汽车低温试验室设计概述31643.docx

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1、目 录摘要IAbstrracttII第1章绪绪论11.1概概述11.2课课题选题题的目的的意义11.3国国内外研研究现状状21.4设设计的主主要完成成内容21.4.11设计的的基本内内容21.4.22解决的的主要问问题3第2章低低温实验验室总体体设计42.1低低温实验验室的设设计要求求42.2汽汽车低温温实验室室系统构构成42.3实实验室的的整体布布局设计计52.4本本章小结结6第3章低低温试验验室制冷冷设备及及附件设设计73.1低低温功能能概况73.2低低温试验验室保温温门的结结构73.3保保温墙体体材料的的选择73.4低低温实验验室的冷冷冻负荷荷计算73.4.11墙壁的的漏热计计算73.4

2、.22设备负负荷83.4.33发动机机运行时时热量计计算83.4.44排气系系统的散散热计算算93.4.55通风换换热热量量及操作作热量计计算93.4.66其他设设备热量量计算103.5制制冷设备备的选用用113.6低低温实验验室的温温度控制制113.7本本章小结结12第4章整整车低温温测试装装置的设设计134.1整整车测试试台架的的概述134.1.11汽车道道路运行行工况模模拟134.1.22底盘输输出功率率的测量量144.2滚滚筒装置置的选择择144.2.11滚筒结结构概述述144.2.22滚筒直直径的确确定154.2.33滚筒中中心距164.3主主要部件件的选择择164.3.11电机的的

3、选择164.3.22联轴器器的选择择164.3.33轴承的的选择174.4功功率吸收收装置的的选择174.5滚滚筒轴的的校核184.6上上车机构构设计194.6.11液压缸缸的计算算194.6.22滚筒锁锁止机构构204.7本本章小结结21第5章发发动机低低温测试试装置的的设计225.1发发动机低低温试验验概述225.2测测试用发发动机及及测功机机的选择择及其参参数225.3低低温测试试功能实实现235.3.11发动机机台架固固定方案案及支持持设计235.3.22发动机机与测功功机连接接轴的计计算245.4测测试装置置总体尺尺寸255.5测测试装置置设计校校核255.5.11测试装装置材料料的

4、选择择255.5.22测试装装置强度度校核255.6本本章小结结27第6章实实验教学学研究功功能实现现286.1实实验室开开设的实实验及试试验项目目286.2发发动机低低温试验验功能286.3整整车低温温试验功功能296.4本本章小结结30结论311参考文献32致谢344第1章 绪 论5.1 概述 本设计的主主要内容容是围绕绕黑龙江江地区汽车车低温试试验室，结结合现有有的工程程试验中中心的场场地完成成实验室室的设计计及其试试验功能能的实现现。接下下来将分分为五个个章节来来进行分分述实验验室设计计的各个个组成部部分。既既然为汽汽车低温温实验室室，所以以，其必必须要有有能进行行汽车低低温试验验的相

5、关关设备。因因此，本本设计的的主要内内容包括括低温实实验室的的总体设设计、低低温试验验室制冷冷设备及及附件设设计、整整车低温温测试装装置的设设计、发发动机低低温测试试装置的的设计及及实验室室教学研研究功能能实现。5.2 课题选题的的目的意意义在北方冬季季环境温温度低，受受到周围围的低温温环境以以及排气气降噪能能量转换换的影响响，汽车车的排气气管会向向外滴水水，这是是个很普普遍的现现象。哈哈尔滨的的冬季，室室外平均均温度能能达到-25左右，这这种现象象极为普普遍，车车流量大大的街道道非常容容易形成成老百姓姓常说的的镜面路路，由于于路面的的附着系系数降低低，造成成制动性性能降低低，极易易引发交交通

6、事故故。然而而，单纯纯的室外外试验不不能保证证温度恒恒定不变变，也不不能保证证路面的的附着系系数保持持恒定，同同时也不不能满足足路面质质量保持持恒定。这这些可变变的因素素往往对对实验结结果造成成较大的的误差，影影响对比比的效果果。同时时，低气气温的情情况下，在在室外久久置的汽汽车点火火也是冬冬季时驾驾驶员的的大难题题。如果果通过实实验，研研究试验验现象得得出结论论，进而而找出最最有效的的办法解解决这个个难题，将将为北方方的汽车车企业提提高市场场竞争力力。又由由于外界界气温波波动性大大，试验验结果不不能准确确可靠，有有针对性性1。我国幅员辽辽阔，地地形复杂杂，气候候多样，特特殊的自自然地理理条件

7、对对车辆的的管理及及其性能能均能产产生显著著的影响响。因此此，要求求汽车要要有良好好的地区区适应性性。低温温试验是是正兴起起的一项项可靠性性实验项项目。国国际上，汽车的低温试验对于汽车性能方面有着很重要的影响。是汽车出厂下线后一个极为重要的测试项目。老牌汽车产业都配有设施完善的低温实验室，以方便进行低温环境下的对比试验，同时制定了国际低温试验的标准。但是如果仅依托国外测试结果，并不能完全符合中国的国情，而且成本巨大，同时不能检测国产自主品牌，影响了国产车的市场竞争力。然而，室外试验的环境受地域季节等诸多因素限制，故我国低温实验室的建设十分必要。低温实验室模拟低温环境状态，与实地寒区试验相比，能

8、节约人力、物力和财力，不受外界气候环境影响，不受季节限制，环境控制精度较高、稳定性好、重复性好。综上，针对对东北寒寒冷的冬冬季，对对乙醇汽汽油等燃燃料在寒寒冷地区区的应用用性能进进行研究究，从而而设计出出低温实实验室，进进行整车车和发动动机的性性能分析析对比试试验，对对于解决决汽车寒寒地使用用以及缓缓解交通通压力都都有十分分重要意意义。同同时，一一方面，在在学院中中创建低低温实验验室，不不仅扩大大的了教教学设备备，完善善了教学学设施，为为学生们们了解汽汽车的性性能并为为日后能能更好的的应用到到工作中中去有着着很大的的帮助和和意义。另另一方面面，有相相关的低低温实验验室设备备为相关关研究员员提供

9、了了可靠准准确的信信息数据据，为进进一步研研究改进进提供了了坚实的的基础。此此外，通通过依托托学校的的资源使使得哈尔尔滨的汽汽车企业业，如哈哈飞、东东安发动动机等厂厂家也能能更方便便的改进进或改良良本身产产品的性性能方面面的设计计。5.3 国内外研究究现状在20世纪纪初至440年代代，汽车车工业采采用了大大规模生生产技术术及流水水生产，此此时的产产品可靠靠性、寿寿命和性性能方面面的问题题凸显出出来，就就要求用用试验研研究工作作加以解解决。二二战之后后，由于于汽车生生产发展展的需要要，加上上相邻工工业、相相邻学科科的发展展和渗透透，汽车车试验技技术进入入了一个个新的发发展时期期。19924年年美

10、国通通用汽车车公司在在全球率率先建起起了规模模庞大、功功能齐全全的米尔尔费德（Milford）试车场。从此，汽车制造商竞相投建汽车试验场的大幕被拉开。20世纪80年代，美国国家仪器公司提出并制造出了世界上第一套虚拟仪器系统，此后，汽车试验仪器设备系统的构成发生了根本性变化。国际性的汽车公司为了提高其自身的竞争力，纷纷投资建设汽车实验室和汽车试验场2。伴随着汽车车试验技技术的不不断成熟熟，汽车车试验涉涉及的项项目愈加加完善，从从最初的的动力性性试验到到经济性性试验，再再到现今今包括安安全性、可可靠性、操操纵稳定定性等测测试项目目的普及及，使得得汽车的的设计制制造水平平上升到到一个新新的高度度。低

11、温温试验是是适应性性试验中中的一部部分。主主要针对对低温环环境对发发动机及及整车的的影响，改改进或改改良汽车车的结构构布置等等项目，达达到地区区适应性性提高的的目的。正正是由于于经济的的逐步繁繁荣，使使得汽车车的市场场逐渐由由南向北北发展3。近近几年来来，各个个大中型型汽车制制造厂开开始设计计制造汽汽车低温温实验室室。目的的在于使使自己的的产品推推广面更更加广泛泛，提高高自身的的产品竞竞争力。高高校建立立汽车低低温实验验室一方方面是为为了拓展展学生们们的知识识广度，同同时，给给研究人人员准确确的试验验数据，方方便进行行有针对对的研究究；另一一方面也也为学生生将来进进入该领领域打下下基础，此此外

12、，也也可以校校企结合合，达到到双赢的的目的。5.4 设计的主要要完成内内容5.4.1 设计的基本本内容实验室的设设计总共共分为四四个部分分，第一一项为实实验室总总体设计计，第二二项为发发动机台台架及附附件的设设计 ，第第三项为为整车台台架的设设计与校校核，第第四项为为实验室室附件的的设计及及布置。1、实验室室的总体体设计（1）实验验室的结结构系统统组成（2）实验验室的整整体布局局2、低温试试验室低低温功能能的实现现（1）、低低温保温温门的选选择（2）、墙墙体保温温材料的的选择（3）、冷冷冻负荷荷的计算算（4）、制制冷设备备的选择择（5）、试试验室温温度控制制3、整车测测试功能能实现及及设备布布

13、置（1）、总总体结构构的选定定（2）、滚滚筒尺寸寸的选定定（3）、中中心距的的确定（4）、举举升液压压缸的选选择（5）、配配套的其其余设备备选择4、发动机机完成测测试功能能设备布布置（1）、测测试用发发动机及及测功机机参数选选择（2）、发发动机四四脚支撑撑台架的的选择（3）、发发动机与与测功机机连接轴轴的计算算（4）、发发动机台台架材料料的选择择（5）、发发动机测测试台尺尺寸的选选定（6）、连连接件的的强度校校核5、典型低低温试验验简介（1）、发发动机低低温冷启启动试验验（2）、整整车空调调系统检检测试验验5.4.2 解决的主要要问题1、根据散散热强度度选择或或设计制制冷设备备，使实实验室能能

14、迅速制制冷并保保持恒温温2、完成实实验室仪仪器设备备的布置置3、能完成成相关汽汽车及部部件总成成所有的的低温试试验内容容第2章 低温实验验室总体体设计本次设计，根根据低温温环境条条件下对对汽车及及发动机机进行性性能测试试及分析析，结合合总体设设计场地地要求，进进行低温温试验室室总体设设计，并并对其实实现功能能进行描描述。2.1 低温实验室室的设计计要求通用的低温温实验室室的构成成大都有有低温实实验间、制制冷机房房和制冷冷系统、换换气系统统、冷却却液系统统、测控控及观察察间、实实验数据据采集与与处理系系统及通通用系统统及配电电动力系系统。低低温实验验间要求求密封、保保温、防防腐，有有足够的的面积

15、和和高度，以以及足够够的地面面承载能能力，内内设防潮潮、照明明、冷风风机和蒸蒸发器及及温度、压压力、转转速、CCO报警警器等各各类传感感器，并并配有测测试传感感器、电电源等需需要的各各类插座座、排烟烟接口、拍拍摄支架架等。低低温试验验间大门门要能保保证试验验车辆通通过，并并要有良良好的保保温性能能。制冷冷机房和和制冷系系统要提提供冷源源，包括括制冷压压缩机、冷冷却器、中中冷器、蒸蒸发器、管管线、阀阀门、电电源和配配电柜、测测量参数数显示装装置和有有关报警警装置，同同时要设设置机组组操作人人员值班班室。换换气系统统则要排排出室内内有害废废气，更更换和补补充低温温试验间间的新鲜鲜的低温温冷空气气，

16、排除除人员及及试验样样品散发发的热量量，维持持试验规规定的低低温状态态。冷却却液系统统是制冷冷系统必必需的辅辅助设施施，用以以冷却制制冷机组组，包括括冷却塔塔、水泵泵、水池池和软化化水装置置等。测测控及观观察间要要放置实实验测量量仪器，进进行试验验数据的的采集和和处理，是是整个低低温实验验室的联联络指挥挥中心。用用计算机机进行处处理包括括温度、电电流、电电压、时时间、转转速等各各类试验验参数的的采集和和处理。4本次实验室设计温度初定为-30。2.2 汽车低温实实验室系系统构成成汽车低温实实验室要要既要保保证实验验室的低低温特性性，同时时要满足足汽车试试验的功功能。故故有需要要安置发发动机试试验

17、系统统，整车车测试系系统。制冷系统：制冷系系统的作作用是给给汽车低低温实验验室提供供制冷环环境使实实验室的的环境温温度达到到要求。是是整个低低温实验验室的关关键。本本次采用用的制冷冷主机为为整体式式风冷室室外机组组。整车测试系系统：整整车检测测系统是是用来模模拟汽车车在道路路条件下下行驶的的装置，整整车检测测系统的的选用要要合理结结合现有有场地进进行分析析。由于于低温实实验室的的室内面面积较小小，节省省空间，本本设计中中采用双双转鼓的的转鼓试试验台，采采用半嵌嵌入地面面之下，保保证前后后轮位置置平衡。发动机测试试系统：发动机机测试系系统是用用来接受受发动机机在各工工况运行行时各参参数的变变化值

18、并并进行分分析对比比。由于于发动机机测功机机在低温温环境中中影响测测试效果果，故将将发动机机测功机机置于低低温环境境仓隔壁壁的保温温环境仓仓中。附属系统：附属系系统是为为保证实实验室安安全正常常使用存存在。附附属系统统包括数数据处理理系统，温温度控制制系统，报报警系统统，配电电系统，控控制系统统等。2.3 实验室的整整体布局局设计结合场地位位置，设设计低温温实验室室的整体体布局。已知，总场场地的长长度为66.7 m，宽宽度为55.6 m,高高为5.5 mm。为了了避免冷冷源浪费费，故将将长为55.4 m，宽宽为3.8 mm的，高高为3 m的场场地封闭闭起来。由由于测功功机需要要置于缓缓冲间中中

19、，故发发动机测测试台只只能位于于冷冻间间的右侧侧。方案一：将将风扇挂挂在冷冻冻间左右右两面墙墙正中上上部，将将发动机机测试台台置于冷冷冻室的的门口。此方案的优优点是两两侧风扇扇位置平平衡，发发动机及及附属件件安装调调试位置置方便。缺缺点是燃燃油、水水温、油油温控制制管线过过长，测测功机同同时和发发动机保保持一致致，浪费费了冷冻冻室外围围面积。同同时，无无法安置置整车测测试台架架。方案二：将将风扇悬悬挂在冷冷冻间的的左右墙墙正中上上部，将将发动机机置于冷冷冻室的的右上角角，整车车测试台台架可以以放置在在冷冻室室中间。此方案的优优点是两两侧风扇扇位置平平衡，发发动机燃燃油、水水温、油油温等管管线适

20、中中，入口口处通畅畅，测功功机位置置适中，节节约了空空间。能能安置整整车测试试的转鼓鼓测试台台。缺点点是发动动机测功功机安装装拆卸不不便，同同时水温温、油温温检测设设备安装装空间较较小，安安装时较较不便。由由于两个个风扇较较大，左左右安置置时，显显得空间间局促，不不美观，同同时，左左侧的风风扇冷却却液管线线较长。 方案三：将将风扇分分别悬挂挂于入口口正面的的墙面上上方和右右侧墙面面，同时时为了方方便安装装发动机机，将右右侧风扇扇距入口口正对的的墙面距距离1.3 mm 处。发发动机测测试系统统置于冷冷冻室的的右上角角，整车车测试台台架靠近近左侧墙墙面的位位置。此方案的优优点是利利用了纵纵向的空空

21、间，使使得房间间布局较较合理；发动机机燃油、水水温、油油温等管管线适中中，入口口处通畅畅，测功功机位置置适中，节节约了空空间。缺缺点是缺缺点是发发动机测测功机安安装拆卸卸不便，同同时水温温、油温温检测设设备安装装空间较较小，安安装时较较不便。综合上述方方案，选选择较为为合理的的方案三三并根据据其安排排形式绘绘制结构构简图。（如如下图22.1）图2.1 实验验室总体体布置图图本实验室内内具有一一个发动动机测试试台，安安装发动动机型号号为DAA4655Q。测测功机为为电涡流流测功机机。整车车测试台台架采用用双转股股试验台台。2.4 本章小结本章节主要要说明了了试验室室的总体体设计。对对实验室室的结

22、构构概况进进行描述述，概况况总结了了试验室室的系统统构成，同同时设计计几种不不同的布布置方案案，从而而体现优优选的概概念。第3章 低温试验验室制冷冷设备及及附件设设计5.1 低温功能概概况低温试验室室最重要要的部分分就是维维持稳定定的低温温环境。只只有环境境温度变变化不大大时，进进行对比比试验的的效果才才能更加加的明显显。所以以，既要要满足能能降低到到足够的的温度，还还要保证证其温度度的波动动不超过过3。因此此，本章章的重点点就是热热负荷的的计算，从从而选定定足够功功率的制制冷设备备，以及及温度控控制。5.2 低温试验室室保温门门的结构构采用双开门门，门厚厚度1550毫米米；门洞洞尺寸为为2.

23、22m2.2m。门门上带安安全逃生生装置，防防止人不不慎困于于库内，产产生危险险。门边边采用橡橡胶密封封，同时时此橡胶胶上附有有电阻丝丝，避免免低温环环境中橡橡胶硬化化失效，降降低保温温效果。此此系统为为全自动动控制。无无需人工工操作，设设定温度度后自动动运行、自自动除霜霜；运行行中出现现异常情情况，报报警提示示。电控控装置中中带有过过流保护护、短路路保护、缺缺相、逆逆相保护护等保护护功能。整整个制冷冷系统加加装安全全保护系系统。具具备高、低低温报警警功能，保保证实验验安全。5.3 保温墙体材材料的选选择采用聚氨酯酯双面彩彩钢复合合板；厚厚2000毫米，容容重为440公斤斤。聚氨氨脂（PPU）

24、双双面复合合型冷库库板采用用先进的的复合材材料作保保温材料料制成复复合板壁壁，其重重量轻、强强度高、隔隔热性好好、耐腐腐蚀、抗抗老化、防防蛀、无无毒、不不霉、结结构简单单、安装装方便、轻轻质高强强度、造造型美观观；在超超低温度度下更能能显示其其优越性性5。5.4 低温实验室室的冷冻冻负荷计计算对实验室进进行冷冻冻负荷计计算是选选择制冷冷设备的的前提条条件，通通过计算算冷冻负负荷来选选择制冷冷机组的的功率。冷冷冻负荷荷包括库库体漏热热、设备备负荷、照照明散热热、操作作热量、设设备运行行热量、开开关门时时散热、人人员散热热等。5.4.1 墙壁的漏热热计算 （W） (3.1)式中，F传热热面积（）；

25、库内外外温度差差（）；k低温温实验室室的传热热系数，经经验公式式取k=0.228F=966.244 =18522.622 W5.4.2 设备负荷货物冷却热热量计算算参照下下面公式式：（kw） (3.2)式中，w进货货量（kkg），包包括整车车、动机机、台架架等，总总质量为为21770kgg；进货焓焓值和最最终焓值值,查表得得；Z完全全冷却时时间（hh）；2.26（kw）5.4.3 发动机运行行时热量量计算假设运行中中的发动动机向周周围传递递的总热热量的情情况为一一些简单单形状的的等效物物体以一一定的传传热速率率发出相相同的热热量，按按照水平平和垂直直方向的的投影面面积计算算（如图图2.22）（

26、单单位为 mm），长长宽高分分别为00.7mm、0.55m、0.44m它与与最大输输出功率率为500kw的的汽油机机大致相相等。由由于本次次应用于于试验的的发动机机额定功功率为333.55kw,最大输输出功率率为477kw。故故，如此此估算大大致等于于发动机机散热量量。假设设等效物物体的表表面温度度为 80，室内内温度为为 -300，墙墙壁温度度为255。热热量通过过两种方方式散发发：自然然对流和和辐射。图3.1 发动机机模型图图示1、对流散散热量计计算静止空气中中由自然然对流散散失的热热量的速速率为： (33.3)式中，物体表表面温度度；室内空空气温度度；图中垂直于于底面的的平面总总面积为为

27、： (3.44) 图2.2-1中相相应的对对流散失失的热量量为： W =6649.78 W顶部水平面面对流散散热为： (3.5) W底部对流散散热约为为顶部的的一半，因此，粗略略估算对对流的热热损失为为=155.85+3111.711+6449.778=111177.344 W又因为低温温冷空气气由风扇扇吹入，故故表面散散热损失失将为静静止空气气的2倍，故故估计发发动机对对流散热热为22234.68 W2、辐射散散热量计计算自然辐射时时散热速速率采用用斯忒藩藩-玻尔兹兹曼（SSteffan-Bolltzmmannn）方程程描述： (33.6)其中，辐射系系数，机机器表面面典型的的辐射系系数值为

28、为0.99；热物体体的温度度（）；周围环环境温度度（）；本例中，表表面面积积为1.67 ，故故热辐射射散热损损失为： W5.4.4 排气系统的的散热计计算假设排气歧歧管和暴暴露的排排气管相相当于一一根直径径50 mm，长长为1.6 mm的圆筒筒，表面面积为00.255，表表面温度度为4000。其散热形式式主要是是辐射散散热，采采用斯忒忒藩-玻尔兹兹曼（SSteffan-Bolltzmmannn）方程程描述 (3.7)得到： WW =226188.022 W对流散失的的热量为为： W =9930.10 W所以，估算算发动机机总体散散热量为为68226.995 WW5.4.5 通风换热热热量及操操

29、作热量量计算1、 照明热量计计算 (3.88)式中，S单位位面积照照明热量量；q库内内地面积积；t开灯灯时间；h冷却却时间；查表得：单单位面积积照明热热量为110W/；开开灯时间间为2 h；所以，其热热量为： Q=49.3 WW2、 开门热量计计算 (3.9)空气密度参参照公式式 (3.110)式中，Paa标标准大气气压力（Pa）；R气体体常数（空空气的气气体常数数取2887）；空气温温度； kg/mm W3、 操作人员热热量计算算 (3.111)式中，q每人人每小时时放热；n工作作人数；t工作作时间；h冷却却时间；得到： =2055 W5.4.6 其他设备热热量计算算冷风机放热热量包括括冷风

30、电电机放热热和除霜霜加热器器放热。其其中，冷冷风机放放热量计计算参照照公式： (3.112)式中，W冷风风机电机机功率； n冷风风机个数数； 运行时时间，冷冷却时间间得到： Q=8000 W所以，总体体的冷却却负荷为为121141.36 W。5.5 制冷设备的的选用制冷系统设设计成分分体式，制制冷主机机为整体体式风冷冷室外机机组，低低温实验验室制冷冷系统采采用冷库库制冷分分体机，根根据总的的热负荷荷选用半半封闭式式压缩机机，根据据制冷量量要求以以及冷冻冻负荷，选选用冷风风机。由由于总的的冷却负负荷为1121441.336 WW，为保保证能准准确达到到制冷的的目的，故故选用制制冷量119.66k

31、W的的制冷机机就可以以满足实实验室制制冷的需需求。制制冷系统统采用的的为格润润冷库制制冷分体体机，主主机采用用风冷低低温双级级半封机机组66。冷冷风机采采用上海海北峰新新型高效效蒸发器器。 冷冷却剂选选用R222 氟氟利昂制制冷剂，选选择两组组悬挂式式风扇向向实验室室提供低低温冷空空气。同同时在冷冷冻库内内安装两两个温度度传感器器，利用用电脑控控制温度度，保证证其维持持稳定的的低温环环境。5.6 低温实验室室的温度度控制低温制冷系系统采用用空气制制冷原理理，回冷冷式正升升压制冷冷流程，主主要利用用压缩空空气在涡涡轮膨胀胀机中的的绝热膨膨胀并对对外做功功来获得得低温气气流。低低温环境境试验系系统

32、制冷冷原理流流程简图图如下图图所示。图3.2 制冷冷原理流流程图低温试验室室为空气气压缩机机和制冷冷两个部部分，压压缩机组组由空气气压缩机机给涡轮轮制冷设设备提供供空气。从从空气压压缩机送送来的压压缩空气气经过涡涡轮压气气机的二二次增压压后，在在经过冷冷却、干干燥和在在回冷器器中的预预冷后通通入涡轮轮的膨胀胀机中进进行绝热热膨胀并并对外做做功，得得到的低低温空气气进入低低温试验验室内，实实现对实实验室及及被试品品的降温温。压气气机把与与之同轴轴的高压压空气涡涡轮中的的膨胀功功吸收，此此膨胀功功用于对对从空气气压缩机机来的压压缩空气气实现二二次增压压。77低温环境试试验系统统的工作作目的在在于，

33、要要为进行行低温试试验的试试验设备备等在实实验室内内提供满满足温度度波动度度和平均均度要求求的低温温环境，系系统能够够正常运运行的关关键在于于保证涡涡轮冷却却器的正正常工作作。气源源系统应应保证涡涡轮供气气的压力力、干燥燥度、颗颗粒度达达到要求求；自动动控制系系统应保保障涡轮轮供气的的压力波波动度达达到要求求，并且且要防止止涡轮转转速超调调。传感器是一一种将被被测量转转换为欲欲与处理理量的装装置，其其功用可可分为敏敏感作用用和转换换作用。敏敏感作用用是感知知被测量量的变换换，转换换作用是是将非电电量转换换为便于于传输、调调理、处处理和显显示的量量。本次次实验室室中采取取的两个个传感器器为热敏敏

34、电阻式式传感器器。88热敏电阻式式温度传传感器是是利用某某些金属属氧化物物或单晶晶锗、单单晶硅等等材料的的电阻值值随温度度的变化化而变化化的特性性工作的的。由于于实验室室环境温温度较低低，故采采用负温温度系数数型（NNTC）。将将其中一一个悬挂挂在发动动机试验验台的上上方，另另一个悬悬挂在门门口处，电电脑通过过传感器器阻值的的变化合合理控制制制冷设设备的运运行或停停止。低温试验系系统的主主要控制制指标如如下：1、 试验室温度度控制精精度：2.0；2、 试验室压差差：520 Pa；3、 实验室空气气露点温温度：-500；4、 试验室温度度变化速速率：10/miin5、 涡轮轴承供供气压力力：0.

35、650.005 MMPa；6、 涡轮转速：450000 r/mmin(4770000 r/minn)。9控制界面在在冷冻室室的外面面，采用用触摸屏屏的方式式，参考考同系列列规格，如如下图，图图3.33图3.3 低温试试验室控控制面板板5.7 本章小结低温实验室室的主要要问题在在于如何何保证低低温，而而散热量量则必须须在其冷冷冻能力力范围内内，本次次设计通通过先计计算所需需的冷却却负荷，得得到总的的制冷所所需功率率，通过过这个数数值比较较分析，选选择最为为恰当的的制冷设设备及附附属配件件，保证证其功能能，同时时节约能能源，杜杜绝浪费费，减少少资金的的支出。第4章 整车低温温测试装装置的设设计根据

36、现有的的汽车性性能检测测方式方方法，通通常室内内测试一一般采用用底盘测测功机。本本设计是是依托在在试验室室低温条条件下，使使要进行行的测试试技术满满足低温温及测试试要求改改造，包包括主要要仪器设设备低温温使用能能力及台台架功能能实现，总总体达到到台架可可以对整整车低温温运行等等功能进进行测试试及分析析。5.1 整车测试台台架的概概述进行室内整整车测试试通常采采用底盘盘测功机机，它通通过在室室内台架架上模拟拟汽车在在道路上上行驶工工况的方方法来检检测汽车车的动力力性和其其他性能能。由于于低温实实验室空空间小，房房间高度度较低，同同时为了了保证房房间散热热较小，不不能将选选择尺寸寸较大的的底盘测测

37、功机，故故本次设设计是设设计双转转股的转转鼓试验验台。同同时将整整个设备备半置于于地面至至上，尽尽量减少少破坏实实验室底底下保温温结构。转鼓试验台台不及底底盘测功功机的功功能全面面，而且且，低温温试验中中不需要要进行底底盘输出出功率的的测量，故故其仅需需要满足足汽车道道路运行行工况模模拟。滚滚筒测试试台基本本结构如如下图所所示。图4.1 滚筒测测试台结结构简图图5.1.1 汽车道路运运行工况况模拟汽车在道路路上行驶驶过程中中存在着着滚动阻阻力、坡坡度阻力力、空气气阻力和和加速阻阻力等行行驶阻力力，要求求在转鼓鼓试验台台上模拟拟汽车在在道路运运行状况况，应解解决汽车车行驶阻阻力的模模拟问题题，这

38、样样才能用用台试检检测代替替道路试试验测试试汽车运运行状况况的动态态性能。为为此，转转鼓试验验台设置置了滚筒筒装置、功功率吸收收装置和和惯量模模拟装置置用于道道路运行行工况的的模拟10。滚筒装置用用来进行行路面模模拟，即即以滚筒筒的表面面取代路路面，滚滚筒的表表面相对对于汽车车作旋转转运动。滚滚筒装置置是测功功机的基基本组成成件，其其结构和和性能将将直接影影响测功功机的测测试精度度。检测测时，被被检汽车车驱动轮轮支撑在在滚筒上上，驱动动轮带动动滚筒转转动，滚滚筒相当当于活动动的路面面，模拟拟汽车在在路面间间的相对对运动。11功率吸收装装置用于于模拟汽汽车在道道路上稳稳定工况况（如等等速运行行）

39、下所所受的空空气阻力力、非驱驱动轮的的滚动阻阻力及坡坡度阻力力等。与与滚筒串串接的功功率吸收收装置（如如电涡流流测功机机）用其其定子对对转子施施加制动动作用，进进行加载载以增加加滚筒转转动的阻阻力。汽汽车的运运行阻力力可根据据监测的的需要进进行调节节和控制制。汽车车等速运运转时，驱驱动轮输输出的动动力与滚滚筒系统统的转动动阻力平平衡。惯量模拟装装置用于于模拟汽汽车在道道路上非非稳定工工况（如如加速、减减速运行行）下的的加速阻阻力，它它有机械械模拟和和电量模模拟两种种型式。利利用与滚滚筒串接接的惯性性飞轮的的转动惯惯量来模模拟汽车车平动和和转动惯惯量，采采用电磁磁离合器器切换飞飞轮的组组合，在在

40、允许的的误差范范围内满满足汽车车的惯量量模拟。5.1.2 底盘输出功功率的测测量电涡流测功功机的定定子对转转子进行行加载的的同时，也也受到大大小相等等、方向向相反的的力矩作作用，此此反力矩矩使定子子绕其轴轴摆动并并经一定定长度的的杆臂传传给测力力传感器器。功率吸收装装置所吸吸收的功功率、力力矩和转转速有如如下关系系： kW (4.1)式中，P功率率吸收装装置所吸吸收的功功率（kkW） F测得得作用于于定子上上的反力力（N） v汽车车车速（kkm/hh） M功率率吸收装装置吸收收的力矩矩（N*m） n滚筒筒转速（rr/miin）在左右挡轮轮、纵向向约束装装置等安安全措施施保障下下，控制制系统按按

41、照检测测的需要要，根据据侧力和和测速传传感器反反馈的信信息，向向功率吸吸收装置置发出增增减滚筒筒系统转转动阻力力的指令令（即增增减汽车车的行驶驶阻力），以以调节和和控制汽汽车驱动动轮输出出的功率率，进而而实现运运行工况况的模拟拟，以实实现对汽汽车驱动动轮输出出功率的的检测。5.2 滚筒装置的的选择5.2.1 滚筒结构概概述滚筒结构的的正确选选择直接接影响着着实验台台的工作作效率和和性能，因因此滚筒筒机构分分析至关关重要。为为了减小小滚筒的的重量及及转动惯惯量，选选择采用用薄壁筒筒形结构构，采用用圆板支支撑，为为减少滚滚筒的转转动惯量量只采用用两个圆圆板支撑撑。具体体结构形形式如图图4.22所示

42、。汽汽车在实实验台上上测试时时，车轮轮与滚筒筒的接触触面积小小于车轮轮与地面面的接触触面积，且且比压增增大，因因其滚动动阻力增增加，附附着系数数值下降降。因此此只有提提高车轮轮与滚筒筒见得附附着系数数，才能能在滚筒筒实验台台上较真真实的再再现汽车车在路面面上的制制动状况况。但的提高高受到滚滚筒表层层结构和和材料的的限制12。目前前采用较较多的是是表面带带有沟槽槽的钢制制滚筒，其其表面附附着系数数在0.6-00.8之之间，结结构如图图4.2所示。图4.2 转鼓结结构图5.2.2 滚筒直径的的确定滚筒决定了了车轮与与滚筒的的接触状状况，滚滚筒直径径大时，滚滚筒的曲曲率半径径大，车车轮在滚滚筒上运运

43、转接近近在道路路上行驶驶的状况况，滑转转率小，滚滚动阻力力小，测测试精确确度高；滚筒直直径小时时，滚筒筒曲率就就增大，车车轮与滚滚筒的接接触面积积变小，滑滑转率变变大，轮轮胎变形形和滑移移以及车车轮滚动动的迟滞滞损失增增大，车车轮滚动动阻力增增大。但但是，滚滚筒直径径过大，将将使滚筒筒加工难难度加大大，此外外，在线线速度相相同的情情况下，滚滚筒转速速将随直直径变大大而减小小，这就就增加了了转鼓试试验台匹匹配电涡涡流测功功机的难难度。图4.3 受力分分析图车轮受力情情况参考考下列公公式： （4.2）由式(4-1)可可以解得得： (4.33)而车轮与滚滚筒的最最大制动动力与滚滚筒对车车轮的法法向反

44、力力之比等等于车轮轮与滚筒筒间的附附着系数数，故=。因为为一般附附着系数数在0.6-00.8之之间为最最佳，因因此最佳佳安置角角在，即最最佳安置置角为331388.6之间。根据GB/T 1182776-220000 要求求转鼓试试验台需需满足滚滚筒直径径：29903380 mm，本本设计中中，初选选滚筒直直径为 3000 mmm。5.2.3 滚筒中心距距主、副滚筒筒中心距距依据滚滚筒直径径选取，两两者关系系为：A=（6220+dd）siin311.5 (44.4)式中，A主、副副滚筒中中心距（mmm） d滚筒筒直径（mmm）带入得：AA=4996.337 mmm，圆圆整取AA=5000 mmm