汽車發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)【摘要】隨著科技的進(jìn)步，汽車早己不是稀缺資源，而是普通人眾都能消費(fèi)得起的代步工具。汽車公司越來越 多，競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。為丫在競(jìng)爭(zhēng)中取得有利地位，各人汽車公司都加人研發(fā)力度去提髙整車質(zhì)雖。發(fā)動(dòng)機(jī)作力 汽車的核心，是研發(fā)的盪中之盪。因此，一個(gè)設(shè)計(jì)精&的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)臺(tái)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)來說意義盪大。本設(shè)計(jì)主要對(duì)地平鐵、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、傳動(dòng)軸、測(cè)功器、冷卻系統(tǒng)、燃汕系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通風(fēng)換 氣系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)等進(jìn)行研究。它們是發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)臺(tái)的主要組成部分，是影響發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的 熏要因索。通過分析表明，試驗(yàn)臺(tái)姑礎(chǔ)要有足夠的強(qiáng)度去滿足支撐的要求。設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)支架

2、吋可以通過改變支撐腿和橫 梁的位.胃.，去適應(yīng)不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸時(shí)，要分析系統(tǒng)的振動(dòng)頻率，防止出現(xiàn)共振。選用撓性萬向節(jié)， 滿足臺(tái)架試驗(yàn)的盂求。交流電力測(cè)功器效率高，還可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的布局科學(xué)乂 合理，安全系統(tǒng)使試驗(yàn)變得便捷和安全?！娟P(guān)鍵詞】發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)功器傳動(dòng)軸發(fā)動(dòng)機(jī)支架abstract with the progress of science and technology, the automobile is not a scarce resource, but ordinary people can afford the means of tran

3、sport. more and more automobile companies enter the automotive industry, which leads to the intense competition. in order to obtain an advantageous position in the competition, many automobile companies pay attention to research and development to improve the quality of the vehicle- engine as the co

4、re of the automobile, is the most important in research and development. so, an excellent design of engine bench test bed is great significance for enginetest.this design mainly study the iron floor, engine support, drive shaft, dynamometer, cooling system， fuel system, intake system， power supply s

5、ystem , ventilation system, temperature control system ， safety system and so on. they are the main components of the engine bench test bed, which are important influence for the engine test.the analysis shows that the test bench foundation must have enough strength to meet the requirement of suppor

6、t. when the engine support is designed, the position of the support leg and the cross beam can be changed to adapt to different types of engine. when the drive shaft is designed, the vibration frequency of the system should be analysed to avoid resonance. flexible universal joint should be used to m

7、eet the need of bench test. ac electric dynamometer with high efficiency, the kinetic energy of the engine can also be converted into electricity. the layout of engine test bench is scientific and reasonable. the security system makes the test more convenient and safe.【key words】 engine bench test d

8、ynamometer drive shaft engine support目錄1謝侖31.1選題背景31.2選題目的及意義31.3研究范圍及要達(dá)到的技術(shù)要求41.4國內(nèi)外研究現(xiàn)狀42發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)要求42.1發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)簡(jiǎn)述42.2發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)52.3發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)測(cè)試設(shè)備的要求53試驗(yàn)基礎(chǔ)臺(tái)63.1地平鐵63.1.1地平鐵簡(jiǎn)述63.1.2地平鐵設(shè)計(jì)63. 1.3地平鐵維護(hù)73. 2鋼筋混凝土重塊73.2.1鋼筋混凝土重塊簡(jiǎn)述73.2.2鋼筋混凝土設(shè)計(jì)74發(fā)動(dòng)機(jī)支架84.1發(fā)動(dòng)機(jī)支架簡(jiǎn)述84.2發(fā)動(dòng)機(jī)支架設(shè)計(jì)85試驗(yàn)傳動(dòng)軸95. 1傳動(dòng)軸簡(jiǎn)述95.2傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)要求95. 3傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)

9、105.4萬向節(jié)選型125. 4. 1萬向節(jié)簡(jiǎn)述125.4.2球叉式萬向節(jié)125.4.3球籠式萬向節(jié)135.4.4撓性萬向節(jié)145.4.5萬向節(jié)選型145. 5傳動(dòng)軸末端設(shè)計(jì)156測(cè)功器選型166.1測(cè)功器簡(jiǎn)述166. 2水力測(cè)功器166.3電渦流測(cè)功器176. 4直流電力測(cè)功器176. 5交流電力測(cè)功器176. 6測(cè)功器選型176. 7測(cè)功器與發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)中186. 7. 1對(duì)中簡(jiǎn)述186. 7.2對(duì)中要求187試驗(yàn)輔助系統(tǒng)197.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)197. 2冷卻系統(tǒng)197.2.1冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)述197.2.2冷卻液溫控系統(tǒng)197.2.3冷卻水流量計(jì)算217. 3燃油系統(tǒng)227.3.1燃油系統(tǒng)簡(jiǎn)述22

10、7.3.2油耗儀227.3.3燃油溫控系統(tǒng)227.3.4燃油供油量計(jì)算237.4通風(fēng)換氣系統(tǒng)247.4.1通風(fēng)換氣系統(tǒng)簡(jiǎn)述247. 4.2通風(fēng)換氣量計(jì)算257.5進(jìn)氣系統(tǒng)257. 6中冷溫控系統(tǒng)267. 7供電系統(tǒng)267.8排氣系統(tǒng)277.9機(jī)油溫控系統(tǒng)277. 10油門控制系統(tǒng)287. 11安全系統(tǒng)287.11.1安全系統(tǒng)簡(jiǎn)述287.11.2攝像頭297.11.3探測(cè)器297. 11.4水噴淋單元297. 12廢棄物處理系統(tǒng)298汽車發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)309節(jié)侖3134 32謝辭1緒論1.1選題背景我國是一個(gè)制造業(yè)大國，每年大量的勞動(dòng)力輸出，給世界帶來了各式各樣物美價(jià)廉的商品， 也創(chuàng)造了經(jīng)

11、濟(jì)建設(shè)的奇跡。自從2008年金融危機(jī)以來，全球經(jīng)濟(jì)萎靡，我國自從改革開放以來, 引進(jìn)了大量的外資企業(yè)，由于經(jīng)濟(jì)不景氣再加上勞動(dòng)力成本的不斷提高，大量外資企業(yè)紛紛倒w 或者遷移到老撾、越南、緬甸等一些勞動(dòng)力成本更加低廉的國家，近兩年我國的gdp逐年降低， 經(jīng)濟(jì)發(fā)展后勁不足。在這種情況下，提出了向制造業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略，汽車產(chǎn)業(yè)作為國家經(jīng)濟(jì)建 設(shè)的支柱產(chǎn)業(yè)，國家將汽車產(chǎn)業(yè)作為提升中國經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)大引擎。每年政府也出臺(tái)了各種措施去幫 助提升國產(chǎn)汽車的整體水平，想要提升整體水平必須從研發(fā)著手。因此，近幾年各大國產(chǎn)品牌公 司建立汽車研發(fā)屮心，發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的核心部件，發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試試驗(yàn)室成為研發(fā)的重屮之重。近幾年

12、，我國的汽車工業(yè)有了日新月異的變化，路面上行駛的車輛越來越多，對(duì)于汽車需求 的人員也越來越多，汽車由原來的高級(jí)用品，到很多老百姓都消費(fèi)得起的普通用品，隨之各種各 樣的工程車輛、農(nóng)用拖拉機(jī)、各種航運(yùn)船舶、不同種類的閃燃機(jī)車都隨之出現(xiàn)，慢慢人們意識(shí)到 這些車輛在提供便利的同時(shí)，也帶來了許多的隱患，例如能源的枯竭，環(huán)境的污染，包括發(fā)動(dòng)機(jī) 使用過程屮產(chǎn)生過多二氧化碳?xì)怏w，隨后國家出臺(tái)了一系列的汽車標(biāo)準(zhǔn)，伴隨而來的就是不同用 途的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。世界上每個(gè)國家都會(huì)根裾發(fā)動(dòng)機(jī)的不同用途和相應(yīng)的使用條件制定了相適 應(yīng)的試驗(yàn)稱準(zhǔn)，fi的就在丁衡b:和評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性能和設(shè)計(jì)的參數(shù)是否合理。發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量 狀況

13、也就決定了車輛的性能表現(xiàn)是否優(yōu)越，通常情況下，研發(fā)人員就會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上，依照規(guī) 定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)，主要考查發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)是否合格，驗(yàn)證它們的特性曲線是否達(dá) 標(biāo)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是一種非常復(fù)雜，精密度非常高的動(dòng)力裝置，它的結(jié)構(gòu)超級(jí)復(fù)雜，因此伴隨而來 的就是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的輔助測(cè)試系統(tǒng)提出了很高的要求，這些都是做發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)所盂要解決 的前提條件。不僅僅盂要有各種各樣的測(cè)量?jī)x器設(shè)備，還盂要有一個(gè)既能保證試驗(yàn)條件和實(shí)際行 駛條件類似，又要保證發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)測(cè)量精度非常高的試驗(yàn)室，同吋又必須要把試驗(yàn)室的輔 助試驗(yàn)系統(tǒng)布置的合理。1.2選題目的及意義力/擺脫石油資源短缺的局面，標(biāo)準(zhǔn)越來越高的排放法

14、規(guī)，人類對(duì)生存質(zhì)量不斷提升的形勢(shì) 下，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求不斷提高，這樣的做法也是為了推動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā) 展。發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用隨處可見，路面上各種行駛車輛。例如：轎車、耕田農(nóng)用機(jī)、船舶、電站、農(nóng) 林機(jī)械、開礦、開采石汕、建筑、橋梁、道路等方面都離不開它。在航空航天領(lǐng)域，發(fā)動(dòng)機(jī)也扮 演著核心的角色，為他們提供了翱翔藍(lán)天的實(shí)力和資本。發(fā)動(dòng)機(jī)就是車輛行駛的動(dòng)力之本，它由 成千上萬復(fù)雜的零部件組成，結(jié)構(gòu)種類繁多，需要而臨極其惡劣的a部環(huán)境，所以會(huì)出現(xiàn)各種各 樣復(fù)雜的問題，這個(gè)就需要技術(shù)人員重點(diǎn)關(guān)注和診斷的大問題，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行綜合性能測(cè)試，通 過對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析，可以對(duì)所開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況有

15、了一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行科學(xué) 的診斷提供了必要的保障。發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的環(huán)節(jié)，為了研制一款新型的發(fā)動(dòng)機(jī)投入的時(shí)間和精力是非常 驚人的。業(yè)內(nèi)人士都知道，如果想研發(fā)一款新型發(fā)動(dòng)機(jī)，從開始著手項(xiàng)目，到新產(chǎn)品投放到市場(chǎng), 一共大約需要680萬個(gè)小時(shí)的測(cè)試試驗(yàn)。因此，世界上主流的汽車生產(chǎn)商都十分重視發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn) 室的測(cè)試條件，并采用水平一流的試驗(yàn)裝備，美國某汽車公司的柴油機(jī)研發(fā)中心就有一百多個(gè)發(fā) 動(dòng)機(jī)測(cè)試平臺(tái)，他們將每年6-7%的收益投入到新型發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)上?？诒灸持嚬?，為了 驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)在高原環(huán)境下的性能表現(xiàn)，專門成立y高原性能測(cè)試試驗(yàn)室。由于他們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能 的不斷追求，在世界范

16、圍a深受大家喜愛，這與他們?cè)谘邪l(fā)方面做的努力是密不可分的。1.3研究范圍及要達(dá)到的技術(shù)要求本次設(shè)計(jì)主要圍繞整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)展開，研宄的范圍主要包含：試驗(yàn)基礎(chǔ)臺(tái)、 發(fā)動(dòng)機(jī)支架、試驗(yàn)傳動(dòng)軸、測(cè)功器和試驗(yàn)輔助測(cè)試系統(tǒng)等，涉及內(nèi)容比較多，包含測(cè)試設(shè)備的設(shè) 計(jì)、選型和應(yīng)用。在國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，本著簡(jiǎn)單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、高效、安全的準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求達(dá)到采集 的數(shù)據(jù)精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單易掌握的效果。1.4國內(nèi)外研究現(xiàn)狀最近兩年國產(chǎn)汽車的技術(shù)水準(zhǔn)和市場(chǎng)份額都得到了很大的進(jìn)步，自主研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試設(shè)備的 企業(yè)也越來越多，企業(yè)通過學(xué)習(xí)借鑒國外的優(yōu)秀技術(shù)和自身的研究開發(fā)效果明顯，現(xiàn)在己經(jīng)

17、有能 力生產(chǎn)出水平較高的測(cè)功機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試設(shè)備基本上也可以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，也可以根據(jù)客戶的實(shí) 際需求生產(chǎn)出一些專用設(shè)備。當(dāng)然，由于起步比較晚，經(jīng)驗(yàn)積累不夠豐富，也能很明顯的看到差 距，我國的設(shè)備測(cè)呈精度和產(chǎn)品的性能還是比不上國外，設(shè)備的協(xié)調(diào)工作能力差，產(chǎn)品的可靠性 差，維護(hù)和技術(shù)支持不到位，科研機(jī)構(gòu)開發(fā)的專用測(cè)試設(shè)備成本高昂，制造工藝要求髙，利潤(rùn)低， 不具備大批量生產(chǎn)的實(shí)力，無法和需求的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)相匹配，測(cè)試的數(shù)據(jù)基本上依賴于人 工操作，自動(dòng)化程度差距明顯，數(shù)據(jù)的后處理花費(fèi)了很大的功夫，并且效果也不容樂觀。大部分 的汽車研發(fā)單位還是選擇購買國外的測(cè)試設(shè)備，國外測(cè)試設(shè)備廠家?guī)准要?dú)大，形成壟斷，

18、價(jià)格高 的驚人，形勢(shì)很嚴(yán)峻。2發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)要求2.1發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)已經(jīng)成為研發(fā)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)非常實(shí)用高效的方法，開發(fā)人員可以模擬汽 車在實(shí)際行駛過程中遇到的各種工況，在臺(tái)架上進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)加載試驗(yàn)，能夠接近真實(shí)地反映發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際性能輸出。在發(fā)動(dòng)機(jī)的研究和開發(fā)過程中，通常進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)之后，還需要增設(shè)不 同類型的特殊試驗(yàn)和專項(xiàng)試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備和儀器都嚴(yán)格按照相關(guān)計(jì)鋱單位的規(guī)定進(jìn)行操作。常規(guī) 的臺(tái)架試驗(yàn)主要有：(1) 定型鑒定試驗(yàn)；(2) 出廠試驗(yàn)，組裝的新發(fā)動(dòng)機(jī)在出廠之前，都需要進(jìn)行磨合試驗(yàn)、檢查移交試驗(yàn)和驗(yàn)收 試驗(yàn)等；(3) 定期抽檢試驗(yàn)；2.2發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過幾代人的

19、不懈努力，我國的測(cè)試體系不斷優(yōu)化，測(cè)試的類型也朝著多樣、全面、可持續(xù) 的方向發(fā)展，制定的試驗(yàn)準(zhǔn)多數(shù)都和國際接軌。汽車的使用帶來了大量的社會(huì)問題，交通擁堵 現(xiàn)象在大城市特別突出，部分超載的貨車使道路的生命周期變短，道路維護(hù)又帶來了大量的灰塵， 污染環(huán)境。汽車尾氣和噪音使人類的生存質(zhì)量受到很大的影響，各種交通事故頻發(fā)，給家庭和社 會(huì)都造成了巨大的負(fù)擔(dān)。面對(duì)種種m題，國家不斷地提高汽車的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)汽車在節(jié)能減排、安全、 排放、可靠度和性能等方面提出了苛刻的要求，他們往往會(huì)通過提高試驗(yàn)技術(shù)，加大研發(fā)高水平 設(shè)備的力度去適應(yīng)發(fā)展的需要，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)，這樣在競(jìng)爭(zhēng)中才能夠保持領(lǐng)先的地位。國家制定了關(guān)于

20、發(fā)動(dòng)機(jī)性能是否合格的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)中闡述的非常清楚。通常使用發(fā)動(dòng) 機(jī)的啟動(dòng)特性、怠速特性、速度特性、加速特性、每個(gè)氣缸工作時(shí)的均勻性、負(fù)載特性、空轉(zhuǎn)特 性、調(diào)速特性來衡量發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出特性、燃汕經(jīng)濟(jì)性、工作時(shí)的可靠性，通常用一些訟期在 惡劣環(huán)境屮運(yùn)轉(zhuǎn)的零件的可靠程度、耐磨程度、動(dòng)力輸出效率、燃油消耗量作為發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性和 耐久性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。通常情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)流程是：發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝一發(fā)動(dòng)機(jī)跑磨合工況一可靠性耐久或性能試驗(yàn)一實(shí)際使用試驗(yàn)在做試驗(yàn)期間，有一些技術(shù)要求：(1) 為了保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以后需要熱機(jī)，只有發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)以后才能去做測(cè)試試驗(yàn);(2) 保證在試驗(yàn)進(jìn)行的每一步，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行

21、多次采集數(shù)據(jù)點(diǎn)，這樣能夠保證在測(cè)量條 件保持不變的情況下，多次對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性；(3) 能夠在線實(shí)吋的將所有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)都記錄下來，并查找試驗(yàn)的結(jié)果和預(yù)想的效果進(jìn)行 分析對(duì)比，以確定試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否理想，為下一步的工作提供保障；(4) 在試驗(yàn)運(yùn)行期間，在注意試驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，也要留意試驗(yàn)室內(nèi)部的實(shí)際情況，多關(guān)注 排氣煙度，是否有局部過熱、振動(dòng)異常和發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)敲缸等現(xiàn)象，并在試驗(yàn)記錄本上描述清楚；2.3發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)測(cè)試設(shè)備的要求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是高速運(yùn)動(dòng)的元件，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的一些參數(shù)，對(duì)測(cè)量元件本身來說就是一個(gè)相當(dāng) 大的考驗(yàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度傳感器，在發(fā)動(dòng)機(jī)全速全負(fù)荷的工況下，排氣溫度將近iooo

22、6;c,這對(duì) 溫度傳感器本身也是一個(gè)b大的考驗(yàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫控單元需要快速準(zhǔn)確的執(zhí)行系統(tǒng)的指令，共36頁第5頁如果反應(yīng)不靈敏，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體本身的溫度過高或過低，都會(huì)大人的損傷發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)，通道很多，測(cè)鋱的參數(shù)各種各樣，為了確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)有效性，需要商的采集數(shù)據(jù)頻 率，頻率太低，數(shù)裾就不準(zhǔn)確。目前比較先進(jìn)的試驗(yàn)臺(tái)架，通常將測(cè)試設(shè)備、輔助設(shè)備、控制儀 表集成在一個(gè)操作而板上，利用控制系統(tǒng)和控制軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制模式進(jìn)行更改，比如轉(zhuǎn)速、 扭矩?cái)Q制模式，轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度控制模式等，根據(jù)實(shí)際測(cè)試的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。不能直接測(cè)量的 數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)一定的算法，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、精準(zhǔn)化的測(cè)量。

23、測(cè)量設(shè)備自動(dòng)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)， 可以提供多種展現(xiàn)數(shù)據(jù)的辦法，方便試驗(yàn)人員閱讀和分析。3試驗(yàn)基礎(chǔ)臺(tái)3.1地平鐵3.1.1地平鐵簡(jiǎn)述地平鐵在試驗(yàn)過程中起到支撐測(cè)功器、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、發(fā)動(dòng)機(jī)和其它的測(cè)試設(shè)備的作用，不同 試驗(yàn)室地平鐵的布置方式是不一樣的?，F(xiàn)在比較廣泛的是將地平鐵，測(cè)功器、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、發(fā)動(dòng) 機(jī)、聯(lián)軸器整體安裝到地平鐵上，地平鐵下采用剛性彈簧，條件比較好的試驗(yàn)室采川空氣彈簧， 通過改變壓縮空氣的壓力去調(diào)節(jié)地平鐵的高度，這種控制更精確，傳動(dòng)軸不受影響。3.1.2地平鐵設(shè)計(jì)地平鐵的尺汴設(shè)計(jì)及要求如下：(1) 地平鐵尺寸為：4000/77mx 1900mmx 150mm ,毛重5噸，去掉t型槽及地腳螺

24、栓孔, 凈重約4. 5噸，材料選用45鋼；(2) t型槽的設(shè)計(jì)按照國際標(biāo)準(zhǔn)，將鐵地板開9條槽，屮心間隔200mm;(3) 地平鐵底部有連接處，可以把隔振器、混凝土重塊等連起來形成一個(gè)整體；圖3. 1地平鐵俯視圖3. 1.3地平鐵維護(hù)在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)過程屮，難免會(huì)有機(jī)汕、防凍液、冷凍水、冷卻水等泄露到地平鐵上而，地平 鐵是一個(gè)很容易生銹的元件，所以在日常的使用中要定期的對(duì)地平鐵進(jìn)行維護(hù)。發(fā)動(dòng)機(jī)下完臺(tái)架 以后，先用除銹劑噴涂有銹跡的地方，靜置15分鐘以后，用鋼刷刷鐵銹，除完銹以后，在地平 鐵上涂一層石蠟，石蠟會(huì)在地平鐵上面形成一層致密的保護(hù)膜，這樣的做法對(duì)預(yù)防地平鐵生銹有 明顯的作用。3.2鋼筋混凝土

25、重塊3.2.1鋼筋混凝土重塊簡(jiǎn)述鋼筋混凝土重塊主要起支撐作用，保證整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架有一個(gè)穩(wěn)同的基礎(chǔ)，為了便于鐵地板的 放置，基礎(chǔ)的位置相對(duì)與觀察窗采取縱叫布置。3.2.2鋼筋混凝土設(shè)計(jì)鋼筋混凝土重塊的設(shè)計(jì)如下：(1) 鋼筋混凝土重塊的設(shè)計(jì)尺寸：1900mmx800mmx700mm,總重約3噸，在鐵地板的 兩端共設(shè)置兩個(gè)混凝土重塊，滿足支撐鐵地板的需要：(2) 在鋼筋混凝土重塊的上方?jīng)]置4個(gè)空氣彈簧，在空氣彈簧的旁邊安裝4個(gè)千斤頂，當(dāng) 沒有壓縮空氣空氣彈簧無法工作時(shí)，千斤頂可以起到支撐的作用；(3) 鋼筋混凝土重塊要保證質(zhì)量，定期觀察有沒有裂紋等現(xiàn)象；4發(fā)動(dòng)機(jī)支架4.1發(fā)動(dòng)機(jī)支架簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)支架主要在

26、發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中起到支撐發(fā)動(dòng)機(jī)，安放數(shù)據(jù)采集模塊，緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的作 用。在設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)支架時(shí)，要保證支架在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的過程中平穩(wěn)、可靠。要保證支架的剛度， 保證在使用的過程中不能發(fā)生變形，支架發(fā)生了變形會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的擺放位置，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的對(duì) 中。要保證一定的強(qiáng)度，如果強(qiáng)度不足，發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷強(qiáng)振動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)支架造成破壞，甚至損壞 發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸和測(cè)功器軸的危險(xiǎn)。在平時(shí)的使用中，支架底座的端面會(huì)和鐵地板發(fā)生磨損，磨 損也會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和設(shè)備造成不良的影響。在支架支撐腿的上部設(shè)置有減®器，發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)振 動(dòng)很激烈，盂要有減震器去保護(hù)支撐腿和發(fā)動(dòng)機(jī)。采川合理化的設(shè)計(jì)，便與制造，在保證安全的前提下減小

27、材料的使川，以達(dá)到節(jié)省空間的0的。4.2發(fā)動(dòng)機(jī)支架設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)支架的設(shè)計(jì)及要求如下：(1) 支架底座采用環(huán)形設(shè)計(jì)，既節(jié)省空間，也節(jié)省材料，外長(zhǎng)方形尺寸為： 2000mmx1200mm ,內(nèi)k:方形尺寸為：1700m/?7x900mm，支架底座高為100mm，支架底座 用4個(gè)20x120普通六角螺栓固定到地平鐵上；(2) 支架橫梁有2條，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際長(zhǎng)度去調(diào)節(jié)前后位置，橫梁尺寸為：1180mm x 200mm x so mm,橫梁底座尺寸為：300mm x 130mm x 20mm ,橫梁和橫梁底座是 焊接在一起的，整體用8個(gè)a/10x40的內(nèi)六角螺釘固定到支架底座上；(3) 支架支撐腿4條

28、，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際寬度去調(diào)節(jié)左右位置，支撐腿是一個(gè)直徑為 loom/7?,高為500mm的圓柱體，支撐腿底座尺寸為：200mmxl80mmx20mm ,用8個(gè) a/10x40的內(nèi)六角螺釘固定到文架橫梁上，支搾腿頂部有發(fā)動(dòng)機(jī)支撐塊，在支撐塊上部安裝減 震器，發(fā)動(dòng)機(jī)支撐塊的尺寸為：160mmxl60mmx50mm,用8個(gè)a120xl20的普通六角螺栓 固定減霞器，減震器和發(fā)動(dòng)機(jī)是一體的；(4) 將發(fā)動(dòng)機(jī)支架安裝到地平鐵之前，確保支架和地平鐵表面平整、干凈、無雜物，使用 輕量化的材料，受熱變形?。簣D4.1發(fā)動(dòng)機(jī)支架設(shè)計(jì)圖5試驗(yàn)傳動(dòng)軸5.1傳動(dòng)軸簡(jiǎn)述傳動(dòng)軸是整個(gè)臺(tái)架比較脆弱的部件，傳動(dòng)軸傳遞來自發(fā)動(dòng)

29、機(jī)的轉(zhuǎn)矩，試驗(yàn)傳動(dòng)軸和汽車傳動(dòng) 軸相比，變動(dòng)頻繁，沖擊載荷大，工作環(huán)境艱苦，分析整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率，防止在發(fā) 動(dòng)機(jī)在正常轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)岀現(xiàn)共振等現(xiàn)象。分析傳動(dòng)軸最大轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，合 理選擇連接軸的材料，滿足強(qiáng)度要求。采取什么樣的措施可以既能減少di用空間又能起到緩沖振 動(dòng)的作用。如果設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)損壞傳動(dòng)軸、測(cè)功器，乃至試驗(yàn)人員的人身安全都會(huì)帶來很大 的隱患。另外，斷軸后，更換傳動(dòng)軸的代價(jià)也很大，傳動(dòng)軸的費(fèi)用很高昂，并且在沒有找到真正 的隱患，貿(mào)然的更換以后，還會(huì)出現(xiàn)斷軸的現(xiàn)象。所以，一個(gè)科學(xué)合理的傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)是非常重要 的。5.2傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)要求(1) 能夠平穩(wěn)nj靠的傳

30、遞轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)軸工作時(shí)，不僅傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩，同時(shí)還承受 發(fā)動(dòng)機(jī)在更換工況時(shí)產(chǎn)生的沖擊載荷；(2) 安裝方便，減小發(fā)動(dòng)機(jī)軸系和測(cè)功機(jī)軸系的對(duì)中難度：(3) 允許發(fā)動(dòng)機(jī)、測(cè)功器在安裝吋有少量的徑向、軸向和角度上的偏移，并且能夠自動(dòng)調(diào) 節(jié)不足；(4) 在正常的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)不發(fā)生共振，在試驗(yàn)臺(tái)設(shè)u時(shí)要求系統(tǒng)的固有頻 率大于15hz,為了不影響試驗(yàn)臺(tái)的正常工作，就需要選擇合理的扭轉(zhuǎn)剛度；(5) 有適當(dāng)?shù)年n尼性能，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)產(chǎn)生的基波能夠?qū)е孪到y(tǒng)產(chǎn)生危害性很強(qiáng)的振 動(dòng)，能夠很明顯的增大發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞的轉(zhuǎn)矩，有阻尼能力的傳動(dòng)軸可以在發(fā)動(dòng)機(jī)島速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)減小振 幅，從而保證試驗(yàn)的正常運(yùn)行；(6)

31、 傳動(dòng)軸的允許較速大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最高較速；5. 3傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)表5.1發(fā)動(dòng)機(jī)和測(cè)功器參數(shù)設(shè)備項(xiàng)目參數(shù)氣缸排列型式與v型角v6-600缸徑行程，rnm.mm87x83總排量，匯32960發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，hv170(6400 r 1 min)最大扭矩，n m272.6(3200 r z min )怠速轉(zhuǎn)速，r/min7002發(fā)動(dòng)機(jī)軸系總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，0.17額定扭矩，n'm525測(cè)功器2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg.m0.44(1) 計(jì)算傳動(dòng)軸的剛度& : 試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)固存頻率：(5.1)-發(fā)動(dòng)機(jī)軸系總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ks'ml; ib 測(cè)功器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣呈，ks *,7?2;要求系統(tǒng)同有頻率大于15

32、則有：女900兀2(5.2)u+d從理論上來說，通過調(diào)整傳動(dòng)軸剛度，使共振轉(zhuǎn)速低于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速，或者高于發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn) 速都nj以避免在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)出現(xiàn)共振現(xiàn)象，如果共振轉(zhuǎn)速高于發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速往往對(duì)傳動(dòng) 軸的剛度要求很高，往往不采用。通常情況下，采用共振轉(zhuǎn)速低于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的方法。(5.3)(5.4)v -為發(fā)動(dòng)機(jī)主諧波次數(shù)，六缸機(jī)為3; n咖一發(fā)動(dòng)機(jī)怠速；一共振轉(zhuǎn)速；由公式（5.3）、（5.4）可得：(5.5)(5.6)1800 u + 將表中的參數(shù)代入得：>094</:< 2965n.m! rad（2）計(jì)算傳動(dòng)軸的直徑（按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算）：9550000x vv0.2義t

33、'r -扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，mpa ，t -軸所受的扭矩，n mm.wt -軸的抗扭截面系數(shù)，mm'； p 軸傳遞的功率， n -軸的轉(zhuǎn)速，"min; d 一計(jì)算截面處軸的直徑，mm ；-許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，mpa； 由公式（5.6）可得推導(dǎo)公式：式中，'9550000/? 02'9550000 02'95500000.2 rj,當(dāng)軸所受彎矩較小或只承受扭矩作用時(shí)，(5.7)取較大值，取較，j、值，選用材料40 c，調(diào)質(zhì)處理，心為3555m/v/，4為11297 ;取 p = 110kw,n = 6400r / min 4 = 100，代入公式（5/7）得

34、：cl > 29.s3mm = 30mm.（3）計(jì)算傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速z2, = 1.2xl08-4(5.8)qd 傳動(dòng)軸直徑；lc 傳動(dòng)軸長(zhǎng)度；取 d = 30mm，lc = 500mm 得:nk =14400/7 min巾.火.、ax，尺= 1.2(安全系數(shù))，得."艦=12000r/min8000r/min符合臨界轉(zhuǎn)速要求；(4) 計(jì)算傳動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)變形軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角p來表示，扭轉(zhuǎn)角/ml的公式為: = 5.73xl04(5.9)t -軸所受的扭矩，n.mm;g 一軸的材料的剪切彈性模量，mpa，g = s.m04mpa._ 7td4ji =p -軸截面的極慣性

35、矩，醐4，對(duì)于圓軸，p 32 ;取r = 272.6xlo3/v顯，d = 30麵代入公式(5.9)得：識(shí)= 4.23x10 5(°)'對(duì)于精密傳動(dòng)軸，可取m=q.25g.5(°)/w,滿足據(jù)變形要求；5. 4萬向節(jié)選型5.4.1萬向節(jié)簡(jiǎn)述根據(jù)在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性，將萬向節(jié)分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié) 又分為不等速萬向v、準(zhǔn)等速萬向節(jié)和等速萬向v。由于發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸用于等速傳遞，所以只研 宄等速萬向節(jié)。5.4.2球叉式萬向節(jié)以圓弧槽滾道型為例，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在兩軸夾角很大的條件下仍能正常工作，缺點(diǎn)是在單 向傳動(dòng)時(shí)，只有相對(duì)的兩個(gè)傳動(dòng)鋼球傳遞力，受力大

36、、磨損快，這種萬向節(jié)只有在鋼球和滾道之 間具有一定的預(yù)緊力時(shí)，才能保證等角速傳遞。在使用的過程中，隨著磨損的增加預(yù)緊力逐漸減 小甚至消失，便會(huì)出現(xiàn)軸向簾動(dòng)的現(xiàn)象，從而破壞了傳動(dòng)的等速性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鋼球脫落。圖5. 1球叉式萬向節(jié)5.4.3球籠式萬向節(jié)與球叉式萬向節(jié)相比，球籠式萬向節(jié)承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，易于拆裝，滾動(dòng)阻 力小，傳動(dòng)效率高，軸向相對(duì)移動(dòng)是通過鋼球沿內(nèi)、外滾道滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，萬向節(jié)允許的的最人工 作夾角為20°，在汽車上應(yīng)用比較廣泛。球形殼（外滾道）保持架（球籠） 星形套（內(nèi)滾道）主動(dòng)軸鋼帶箍鋼球卡壞一 星形套（內(nèi)滾道）保持架（球籠）球形殼（外滾道）圖5. 2球籠

37、式萬向節(jié)5.4.4撓性萬向節(jié)僥性萬向節(jié)能減小傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、動(dòng)載荷和噪聲，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用屮不需要潤(rùn)滑，一般 用于兩軸間夾角不大和有很小軸昀位移的萬昀傳動(dòng)場(chǎng)合，僥性萬14節(jié)屮的橡膠彈性元件，在傳動(dòng) 時(shí)會(huì)發(fā)生彈性變形，保證兩傳動(dòng)軸不發(fā)生干涉，為了保證島速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)傳動(dòng)軸總成有一個(gè)良好的動(dòng) 平衡，常在萬叫節(jié)所連接的兩軸端部設(shè)專門機(jī)構(gòu)保證對(duì)正中心。圖5. 3撓性萬向節(jié)5. 4. 5萬向節(jié)選型表5. 2萬向節(jié)類型對(duì)比名稱球叉式萬句節(jié)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在兩軸夾 角很大的條件下仍能正 常工作缺點(diǎn)受力大、磨損快，在使 用的過程屮出現(xiàn)軸向竄 動(dòng)的現(xiàn)象球籠式萬向節(jié)承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)對(duì)密封裝罝的要求高， 單，加工方便，易

38、于制造的精度高，成本高 拆裝，滾動(dòng)阻力小，傳動(dòng)效率高彈性橡膠元件能減小一般用丁兩軸間夾角撓性萬向節(jié)傳動(dòng)時(shí)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)動(dòng)不人和有很小軸向位載荷和噪聲，不需要移的萬叫傳動(dòng)場(chǎng)合潤(rùn)滑，速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有 良好的動(dòng)平衡表現(xiàn)通過上表綜合比較下來，撓性萬向節(jié)更適合川于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，由于傳動(dòng)軸的直接選用和傳動(dòng)軸直徑相匹配的撓性萬向節(jié)，通過查找資料可知型號(hào)為165 a15，和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸醒的4 = 110胃，= 600nm > 272-6yvw,觀使用需求。5. 5傳動(dòng)軸末端設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸末端設(shè)計(jì)如下：u)連接軸末端采用圓盤設(shè)計(jì)，外形尺、?為列90mm,厚度為40mm，和緩沖模塊的接觸 處，為了節(jié)約材料，挖去了一個(gè)尺

39、寸為列10mm,厚度為10mm的圓柱體，為了內(nèi)六角螺釘?shù)陌?裝耑要，打了 3個(gè)互成120q的於24mm的螺紋孔，川于安裝3個(gè)24x80的螺釘?shù)骄彌_模塊上, 另外打了 3個(gè)互成120°的灼0mm的螺紋孔，用于安裝3個(gè)a124x130的螺釘?shù)脚ぞ胤ㄌm盤上;(2) 在傳動(dòng)軸的末端設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到傳動(dòng)軸在商速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有一定的振動(dòng)和偏移，在連接軸 的連接處添加一個(gè)緩沖模塊，三個(gè)互成120°的短螺釘將傳動(dòng)軸和緩沖模塊連接用于緩沖沖擊， 補(bǔ)償軸的少量偏移，三個(gè)互成120°的長(zhǎng)螺釘將傳動(dòng)軸、緩沖模塊、法蘭盤連接，用于傳遞轉(zhuǎn)速 和扭矩。緩沖模塊采用圓環(huán)沒計(jì)，夕卜圓尺寸為0210mm,內(nèi)

40、圓尺寸為夕70mm,厚度為50mm;(3) 扭矩法蘭盤是和測(cè)功器的法蘭盤相匹配的，根據(jù)所選測(cè)功器的法蘭盤的尺寸，扭矩法 蘭盤的外圓尺寸為025omz?，厚度為40mm,和緩沖模塊連接處外圓尺寸為夕210mm，內(nèi)圓尺 寸為冷70mm，厚度為40mm，和測(cè)功器法蘭盤連接處用6個(gè)a/10x60的螺釘將傳動(dòng)軸和測(cè)功 器連接到一起；圖5. 4臺(tái)架試驗(yàn)傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)圖6測(cè)功器選型6.1測(cè)功器簡(jiǎn)述測(cè)功器在汽車出來以前就出現(xiàn)y，后來應(yīng)川到汽車領(lǐng)域的。汽車和口常生活聯(lián)系的越來越緊 密，各行各業(yè)己經(jīng)離不開汽車了，汽車可以說是整個(gè)國家建設(shè)的強(qiáng)大武器，耑要大力發(fā)展自身的 研發(fā)實(shí)力，提升國際地位，現(xiàn)在世界各個(gè)國家之間的博弈

41、，事實(shí)上就是科技水平的較量。需要一 個(gè)功能強(qiáng)大的測(cè)功設(shè)備，去檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)是否合格，組成汽車的關(guān)鍵零部件是否滿足功 能和壽命的要求。因此，可以毫不夸張的講，測(cè)功器的技術(shù)水平制約著發(fā)動(dòng)機(jī)的前進(jìn)步伐。測(cè)功 器有可倒拖和不可倒拖兩種類型，可倒拖的測(cè)功器有電力式和混合式兩種，不可倒拖的測(cè)功器有: 水力式、機(jī)械制動(dòng)式、風(fēng)扇制動(dòng)式、磁滯制動(dòng)式、電渦流式等，應(yīng)用比較廣泛的是電渦流式和電 力測(cè)功器。6.2水力測(cè)功器水力測(cè)功器可以分為定充量水力測(cè)功器和變充量水力測(cè)功器兩種，主要應(yīng)用在大功率p、j燃機(jī) 試驗(yàn)上，它的優(yōu)點(diǎn)就是單位轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的扭矩吸收能力強(qiáng)。定充量水力測(cè)功器的特點(diǎn)就是吸收腔內(nèi) 充滿特定壓力的水，依

42、靠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子和定子之間的工作而積去調(diào)節(jié)測(cè)功器扭矩的值，由于自動(dòng)控制 技術(shù)的出現(xiàn)，老機(jī)型跟不上實(shí)際的使用需要被淘汰。變充量水力測(cè)功器也被人們稱為水渦流測(cè)功 機(jī)，它就是依靠改變進(jìn)、出水閥來改變吸功腔內(nèi)的水量大小，實(shí)現(xiàn)改變制動(dòng)力矩的伉。流入測(cè)功器的水，會(huì)在定子和轉(zhuǎn)子之間形成環(huán)流，在環(huán)流屮心的位賈，有通向大氣的孔。不過，它在髙轉(zhuǎn) 速、低扭矩的工況下，在吸功腔內(nèi)不能保持動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的水:w:,導(dǎo)致不能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定工作。為了 解決島轉(zhuǎn)速、低扭矩工況不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制的問題，將發(fā)動(dòng)機(jī)的油門和測(cè)功器的水門采用閉環(huán)控 制的辦法，實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán)控制轉(zhuǎn)速和扭矩，這種簡(jiǎn)單又實(shí)用的辦法被廣為采用。6.3電渦流測(cè)功器電渦流測(cè)功機(jī)具有

43、轉(zhuǎn)動(dòng)慣s小、穩(wěn)定性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、測(cè)試功率范圍人、測(cè)試工 藝成熟、性能可靠、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、良好的可調(diào)性和負(fù)載穩(wěn)定性、控制性好、等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用 于發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)中心。不過傳統(tǒng)的電渦流測(cè)功器的“恒速控制”和“恒流控制”只用了一個(gè)調(diào)節(jié)器， 使恒速和恒流的擰制精度不夠，被很多使用公司所抱怨，經(jīng)過改良以后，采用兩個(gè)調(diào)節(jié)器控制兩 個(gè)閉環(huán)校制系統(tǒng)，采用參數(shù)不同的調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，從根本上解決了一個(gè)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)兩個(gè)w環(huán)系 統(tǒng)的缺陷，提高了控制精度，使動(dòng)態(tài)指標(biāo)達(dá)到使用要求。6.4直流電力測(cè)功器直流電力測(cè)功器用的是復(fù)式直流電動(dòng)機(jī)，它利用電樞繞組切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的原理，根據(jù)工作時(shí)產(chǎn)生電磁力的大小，

44、從而產(chǎn)生大小相等方向相反的力矩去測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、 扭矩和功率。6.5交流電力測(cè)功器交流電力測(cè)功器最大的特點(diǎn)就是能夠回收能量，將其轉(zhuǎn)換成電能貯存起來循環(huán)的利用，回收 利用率高達(dá)70%-80%o它相比各種水力測(cè)功器的優(yōu)點(diǎn)就是效率高，水力測(cè)功器在工作過程中耑要 消耗大量的水資源，同時(shí)也省去了耑要水循壞的配套設(shè)備，節(jié)約成本，也保證了試驗(yàn)室的衛(wèi)生， 它還可以倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。交流電力測(cè)功機(jī)具有直流電力測(cè)功器的一切優(yōu)點(diǎn)之外，不耑要經(jīng)常保 養(yǎng)，外形尺寸小，測(cè)量精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，價(jià)格便宜的特點(diǎn)。電力測(cè)功器的潛在價(jià)值很大，它 為發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)試驗(yàn)的研究引領(lǐng)到了一個(gè)新的領(lǐng)域，功能更加強(qiáng)大，對(duì)保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源都有著

45、 重要的意義。6.6測(cè)功器選型表6. 1測(cè)功器類型對(duì)比名稱水力測(cè)功器優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)單位轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的扭矩吸在高轉(zhuǎn)速、低扭矩的工收能力強(qiáng)況下，不能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定工作，浪費(fèi)水資源電渦流測(cè)功器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、穩(wěn)定性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快無法回收熱能，失大能量損能1叫收發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能，保養(yǎng)周期較短，尚，成本直流電力測(cè)功器動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，可以倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)空間稍大具有直流電力測(cè)功器的機(jī)械、電氣、測(cè)試工藝切優(yōu)點(diǎn)外，無需經(jīng)常保交流電力測(cè)功器養(yǎng)，方面需要做進(jìn)一步完善空間小，成本低通過上表的綜合對(duì)比發(fā)現(xiàn)，交流電力測(cè)功器是0前性能最優(yōu)越的的測(cè)功器，選用測(cè)功器額定 轉(zhuǎn)矩525/v.m,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.44知

46、.m2, ziniax = 10000r/min ,滿足使用需求。6.7測(cè)功器與發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)中6.7.1對(duì)中簡(jiǎn)述測(cè)功器和發(fā)動(dòng)機(jī)的對(duì)中是發(fā)動(dòng)機(jī)上臺(tái)架的主要工作，不同設(shè)備的對(duì)中方法也不一樣。發(fā)動(dòng)機(jī) 主要有間接鏈接和直接連接兩種方法，間接連接是通過變速器的輸出軸連接測(cè)功器的傳動(dòng)軸，這 樣的措施可以模擬整車布置，不需要專門的懸置系統(tǒng)，不足是機(jī)械損失大，影響測(cè)試的結(jié)果。直 接連接是發(fā)動(dòng)機(jī)安裝好以后，發(fā)動(dòng)機(jī)直接通過傳動(dòng)軸和測(cè)功器的法蘭盤連接，不需要變速器，這 樣的連接方式機(jī)械損失少，測(cè):w:結(jié)果準(zhǔn)確度高，不足就在于對(duì)屮的精度要求高，如果對(duì)中不好， 就會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè):w:參數(shù)的準(zhǔn)確性，還會(huì)損壞傳動(dòng)軸。人多數(shù)的測(cè)

47、試臺(tái)架從通用性的角度考慮， 通常采用直接連接這種方式，尤其是同一個(gè)臺(tái)架要做耐久試驗(yàn)和性能試驗(yàn)。6.7.2對(duì)中要求(1) 測(cè)功器、發(fā)動(dòng)機(jī)支架底座能滿足強(qiáng)度和剛度的要求；(2) 兩支架底座平而的平行度在合理的范圍，不影響傳動(dòng)軸的安裝；(3) 發(fā)動(dòng)機(jī)支架底座可以調(diào)節(jié)位置，適應(yīng)不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)；(4) 由于測(cè)功器與發(fā)動(dòng)機(jī)屮線的任何偏差都將引起它們的附加振動(dòng)，在傳動(dòng)軸上產(chǎn)生動(dòng)負(fù) 荷，所以一定要盡可能保持兩軸中心線重合，誤差保持在0.2mm以內(nèi)；(5) 傳動(dòng)軸的參數(shù)應(yīng)與被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)相協(xié)調(diào)，在材料強(qiáng)度允許的條件下，應(yīng)盡量采用較輕的傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸應(yīng)經(jīng)過精確的動(dòng)平衡試驗(yàn)；(6) 傳動(dòng)軸應(yīng)裝有安全保護(hù)罩，保護(hù)罩上裝

48、有保護(hù)開關(guān)，當(dāng)保護(hù)罩處于打開狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng) 機(jī)處于急停狀態(tài)；(7) 連接螺栓打緊力矩要嚴(yán)格按照力矩標(biāo)準(zhǔn)擰緊，確保擰緊以后，將扭矩法蘭盤的定位銷 拔出，以防試驗(yàn)出現(xiàn)損壞設(shè)備的危險(xiǎn)；7試驗(yàn)輔助系統(tǒng)7.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立控制系統(tǒng)，實(shí)際上運(yùn)用的是can總線的原理，把試驗(yàn)過程中采集到 的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地顯示在電腦屏幕上，如果在試驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能輸出不正常，可以通 過控制can通訊的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行參數(shù)的更改，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)是否正常。不同的數(shù)據(jù)采集模塊通道也不一樣，常見的是把數(shù)據(jù)采集模板分成兒塊，在不同的模塊上設(shè) 置測(cè)量不同類型的參數(shù)，例如電流，電壓，電阻等模擬信號(hào)的測(cè)量。在數(shù)據(jù)采集模

49、塊上有預(yù)定義和可以u(píng)由定義的傳感器通道，預(yù)定義的通道是一些發(fā)動(dòng)機(jī)常規(guī) 的測(cè)量參數(shù)，適用于大多數(shù)試驗(yàn)，在每次做試驗(yàn)以前，根據(jù)所做發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的類型進(jìn)行加載。由定義的傳感器通道，就是根據(jù)不同試驗(yàn)類型的耑要，然后自行定義，靈活性強(qiáng)。無論是預(yù)定義, 或者是自由定義的傳感器通道，都是通過計(jì)算機(jī)上加載的程序中進(jìn)行更改，更改以后在系統(tǒng)中重 新加載一下就可以永久保存。實(shí)際測(cè)量時(shí)，不同傳感器的測(cè)量范圍和精度是不同的，在實(shí)際的使 用屮就盂要試驗(yàn)人員根據(jù)測(cè)量的要求進(jìn)行選擇。7.2冷卻系統(tǒng)7.2.1冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后隨著機(jī)體溫度的不斷上升，為了保持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，需要冷卻系統(tǒng)參與工 作去控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。冷卻系統(tǒng)

50、包含冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)和冷卻液溫控系統(tǒng)。7. 2. 2冷卻液溫控系統(tǒng)為了保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，配制冷卻液時(shí)要用軟水按照1:1的比例進(jìn)行混合，軟水是經(jīng)過清潔和除銹 處理的，有利于保護(hù)熱交換設(shè)備，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫控系統(tǒng)主要對(duì)冷卻液的溫度、液位和報(bào)警進(jìn)行 控制。(1) 溫度控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體lal的水溫逐漸的上升，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)水溫高于試驗(yàn)設(shè)定值時(shí)， 溫度控制儀就會(huì)發(fā)出打開pid閥的命令，閥門依據(jù)控制系統(tǒng)的指令來調(diào)節(jié)開度大小，來改變進(jìn)入 熱交換器的冷卻水流量，進(jìn)入的冷卻水流量越大，冷卻速率就越快，當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)所需要的溫度吋, 關(guān)閉閥門，反復(fù)循環(huán)，使整個(gè)冷卻系統(tǒng)保持穩(wěn)定。當(dāng)然，一些比較先進(jìn)的設(shè)備里還

51、添加了加熱器， 在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，冷卻液的溫度比較低，不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際需要，系統(tǒng)就會(huì)關(guān)閉冷卻水閥門, 冷卻液就經(jīng)過加熱器進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)冷卻液的快速升溫。(2) 液位控制在試驗(yàn)的過程中，冷卻液的溫度不斷上升，部分冷卻液汽化，如果接通自動(dòng)放氣閥，電接點(diǎn) 壓力表上的壓力超過設(shè)定的壓力，排氣閥就會(huì)自動(dòng)打開，排出揮發(fā)的氣體。如果自動(dòng)放氣閥沒開， 試驗(yàn)人員都會(huì)定期的點(diǎn)檢，定期的手動(dòng)打開放氣閥放氣。如果在使用的過程中，冷卻液的容量過 低，安裝在膨脹水箱上的液位的液位低于最小值時(shí)，電磁閥和水泵將自動(dòng)開啟，向膨脹水箱自動(dòng) 沖水，一直到規(guī)定的液位。(3) 報(bào)警控制當(dāng)系統(tǒng)中某些冷卻部件損壞吋，造成冷卻液溫度超過預(yù)

52、先設(shè)定的報(bào)警值，或者發(fā)動(dòng)機(jī)處于缺 水狀態(tài)等非正常狀態(tài)時(shí)，安全閥將信號(hào)傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)山急停的命令，這種做法對(duì) 于保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)來說意義重大。圖7. 1冷卻液溫控系統(tǒng)工作原理圖7.2.3冷卻水流量計(jì)算力確保各種熱交換設(shè)備的進(jìn)出丨i水溫，冷卻水盂要有足夠的水流量方能保證各個(gè)參與熱交換 的設(shè)備按照控制系統(tǒng)的指令正常工作。(1) 計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)總的發(fā)熱量:2總=6發(fā)(7.1)pmax -發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，hv;ge 一發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率，額定工況時(shí)可取0.2100.270 kg/(kw.h);h能一燃料的熱值，汽汕取43070 u/kg;取 6發(fā)max =170hv，=0.250 kg/(kw-h),

53、代入公式得：qc, =l 830475v ! h(2) 計(jì)算冷卻水流量w:發(fā)動(dòng)機(jī)熱:w:分布的一般規(guī)律是：30%用于功率輸出，30%用于排氣散熱，其余40%的熱fi是由冷卻水帶走的。腳=0 4q總 (”)c.(k)c -水的比熱容，4.2 kj/(kg/°c)' t2 -冷卻水出水溫度，"c; t,-冷卻水進(jìn)水溫度，°c;取z2=15'c，1,=10°0,代入公式得:w35000kg/h = 35t/h除了上述發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的熱量被冷卻水帶走外，其他-些用電設(shè)備產(chǎn)生的熱量有吋也需要冷 卻水冷卻，所以取vv = 40z/z比較合理。7.3燃油

54、系統(tǒng)7.3.1燃油系統(tǒng)簡(jiǎn)述燃油系統(tǒng)為發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)提供y穩(wěn)定的物質(zhì)供應(yīng)，燃油系統(tǒng)主要包含燃油消耗量的測(cè)量 和燃汕溫度、壓力、液位等控制，對(duì)上述參數(shù)的控制主要依靠汕耗儀和燃汕溫控系統(tǒng)。7.3.2油耗儀油耗儀主要是用來測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的燃油消耗量，對(duì)于普通的用戶來說，汽車省不省油是 一個(gè)非常重要的指標(biāo)，各大汽車生產(chǎn)廠家也是費(fèi)盡心思的降低發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗，在節(jié)能減排的政策 引領(lǐng)下，未來汽車都會(huì)朝著小排量和混合動(dòng)力方向發(fā)展，國家也對(duì)小排量的汽車進(jìn)行補(bǔ)貼，主要 力丫減少能源的消耗和對(duì)環(huán)境的保護(hù)。汕耗儀有很多種類型，測(cè)量的原理、測(cè)量的時(shí)間、量程、 精度也大不相同，有些油耗儀采用定時(shí)間測(cè)重量的方法，有些油耗儀

55、采用定重量測(cè)試間，很顯然 這是一些比較老的設(shè)備，現(xiàn)在比較流行的就是采用科里奧利力原理制成的油耗儀，這種油耗儀可 以實(shí)時(shí)在線測(cè)量，通過ks232串行接口將檢測(cè)的結(jié)果發(fā)送給電腦的顯示屏上，可以有手動(dòng)和自動(dòng) 控制兩種模式，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)燃油溫控系統(tǒng)，兩者相配合，實(shí)時(shí)的進(jìn)行排氣和測(cè)設(shè)。如果在控制過 程屮，出現(xiàn)有燃油滲漏，燃汕溫度控制達(dá)不到要求，都會(huì)將信息傳達(dá)給控制系統(tǒng)，執(zhí)行停機(jī)等動(dòng) 作，來保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)和設(shè)備。7.3.3燃油溫控系統(tǒng)國標(biāo)規(guī)定要給發(fā)動(dòng)機(jī)提供流速穩(wěn)定、溫度不變，按照試驗(yàn)要求隨時(shí)更改的燃油，由于燃油溫 度容易受環(huán)境溫度和回油溫度的影響，在這種條件下，燃汕溫控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。(1)升溫控制燃油溫控系統(tǒng)是

56、和油耗儀一起使用的，從圖中可以看出有兩個(gè)溫控儀，溫控儀1主要用于發(fā) 動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，來自油耗儀的燃油溫度比較低，低的燃油溫度不便于啟動(dòng)，同時(shí)油耗也高，這時(shí)冷 凍水的pid閥處于關(guān)閉狀態(tài)，這個(gè)過程給燃汕升溫。(2)降溫控制當(dāng)來自油粍儀的溫度比較尚時(shí)，溫控系統(tǒng)1檢測(cè)到商的燃油溫度，則關(guān)閉pw閥，溫控系統(tǒng) 2發(fā)出打開pw閥的指令，冷凍水進(jìn)入熱交換器參與燃油的冷卻，將油溫控制在預(yù)定值。(3) 排氣控制如果管路中有過多的燃油，燃油將通過回油管路回到油箱，如果油箱中有揮發(fā)的汽油或者回 油吋攜帶的氣泡，排氣閥將會(huì)打開進(jìn)行排氣，保證提供穩(wěn)定可靠的燃油。另外，對(duì)試驗(yàn)用汕一定要嚴(yán)格保存，由專業(yè)的人員控制，以免發(fā)生重大

57、安全事故。在試驗(yàn)室 內(nèi)進(jìn)行操作的人員也要注意，保持試驗(yàn)室的燃油探測(cè)器保持24h常開，對(duì)報(bào)警系統(tǒng)經(jīng)常維護(hù)和檢 查，保持試驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)備常開，一旦在試驗(yàn)室內(nèi)發(fā)現(xiàn)有燃油泄漏，立即停止發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，加強(qiáng)空 氣流通，禁止攜帶有火種的東西進(jìn)入試驗(yàn)室。7.3.4燃油供油量計(jì)算在平時(shí)試驗(yàn)的過程中，需要對(duì)供汕量有一個(gè)初步的計(jì)算，以保證試驗(yàn)燃汕的正常供給。(1)供油fi計(jì)算公式為：1 gf=n (7. 3)f w00g,供油量，kg丨h(huán) ，peu 一試驗(yàn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)平均功率，可按(0.70.9)算，hv;te 一試驗(yàn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)平均燃汕消耗率，可按(0.70.9)義計(jì)算，kg/(kwh)；n 運(yùn)行的試驗(yàn)室數(shù)；取 6發(fā)瞧=170bv,心=0.250 kg!(kw.h)，h=m 6 發(fā)隱，0.8 心，n = l0, 代入公式得：=272蝓/?，根據(jù)初步計(jì)氣就