【正文】 12 第 3 章 汽車低溫試驗(yàn)室布局設(shè)計(jì)方 案 設(shè)計(jì)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(huì)向外滴水，這是一個(gè)很普遍的現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，總成磨損嚴(yán)重，機(jī)件損壞或腐蝕，燃料潤(rùn)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(dòng)時(shí)對(duì)蓄電池功率的要求，使起動(dòng)機(jī)無(wú)力拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或不能達(dá)到最低的起動(dòng)轉(zhuǎn)速，低溫起動(dòng)時(shí)，由于蓄電池端電壓低，火花塞的跳火能量小，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)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(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，低溫試驗(yàn)室可以模擬出低溫狀態(tài)下汽車的行駛狀態(tài)及各項(xiàng)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(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)，東北寒冷的冬季，對(duì)汽車寒冷地區(qū)的應(yīng)用性能進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出低溫試驗(yàn)室，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)性能分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)，對(duì)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。 室內(nèi)外通風(fēng)設(shè)施采用意大利小精靈冷庫(kù)專用溫控器，此 系統(tǒng)為全自動(dòng)控制無(wú)需人 11 工操作，設(shè)定溫度后自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)除霜運(yùn)行中出現(xiàn)異常情況，報(bào)警提示，電控裝置中帶有過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、缺相、逆相保護(hù)等保護(hù)功能。 制冷設(shè)備室外機(jī)的選擇，根據(jù)制冷量及冷凍負(fù)荷選用 OF12 型號(hào)室外機(jī)。 當(dāng)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)低溫性能時(shí)，降溫所需制冷量為 18731（ w） ，而制冷設(shè)備每小時(shí)制 冷量為 26325（ w） ，每小時(shí)熱負(fù)荷為 （ w） ，制冷設(shè)備運(yùn)行 小時(shí)即95 分鐘可以達(dá)到要求的制冷溫度進(jìn)行試驗(yàn)。 Q=W ? n ? 21/hh =1650（ w） 除霜加熱器不計(jì)入冷凍熱負(fù)荷，其他設(shè)備熱負(fù)荷包括電腦和底盤測(cè)功機(jī)，電腦熱負(fù)荷近 似為 300（ w）電腦不在低溫倉(cāng)內(nèi)不計(jì)入冷凍負(fù)荷中。 開門熱量為 ?Q =153（ w） （ ） 照明熱量計(jì)算公式： Q =S? q? t/h （ ） 式中 S— 單位面積照明熱量； 9 q— 庫(kù)內(nèi)地面積； t— 開燈時(shí)間； h— 冷卻時(shí)間。 空燃比為 ，消耗一升燃料需要 空氣，所以消耗 燃料需要 空 7 氣約等于 100kg， 35℃ 空氣的定壓比熱容為 (kg.℃ ),廢氣的定壓比熱容為(kg.℃ ), 351?t ℃ ， ?2t 625℃ RQ =（ 5+100） ?（ ? 6251? 35） =（ kJ/h） 燃料不完全燃燒熱損失計(jì)算公式為 : BQ = TQ （ 1 r? ） r? = %85 BQ =230000? =34500（ w） （ ） 發(fā)動(dòng)機(jī)排熱量 =發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)排熱量 ==（ kJ/h） 1W=1 SJ/ （ kJ/h） =（ w） （ ） 發(fā)動(dòng)機(jī)排熱量計(jì)算 整車排熱量主要由發(fā)動(dòng)機(jī)排熱量所產(chǎn)生，低溫試驗(yàn)室所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)為五菱所產(chǎn)的 DA465Q 發(fā)動(dòng)機(jī)，此發(fā)動(dòng)機(jī)排量為 1051ml，它與試驗(yàn)車相比排熱量小熱負(fù)荷也小 ??2 ，它的排熱量計(jì)算為： 發(fā)動(dòng)機(jī)所耗燃油的熱量 TQ (kJ/h） 在發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)所發(fā)出的熱量 TQ 為： TQ = ?BH （ ） 式中 TQ ——是發(fā)動(dòng)機(jī)所耗燃油的熱量 （ kJ/h） ； B ——是發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)的耗油量 （ kg/h） ； ?H ——是燃料低熱值 （ kJ/kg） 。 貨物冷卻熱計(jì)算公式為： ZiiWQ 3600/)( 212 ?? （ kw） （ ） 式中 W——為進(jìn)貨量單位 kg； 1i 、 2i ——為進(jìn)貨焓值和最終焓值； Z——為完全冷卻時(shí)間單位 h。為了創(chuàng)造合理的冷藏條件，實(shí)驗(yàn)室必須使用合適的絕熱材料和絕熱結(jié)構(gòu)。 4 圖 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(chǎng)地，進(jìn)行汽車低溫試驗(yàn)室的布置設(shè)計(jì)，低溫試驗(yàn)室屬于人工氣候試驗(yàn)室 , 模擬野外低 溫環(huán)境 , 供汽車及類似產(chǎn)品作低溫起動(dòng)性能試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)性能測(cè)試及整車性能檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)，同時(shí)規(guī)劃布置低溫實(shí)驗(yàn)倉(cāng)，達(dá)到低溫測(cè)試環(huán)境要求。甚至國(guó)家已經(jīng)圈定 “四大四小 ”，鼓勵(lì)一汽、東風(fēng)、上汽、長(zhǎng)安等大型汽車企業(yè)在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施兼并重組；支持北汽、廣汽、奇瑞、重汽等汽車企業(yè)實(shí)施區(qū)域性兼并重組。 20xx 年 1～ 10 月， 中國(guó)汽車產(chǎn)銷首次超過(guò) 1， 000 萬(wàn)輛，分別為 1， 萬(wàn)輛和 1， 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) %和 %。 在 20xx 年 11 月 22 日，東風(fēng)標(biāo)致實(shí)施降價(jià)補(bǔ)償?shù)匿N售策略，引起了中國(guó)汽車行業(yè)的軒然大波。 伴隨著中國(guó)的改革開放，很多的國(guó)外企業(yè)進(jìn)入了中國(guó)，搞起了合資，本質(zhì)上就是 3 以技術(shù)換市場(chǎng)。在 20xx 年底，中國(guó)的加權(quán)平均關(guān)稅水平下調(diào)到了 %。美國(guó)汽車業(yè)“三巨頭”通用、福特和克萊斯勒，近來(lái)虧損連連。國(guó)際汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)質(zhì)是現(xiàn)代科技的較量，技術(shù)創(chuàng)新能力正成為競(jìng)爭(zhēng)取勝的關(guān)鍵。 現(xiàn)有布置條件 場(chǎng)地布置條件 根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)動(dòng)車輛低溫性能試驗(yàn)規(guī)范，結(jié)合現(xiàn)有試驗(yàn)室場(chǎng)地進(jìn)行合理布置，現(xiàn)有試驗(yàn)室場(chǎng)地位于 汽車工程中心一樓，現(xiàn)有 試驗(yàn)室面積 平方米，長(zhǎng) 米，寬 米，高 3 米，在現(xiàn)有場(chǎng)地中進(jìn)行整車性能檢測(cè)設(shè)備布置、發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功機(jī)檢測(cè)設(shè)備選用布置、制冷設(shè)備布置。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(gè)領(lǐng) 域，前者涉及低于 120K 的問(wèn)題，后者涉及高于 120K 的問(wèn)題。 第 1 章 緒 論 ................................................................................................................... 1 研究背景及意義 ...................................................................................................... 1 現(xiàn)有布置條件 ........................................................................................................... 1 場(chǎng)地布置條件 ................................................................................................ 1 主要技術(shù)要求 ................................................................................................ 1 國(guó)內(nèi)外汽車發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................................................... 2 國(guó)外汽車發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................................................ 2 中國(guó)汽車發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................................................ 2 汽車低溫 試驗(yàn)室發(fā)展趨勢(shì) ....................................................................................... 3 本文課題研究的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 ................................................................... 3 第 2 章 低溫試驗(yàn)室功能實(shí)現(xiàn)及計(jì)算 ......................................................................... 5 冷凍負(fù)荷計(jì)算 ........................................................................................................... 5 滲入熱計(jì)算 .................................................................................................... 5 試驗(yàn)車排熱量計(jì)算 ........................................................................................ 6 發(fā)動(dòng)機(jī)排熱量計(jì)算 ........................................................................................ 7 通風(fēng)換熱量及操作熱量計(jì)算 ........................................................................ 8 其它設(shè)備熱量計(jì)算 ........................................................................................ 9 制冷時(shí)間計(jì)算 ........................................................................................................... 9 制冷設(shè)備的設(shè)計(jì)與選用 ......................................................................................... 10 制冷系統(tǒng)形式的選擇 .................................................................................. 10 壓縮機(jī)的選擇 .............................................................................................. 10 制冷設(shè)備的選擇 .......................................................................................... 10 溫控設(shè)備選用 .............................................................................................. 10 本章小結(jié) .................................................................................................................11 第 3 章 汽車低溫試驗(yàn)室布局設(shè)計(jì)方案 .................................................................. 12 設(shè)計(jì)方案的背景條件 ............................................................................................. 12 試驗(yàn)室布局的確定 ................................................................................................. 12 布局設(shè)計(jì)方案的確定 ............................................................................................. 13 其它附屬設(shè)備 ....................................................................