名方法如圖4.1所示：圖4.1測功機命名方法低溫試驗室采用GW系列電渦流測功機，GW為盤式感應(yīng)測功機系列，GWD系列為低速大扭矩盤式感應(yīng)電渦流測功機系列。4.3.5電渦流測功機結(jié)構(gòu)組成與工作原理GW系列電渦流測功機主要由旋轉(zhuǎn)部分（感應(yīng)體）、擺動部分（電樞和勵磁部分）、測力部分和校正部分組成。其結(jié)構(gòu)簡圖見4.2所示，由結(jié)構(gòu)簡圖可知，感應(yīng)體形狀猶如直齒輪，產(chǎn)生渦流地方在導(dǎo)磁渦流環(huán)的孔壁上。勵磁繞組通上直流電后，則圍繞勵磁繞組產(chǎn)生一個閉合磁通。當(dāng)感應(yīng)體被原動機帶動旋轉(zhuǎn)時，氣隙磁密隨感應(yīng)體的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生周期性變化，在渦流環(huán)孔壁表面及一定深度范圍內(nèi)將產(chǎn)生渦流電勢，并產(chǎn)生渦流，該渦流所形成的磁場又與氣隙磁場相互作用，就產(chǎn)生了制動轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩通過外環(huán)及傳力臂傳至測力裝置上，由力傳感器將力的大小轉(zhuǎn)換成電信號輸出，從而達(dá)到測轉(zhuǎn)矩的目的。轉(zhuǎn)速測量采用非接觸式的磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成電信號。1感應(yīng)盤2主軸3聯(lián)軸器4勵磁線圈5冷卻室6氣隙7出水管道8油杯9測速齒輪10軸承座11進水管道12支撐環(huán)13外環(huán)14底座圖4.2GW電渦流測功機結(jié)構(gòu)簡圖電渦流測功機工作原理：測功機是根據(jù)作用力矩與反作用力矩大小相等方向相反的原理來測量扭矩，因此所測扭矩可以通過作用在測功器上的旋轉(zhuǎn)力矩（即制動器外殼反力矩）來指示，制動器調(diào)節(jié)原動機的載荷，并同時把所吸收的原動機功率轉(zhuǎn)換為熱能，經(jīng)水冷卻后帶走熱量。4.3.6電渦流測功機主要技術(shù)指標(biāo)冷卻介質(zhì)：淡水。冷卻水壓：0.04～0.1Mpa。測功機出水溫度：低于55℃，根據(jù)出水溫度調(diào)節(jié)水壓，當(dāng)出水溫度升高時，可適當(dāng)加大水壓使出水溫度降低。冷卻水流量：進水溫度為20℃時，2.7LkW/h工作方向：左旋或右旋，連續(xù)工作。扭矩測量精度：±0.2~0.3%FS轉(zhuǎn)速測量精度：±1r/min扭矩測量傳感器：應(yīng)變式拉壓力傳感器轉(zhuǎn)速測量傳感器：60脈沖磁電式轉(zhuǎn)速傳感器GW系列電渦流測功機及GWD系列電渦流測功機主要技術(shù)指標(biāo)見表4.1和表4.2所示：表4.1GW系列電渦流測功機主要技術(shù)參數(shù)型號額定吸收功率KW額定扭矩N.m額定扭矩轉(zhuǎn)速r/min最高轉(zhuǎn)速r/min轉(zhuǎn)動慣量kgm2最大勵磁電壓V最大勵磁電流AGW66252000140000.003903GW1010502000130000.01903GW1616702000130000.02903GW25251202000110000.05903GW40401602000100000.1903GW6363250200090000.18903GW100100400200085000.321204GW160160600200080000.521204GW2502501100200070001.81204GW3003001600200060002.71204GW4004002200200050003.61204GW4504502500200048004.31206GW6306304000200040005.31208表4.2GWD系列電渦流測功機主要技術(shù)參數(shù)型號額定吸收功率KW額定扭矩N.m額定扭矩轉(zhuǎn)速r/min最高轉(zhuǎn)速r/min轉(zhuǎn)動慣量kgm2最大勵磁電壓V最大勵磁電流AGWD6363250100090000.18903GWD100100400100085000.321204GWD160160600100080000.521204GWD2502501100100070001.81204GWD3003001600100060002.71204GWD4004002200100050003.61204GWD4504502500100048004.31206GWD6306304000100040005.31208跟據(jù)發(fā)動機功率以及今后設(shè)備儲備能力選用GW-63測功機。4.3.7電渦流測功機的安裝與校正測功機使用時要牢固安裝在混凝土基礎(chǔ)上，按要求接上冷卻水進水與回水管，聯(lián)結(jié)控制儀器與測功機的信號線，控制線方能使用，測功機底座上平面四角有螺孔，用戶吊裝時，在螺孔中擰入吊環(huán)，注意起吊繩不能碰上拉壓力傳感器，測功機臺架的安裝基礎(chǔ)如圖4.3所示，為了保持測功機與發(fā)動機聯(lián)接的穩(wěn)定可靠，測功機與發(fā)動機最好安裝在同一塊底板上。安裝的水泥基礎(chǔ)應(yīng)足夠堅固、牢靠，既能承受靜載荷也能承受動載荷，底板安裝面應(yīng)用水平儀校正。圖4.3測功機安裝基礎(chǔ)供水系統(tǒng)電渦流測功機所吸收功率所產(chǎn)生的熱量除極少部分通過外殼自然散去，絕大部分的熱量集中在內(nèi)部的導(dǎo)磁環(huán)組件上。從圖1GW電渦流測功機結(jié)構(gòu)簡圖中可以見到，在測功機導(dǎo)磁環(huán)組件的后部開有多條供冷卻水流動的槽，來自外部水池的冷卻水流過水槽與導(dǎo)磁環(huán)組件進行熱交換，被加熱的水經(jīng)出水管流回水池，經(jīng)冷卻塔散熱后可循環(huán)利用。電渦流測功機在安裝時應(yīng)把與測功機連接的進、出水管預(yù)埋在臺架基礎(chǔ)內(nèi)，留出管接頭并在進水管上安裝一個手動閥門。測功機管路的布置可參考圖4.4。圖4.4發(fā)動機控制系統(tǒng)平面布置圖冷卻水是電渦流測功機工作時的重要安全保障。安裝時一定要把規(guī)定尺寸的水管接到測功機的進、出水口，在進水口串接一只0~0.1Mpa電接點壓力表，并要試通水，檢查供水系統(tǒng)是否漏水，水壓、水流量是否達(dá)到規(guī)定數(shù)值，冷卻水報警保護系統(tǒng)是否起作用。電接點壓力表的常閉觸點，兩點分別接到勵磁電源插座的①④腳，壓力表調(diào)至0.02Mpa位置即無水時，兩觸點為導(dǎo)通，有水時并水壓超過0.02Mpa時兩觸點為常開。為保證測功機能長期正常工作，建議在循環(huán)水中加入G1阻垢劑，以防止測功機長期使用后冷卻室內(nèi)結(jié)垢影響冷卻效果，造成測功機損壞。測功機進水處應(yīng)安裝過濾器，以防異物混入，測功機冷卻水應(yīng)是淡水。GW系列電渦流測功機用水量見圖4.5所示：圖4.5GW系列電渦流測功機用水量表4.3.8測功器的校正測功機安裝完畢在使用前應(yīng)進行嚴(yán)格的校正，為保證測量精度，一般每半年校正一次。若有異常情況，則隨時予以校正檢查。測功機校正裝置在有訂貨時隨機附帶的，它包括一套臂桿和一套相當(dāng)于測功機滿量程的牛頓砝碼（本機所備砝碼為國家標(biāo)準(zhǔn)四等精度砝碼），用戶可按以下步驟對測功機進行校正。圖4.6測功機標(biāo)定裝置安裝示意圖1、如圖4所示將隨機附帶的校正臂安裝在測功機上2、在加砝碼前先校正儀表的零點3、在臂桿的托盤上加上滿量程的砝碼4、校正儀表的滿度5、減下全部砝碼，檢查儀表顯示是否為“0”6、在托盤上加上一塊砝碼，觀察儀表扭矩顯示值與砝碼值的誤差7、依次加砝碼至滿量程并觀察儀表扭矩顯示值與砝碼值的誤差8、依次減砝碼至零并觀察儀表扭矩顯示值與砝碼值的誤儀表顯示值與砝碼實際值的讀數(shù)誤差不超過測功機滿量程扭矩的0.2-0.4%即為合格。9、校正完畢卸下校正臂桿，打開進水閥門，重新校正儀表零點測功機即可使用測功機校正時如發(fā)現(xiàn)精度達(dá)不到技術(shù)指標(biāo)規(guī)定的要求，請參閱本說明書“測功機維護與保養(yǎng)”一節(jié)。測功器的使用在啟動被測動力機械前，首先檢查測功機與發(fā)動機的聯(lián)結(jié)是否可靠，對中精度是否超過±0.02mm，傳動軸、聯(lián)軸器的緊固螺栓是否擰緊，安全防護罩是否裝上。檢查完畢可按以下步驟進行操作：1．使與測功機配套的測控儀表，如FC2000或CGK系列發(fā)動機自動測控系統(tǒng)的測功機控制單元處于恒電流或恒扭矩控制方式，把設(shè)定值設(shè)置為零，被測動力機械應(yīng)在接近于零負(fù)荷下啟動。2．打開進水閥門，冷卻水通過進水閥和壓力控制器進入測功的冷卻室，由于壓力控制器的保護作用，當(dāng)水壓低于0.02Mpa時，勵磁電流是不能加到測功機的勵磁線圈上的，此時測功機不吸收功率。3．根據(jù)被測機械的試驗規(guī)范，改變FC2000或CGK系列發(fā)動機自動測控系統(tǒng)控制單元的控制方式和數(shù)字設(shè)定指示值，電渦流測功機會自動跟隨勵磁電流的大小改變負(fù)荷，起到吸功、測功的目的。4．當(dāng)負(fù)荷增大時，應(yīng)注意檢查測功機出水溫度不超過55℃，若測功機出水溫度超過55℃，此時應(yīng)加大進水量或加大進水壓力，使測功機出水溫度降低。5．試驗完畢應(yīng)使勵磁電流為零，卸去負(fù)荷后再關(guān)閉被測動力機械、關(guān)閉進水閥門，停止供水系統(tǒng)的循環(huán)。GW/GWD6—25系列電渦流測功機接線盒插座各腳接線勵磁電流插座為：1、4腳：接水壓開關(guān)2腳（+），3腳（-），接勵磁電源扭矩、轉(zhuǎn)速插座為1腳：+V供橋電壓輸入2腳：+轉(zhuǎn)矩信號正輸出3腳：-V供橋電壓輸入4腳：-轉(zhuǎn)矩信號負(fù)輸出5腳：-CND6腳：ZS+轉(zhuǎn)速信號輸出7腳：ZS-轉(zhuǎn)速信號輸出GW/GWD40—400系列電渦流測功機接線盒內(nèi)一排接線腳從左到右依次為表4.3所示：表4.3測功機接線盒內(nèi)一排接線腳腳號123456789101112符號V+Out+V-Out-GNDZs+Zs-K1K2DL+DL-定義正輸出正輸出負(fù)輸出負(fù)輸出屏蔽轉(zhuǎn)速+轉(zhuǎn)速-水壓開關(guān)水壓開關(guān)空腳勵磁電源+勵磁電源-上表1腳至7腳分別接控制儀表CX6Z7插頭各對應(yīng)腳8、9腳分別接控制儀表P20插頭的1、4腳，11、12腳分別接控制儀表P20插頭的2、3腳。4.3.9電渦流測功機安裝尺寸表電渦流測功機安裝尺寸表，測功機安裝尺寸見表4.4及圖4.6所示圖4.6測功機外形尺寸表4.4測功機安裝尺寸型號ABCDGHIJKLMGW6100100330356177.52155014314340013GW101801203303702103007026020060018GW161801203303702103007026020060018GW251501504004322123209522022060018GW402401603604002253309033025060018GW632401603504002253509033025060018GW100290180445485267365130380270100022GW160300200480520300400150410300100022GW250360240580640350470160500360100022GW300360240580640351470160500360100022GW400400300630700400600190580400100028注：GWD系列外形安裝尺寸與CW系列相同，大功率電渦流測功機650——1600kw定做4.3.10聯(lián)軸器聯(lián)接尺寸聯(lián)軸器連接尺寸見表4.5及圖4.7所示：表4.5聯(lián)軸器連接尺寸型號ABCDEFGW66-6.546h6627639GW106-742h66280210GW166-742h66280210GW256-752h67086311GW406-8.575h6101.5125215GW636-8.575h6101.5125215GW1008-10.585h6112136415GW1608-1190h6130155216GW2508-1190h6130155216GW3008-11105h6140168417GW40010-16.5140h6190225430圖4.7測功機聯(lián)軸器外形尺寸滾動軸承參數(shù)見表4.6所示：表4.6滾動軸承一覽表型號主軸軸承國內(nèi)牌號主軸軸承FAG牌號擺動軸承CW6D205B7205E.T.P4S100815CW10D205B7205E.T.P4S100916CW16D205B7205E.T.P4S100916CW25D207B7207C.T.P4S100919CW40D207B7207C.T.P4S100919CW100D210B7210C.T.P4S100926CW160D210B7210C.T.P4S100924CW250D211B7211E.T.P4S100930CW400D216B7216C.T.P4S1008404.4測功機固定螺栓的校核4.4.1螺栓的切向受力分析發(fā)動機輸出軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：求螺栓上的作用力，螺栓受到左右的切向力為：N（4.1）式中T——發(fā)動機輸出軸輸出的轉(zhuǎn)矩；——作用力矩。受橫向載荷緊固螺栓連接強度校核與計算的基本計算公式為：預(yù)緊力計算公式：==2480.4N（4.2）5.3.3底盤測功機技術(shù)要求基本要求：在下列工作條件下，底盤測功機應(yīng)能正常工作1、環(huán)境：——溫度：0℃～40℃；——相對濕度：不大于85%。2、電源：——AC380×（1±10%）V，三相，（50±1）Hz；——AC220×（1±10%）V，單相，（50±1）Hz。3、磁場：工業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾應(yīng)對測試結(jié)果無影響。臺體：底盤測功機臺體應(yīng)具有標(biāo)稱額定承載質(zhì)量的承載能力。底盤測功機臺體應(yīng)有用于安裝的起吊掛鉤裝置。5.3.4滾筒設(shè)計要求底盤測功機滾筒直徑應(yīng)介于200mm—530mm之間：——3t：推薦（218±2）mm；——10t：推薦（320±2）mm；——13t：（370～530）mm。滾筒表面徑向圓跳動量應(yīng)不大于0.2mm，前、后滾筒軸線的平行度誤差應(yīng)不大于1mm/m。5.3.5滾筒中心距雙軸式滾筒中心距：用游標(biāo)卡尺等量具分別測量左、右兩組主、從滾筒軸頭的外跨尺寸L和軸頭直徑d1、d2，如圖5.2所示，按下式分別計算左、右兩組滾筒中心距，應(yīng)符合要求。A=L－（d1/2+d2/2）（5.1）式中A——滾筒中心距，單位為毫米（mm）；L——主、從滾筒軸頭的外跨尺寸，單位為毫米（mm）；d1——主滾筒軸頭直徑，單位為毫米（mm）；d2——從滾筒軸頭直徑，單位為毫米（mm）。圖5.2滾筒中心距5.3.6滾筒表面徑向圓跳動量取滾筒兩端（距端面30mm處）和中點的三個斷面進行測量,固定百分表（必要時，可在百分表上加裝專用觸頭測量），緩慢轉(zhuǎn)動滾筒，測量每個滾筒三個斷面的徑向圓跳動，應(yīng)符合要求，示意圖見圖5.3所示。圖5.3滾動表面徑向圓跳動量滾筒平行度：用游標(biāo)卡尺等量具分別測量每組主、從滾筒兩端軸頭的外跨尺寸l1、l2和軸頭直徑d1、d2、d3、d4，如圖5.4所示，按下式計算主、從滾筒軸線的平行度，應(yīng)符合要求。A1=l1－（d1/2+d2/2）（5.2）A2=l2－（d3/2+d4/2）（5.3）△A（Al—A2）/l（5.4）式中△A——主、從滾筒軸線的平行度，單位為毫米/每米（mm/m）；A1、A2——滾筒中心距，單位為毫米（mm）；l1、l2——主、從滾筒軸頭的外跨尺寸，單位為毫米（mm）；d1、d2——滾筒單側(cè)軸頭直徑，單位為毫米（mm）；d3、d4——滾筒單側(cè)軸頭直徑，單位為毫米（mm）；l——滾筒長度，單位為米（m）。圖5.4滾筒平行度5.3.7實驗室選用底盤測功機型號低溫試驗室選用FCDM-100底盤測功機，F(xiàn)CDM-100底盤測功機適用范圍：FCDM-100底盤測功機分為ASM和加載減速廢氣排放檢測專用的雙滾筒底盤測功機和檢定機動車底盤測定功能兩種用途。采用新的結(jié)構(gòu)和新的檢測方法，用于汽油車ASM工況法廢氣排放檢測、柴油車加載減速廢氣排氣檢測、汽車動力性能檢測、汽車油耗檢測、汽車滑行性能檢測、里程表檢測、車速表檢測和加速性能檢測等。表5.2技術(shù)參數(shù)15t3t雙后橋滾筒直徑Φ318Φ216Φ420額定承載質(zhì)量15t3t15t渦流機最大制動功率250kW160kW250kW×2最高檢測車速120km/h120km/h120km/h滾筒Φ318×1000mmΦ216×600mmΦ420×1200mm滾筒中心距600mm443mm736mm基準(zhǔn)慣量907±18kg907±18kg1453±28kg外形尺寸(臺架)(長×寬×高，mm)4574×1225×8413000×980×6514654×2730×810標(biāo)定電機P=7.5kWn=1450rpmP=5.5kW

n=1450rpmP=11kWn=1460rpm主要檢測項目動力性能、百公公里油耗、滑行性能、里程表、車速表、加速性能輕型車ASM工況法、柴油車加載減速法、動力性能、百公里油耗、里程表、車速表、加速性能柴油車加載減速法、動力性能、百公里油耗、里程表、車速表、加速性能汽車低溫試驗室選用3t設(shè)計要求的底盤測功機進行整車性能檢測。FCDM-100底盤測功機主要特點：根據(jù)不同車型（汽油車、柴油車），應(yīng)用發(fā)明專利使用不同方法自動尋找額定功率點，進行恒速穩(wěn)態(tài)測功，提高檢測效率和數(shù)據(jù)合理性。按照要求，進行GB18565-2001動力性檢測，輸入一系列的速度點，進行發(fā)動機外特性檢測。檢測出指示功率、底盤輸出功率及發(fā)動機額定功率。汽油車ASM工況法廢氣排放檢測，根據(jù)所輸入所檢汽油車相關(guān)參數(shù)，自動計算加載功率，進行ASM廢氣排放檢測。柴油車加載減速廢氣排放檢測，使用發(fā)明專利，方便快捷地確定發(fā)動機100%、90%、80%額定功率點的車速，進行加載煙度檢測。控制系統(tǒng)采用高性能的工控機，操作界面友好，及時顯示相關(guān)的檢測曲線及打印檢測數(shù)據(jù)。5.4本章小結(jié)本章介紹了整車性能檢測試驗臺的布置方式及結(jié)構(gòu)組成，介紹了底盤測功機型號以及試驗車型號進行了比對分析，布置了整車檢測試驗臺。

第6章試驗功能體現(xiàn)6.1發(fā)動機試驗功能體現(xiàn)發(fā)動機是汽車的動力源，是汽車的心臟，汽車的一些基本技術(shù)性能都直接或間接地與發(fā)動機的相關(guān)性能相聯(lián)系。因此發(fā)動機綜合性能的檢測對整車性能的了解至關(guān)重要，在進行發(fā)動機相關(guān)低溫試驗時，試驗臺架將待測發(fā)動機與測功器用聯(lián)軸節(jié)連接，并固定于堅實、防振的水泥基礎(chǔ)上。輔助裝置：可調(diào)水量冷卻系統(tǒng)、專用油量測量裝置、通風(fēng)裝置、消聲地坑。自動控制測試柜：含各種測量儀器、儀表及操縱臺、計算機等。發(fā)動機試驗臺檢測項目與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：在對發(fā)動機進行全面檢測前應(yīng)先按有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)使試驗環(huán)境達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。汽車大氣修正，大氣狀況：發(fā)動機運行地點的環(huán)境大氣壓力、大氣溫度和相對濕度。大氣修正：把不同大氣狀況下試驗所得的結(jié)果換算成標(biāo)準(zhǔn)大氣狀況下的參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀況如表6.1所示：表6.1標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀況表標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)況參量值應(yīng)用GB1105.1——87大氣壓=100=0.1往復(fù)活塞式柴油機和汽油機JB3743——84相對濕度=%環(huán)境溫度=298K=-30℃環(huán)境溫度=298K=-30℃車用發(fā)動機進氣總壓=100進氣干空氣壓=99水蒸氣分壓=1圖6.1發(fā)動機檢測平臺工作示意圖發(fā)動機檢測平臺示意圖如圖6.1所示。發(fā)動機綜合性能檢測的組成：由信號提取系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、主機、采控顯示系統(tǒng)等組成，傳感器由點火傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、缸壓傳感器、振動傳感器等組成經(jīng)過信號處理，計算機分析出。測定發(fā)動機在各轉(zhuǎn)速低溫條件下的輸出扭矩：（6.1）與常溫條件輸出扭矩相比較進行分析對比，得出對于發(fā)動機的改進結(jié)論。單缸功率檢測：所謂單缸動力性檢測，就是用儀器判斷發(fā)動機各缸的工作情況。1、用無負(fù)荷測功儀測定：測量各單缸的功率。2、用斷火試驗法測定：測量各單缸斷火后發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降，以判斷此缸的功率。發(fā)動機綜合性能檢測儀及其使用基本功能：(1)無負(fù)荷測功功能即加速測功法；

(2)檢測點火系統(tǒng)。初級與次級點火波形的采集與處理，平列波、并列波與重疊和重疊角的處理與顯示，斷電器閉合角和開啟角，點火提前角的測定等；

(3)機械和電控噴油過程各參數(shù)(壓力、波形、噴油、脈寬、噴油提前角等)的測定；(4)進氣歧管真空度波形測定與分析；(5)各缸工作均勻性測定；

(6)起動過程參數(shù)(電壓、電流、轉(zhuǎn)速)測定；

(7)各缸壓縮壓力判斷；

(8)電控供油系統(tǒng)各傳感器的參數(shù)測定；

(9)萬用表功能；(10)排氣分析功能。6.2整車檢測試驗功能體現(xiàn)整車檢測是指試驗車在底盤測功機上進行低溫條件下整車各項功能的檢測，汽車動力性檢測是整車檢測的重要檢測項目，底盤輸出最大驅(qū)動功率是指汽車在使用直接檔行駛時，驅(qū)動輪輸出的最大驅(qū)動功率(相應(yīng)的車速在發(fā)動機額定轉(zhuǎn)速附近)。底盤輸出最大驅(qū)動功率一般簡稱底盤輸出最大功率，是實際克服行駛阻力的最大能力，是汽車動力性評價的一項重要指標(biāo)。汽車在使用過程中，發(fā)動機本身、發(fā)動機附件及傳動系的技術(shù)狀況都會下降，其底盤輸出的最大功率將因此減小。整車動力性檢測項目與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：汽車低溫動力性檢測項目主要有：低溫加速性能檢測、最高車速檢測、滑行性能檢測、發(fā)動機輸出功率檢測、汽車底盤輸出功率檢測等。動力性檢測可依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)有：JT/T198-95《汽車技術(shù)等級評定標(biāo)準(zhǔn)》；GB/T15746.2-1995《汽車修理質(zhì)量檢查評定標(biāo)準(zhǔn)--發(fā)動機大修》；GB3798-83《汽車大修竣工出廠技術(shù)條件》；JT/T201-95《汽車維護工藝規(guī)范》。汽車低溫動力性臺架檢測方法：汽車動力性室內(nèi)臺架試驗的方式，主要是用底盤測功機檢測汽車的最大輸出功率、最高車速和加速能力。室內(nèi)臺架試驗不受氣候、駕駛技術(shù)等客觀條件的影響，只受測試儀本身測試精度的影響，測試條件易于控制，汽車底盤輸出功率的檢測方法：通過底盤測功機檢測車輛的最大底盤驅(qū)動功率，用以評定車輛的技術(shù)狀況等級。整車檢測前的準(zhǔn)備工作：1、在動力性檢測之前，必須按汽車底盤測功機說明書的規(guī)定進行試驗前的準(zhǔn)備。臺架舉升器應(yīng)處于升狀態(tài)，無舉升器者滾筒必須鎖定；車輪輪胎表面不得夾有小石子或堅硬之物；2、汽車底盤測功機控制系統(tǒng)、道路模擬系統(tǒng)、引導(dǎo)系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)等必須工作正常；3、在動力性檢測過程中，控制方式處于恒速控制，當(dāng)車速達(dá)到設(shè)定車速(誤差±2km/h)并穩(wěn)定5s后(時間過短，檢測結(jié)果重復(fù)性較差)，計算機方可讀取車速與驅(qū)動力數(shù)值，并計算汽車底盤輸出功率。4、輸出檢測結(jié)果。發(fā)動機功率的檢測方法用發(fā)動機無外載檢測儀檢測發(fā)動機功率，使用方便，檢測快捷，在規(guī)范操作的前提下，可對發(fā)動機動力性檢測與管理提供有效依據(jù)。還可以用于同一發(fā)動機調(diào)試前后、維修前后的功率對比，因此也得到廣泛使用。(1)起動發(fā)動機并預(yù)熱至正常狀態(tài)，與此同時接通無外載測功儀電源，連接傳感器；(2)按儀器使用說明書進行操作；(3)從測功儀上讀取(或算成)發(fā)動機的功率值。5、數(shù)據(jù)處理(1)檢測的數(shù)據(jù)處理目前底盤測功機顯示的數(shù)值，有的是功率吸收裝置的吸收功率的數(shù)值，有的則是驅(qū)動輪輸出的最大底盤輸出功率的數(shù)值。對于顯示功率吸收裝置所吸收功率數(shù)值的，在檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)處理時，必須增加汽車在滾筒上滾動阻力消耗的功率、臺架機械阻力消耗的功率及風(fēng)冷式功率吸收裝置的風(fēng)扇所消耗的功率。(2)檢測發(fā)動機最大輸出功率的數(shù)據(jù)處理依據(jù)JT/T198-95《汽車技術(shù)等級評定標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，所測發(fā)動機最大輸出功率應(yīng)與發(fā)動機的額定功率相比較，所以在測得底盤最大輸出功率之后，應(yīng)增加傳動系消耗功率P2及附件消耗功率P1，才可確定發(fā)動機最大輸出功率Pmax，若該汽車發(fā)動機額定功率為凈功率，不包括發(fā)動機附件消耗功率P1，則處理后發(fā)動機最大輸出功率Pmax的數(shù)值為Pmax=P2+DPmax，用發(fā)動機無外載測功儀測得的發(fā)動機功率P為凈功率，若該汽車發(fā)動機的額定功率為總功率，而不是凈功率，則所測得的功率P應(yīng)加發(fā)動機附件消耗功率P1后才可與額定功率相比較。汽車動力性檢測項目及檢測方法底盤測功機的功能：底盤測功機是模擬汽車在道路上行駛時受到的阻力，測量其驅(qū)動輪輸出功率以及加速、滑行等性能的設(shè)備。有的底盤測功機還帶有汽車燃料消耗量檢測裝置。底盤測功機具有如下功能：測量汽車驅(qū)動輪輸出功率、檢驗汽車滑行性能、檢驗汽車加速性能、校驗車速表、校驗里程表。6、配備油耗儀的底盤測功機可以在室內(nèi)模擬道路行駛，測量等速油耗。底盤測功指對汽車驅(qū)動輪輸出功率的檢測。(1)底盤測功機的功能①測量汽車驅(qū)動輪輸出功率。②檢驗汽車滑行性能和傳動系傳動效率。③檢驗汽車加速性能。④校驗車速表。⑤校驗里程表。⑥配備油耗儀、廢氣分析儀等設(shè)備可以在室內(nèi)模擬道路行駛,測量等速油耗和廢氣排放。6.3檢測輸出設(shè)備型號的選擇檢測輸出設(shè)備采用FSA740博世全新智能發(fā)動機綜合分析儀。它能快速可靠的診斷故障，

現(xiàn)代車輛中電氣和電子元件所占的比例越來越高,因此快速精確的故障診斷至關(guān)重要，可以節(jié)省時間和金錢。博世公司研發(fā)的新一代智能發(fā)動機綜合分析儀可以準(zhǔn)確迅速的測出結(jié)果。檢測輸出系統(tǒng)設(shè)計與選用FSA740博世全新智能發(fā)動機綜合分析儀是一個完整有效的診斷系統(tǒng)。

檢測項目：發(fā)動機檢測，可以檢測出發(fā)動機測功機功率，在整車測試平臺上可以檢測汽車車速等參數(shù)。博世公司研制的新型汽車專用分析儀FSA470集成以下分析單元：1、具備數(shù)字和圖形雙重顯示的多功能萬用表2、四通道示波器3、點火分析儀4、發(fā)動機分析儀博世公司研制的新型FSA470的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在不斷變動的應(yīng)用場合下，在維修站中也具備理想的應(yīng)用，例如，用于維修車間維修結(jié)束的最終檢查。導(dǎo)航式菜單為用戶提供了友好的操作界面，其詳盡的說明操作簡單易行，常用功能在各功能鍵上都能輕松實現(xiàn)。FSA470具備的多種功能，使其成為可用于所有類型的科研，耐久可靠的，面向未來的實用型的診斷解決方案。1、界面友好的觸摸屏技術(shù)2、符合人體工程學(xué)原理的設(shè)計3、重量輕（僅為1.4千克）4、高分辨率顯示（640*480像素）5、防塵屏幕6、以不同顏色區(qū)別的連接插孔，多種方式顯示復(fù)雜信號，方便易讀。新型號的FSA470同樣可以與個人電腦（PC）相互通訊。實現(xiàn)此功能所需的TechView軟件包含在特殊附件中?？赏ㄟ^局域網(wǎng)（LAN）連接，也可在現(xiàn)場連接。集成的高性能處理器，可實現(xiàn)即時處理和信號曲線的實時畫面顯示。所有數(shù)據(jù)可立即有序顯示，并可被存儲以備過后調(diào)用。6.4本章小結(jié)本章介紹了汽車低溫試驗室試驗功能的體現(xiàn)，選擇了檢測控制輸出設(shè)備，分析了整車檢測平臺的功能及整車檢測平臺檢測項目、方法、過程，分析了發(fā)動機檢測平臺的檢測項目方法等。

結(jié)論經(jīng)過這一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計工作，使我終于體會到了做一名設(shè)計師的滋味。這其中的成功與失敗使我體會很多，整個設(shè)計過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn)使我知道了一個成熟的設(shè)計產(chǎn)品絕沒有我一開始想象的那么輕松。這次設(shè)計的汽車低溫試驗室基本能滿足題目要求，滿足試驗的要求，繪制的各類圖紙也滿足說明書的要求，可以說本次設(shè)計的低溫試驗室滿足了設(shè)計任務(wù)書中提出的各種要求，完成的主要工作如下：在這次汽車低溫試驗室設(shè)計中按照有關(guān)國標(biāo)進行了低溫試驗室整體布局設(shè)計，合理高效的進行整車性能測試平臺設(shè)計布置、發(fā)動機測功機測試平臺設(shè)計布置，經(jīng)過冷凍負(fù)荷計算合理選用制冷設(shè)備并進行了制冷時間的計算，按照有關(guān)國標(biāo)要求可以進行包括發(fā)動機功率測試等一系列整車測試和發(fā)動機相關(guān)測試。不過由于水平有限，設(shè)計中難免會有一些缺陷。例如各設(shè)備間的連接關(guān)系不是十分清晰，低溫條件的設(shè)定計算也需要進行真實環(huán)境條件的實測，希望以后有時間能夠進行修改。整個過程，我從一開始對設(shè)計知識的不太了解到現(xiàn)在有了一定的了解，可以說整個設(shè)計過程也是我學(xué)習(xí)的過程。這段時間的設(shè)計使我對以前的理論知識有了更深的理解，并能把以前所學(xué)的松散的知識能串在一起進行綜合運用。這使我的知識得到了進一步的鞏固和提高。有了上述成功與失敗的經(jīng)驗，將使我考慮問題更加全面。希望這份畢業(yè)設(shè)計能得到各位老師的批評指正。我相信，這次設(shè)計的經(jīng)驗對我來說將是一筆寶貴的財富，對我以后的學(xué)習(xí)和工作都是一筆寶貴的財富。

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