【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 45 檢測(cè)輸出設(shè)備型號(hào)的選擇 ..................................................................................... 47 本章小結(jié) ................................................................................................................. 48 結(jié)論 ...................................................................................................................................... 49 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................ 50 致謝 ...................................................................................................................................... 51 附錄 A .................................................................................................................................. 51 附錄 B .................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 1 第 1 章 緒 論 研究背景及意義 低溫環(huán)境可以對(duì)機(jī)械、車(chē)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(wèn)題已越來(lái)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(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防軍事工業(yè)發(fā)展的重要性 , 各先進(jìn)國(guó)家都十分重視 , 不惜投人大量財(cái)力建設(shè)大中型低溫環(huán)境試驗(yàn)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(shí)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(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。低溫工程與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活密切相關(guān)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，它的地位越顯重要。是航空航天、車(chē)輛實(shí)驗(yàn)、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(jī)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(guò)程機(jī)理，低溫生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，冷量?jī)?chǔ)存及輸送技術(shù)，制冷及低溫系統(tǒng)的自動(dòng)控制及計(jì)算機(jī)模擬，制冷及低溫工程的測(cè)量技術(shù)和測(cè)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(chē)方向的低溫試驗(yàn)研究對(duì)于汽車(chē)的發(fā)展有著更為 深遠(yuǎn)的意義，它能推動(dòng)汽車(chē)擁有更為廣闊的應(yīng)用空間。 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(chē)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(chē)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(chē)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。 主要技術(shù)要求 試驗(yàn)環(huán)境溫度按 30℃ 以下進(jìn)行，為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，被考核的零部件均應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，性能參數(shù)調(diào)至規(guī)定范圍按汽車(chē)的使用 說(shuō)明書(shū)或有關(guān)技術(shù)資料的規(guī)定，選用相應(yīng)牌號(hào)的燃油、機(jī)油和冷卻液，并記錄應(yīng)使用制造商規(guī)定的蓄電池、起動(dòng)電纜和搭鐵電纜，各線路連接可靠，蓄電池工作良好 ,試驗(yàn)車(chē)輛準(zhǔn)備按 GB/T 125341990 中規(guī)定執(zhí)行，裝載質(zhì)量按 GB/T 125341990 中規(guī)定執(zhí)行 ,前排雙人 (60Kg/人 )，座椅調(diào)整 2 至最后位置，車(chē)輛加裝所有選裝配置 ,輪胎氣壓按 GB/T 125341990 中規(guī)定執(zhí)行 ,在每項(xiàng)試驗(yàn)前后，需對(duì)車(chē)輛進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合產(chǎn)品相應(yīng)規(guī)定 ,試驗(yàn)可在低溫環(huán)境（試驗(yàn)室或自然條件）下進(jìn)行 ,靜態(tài)試驗(yàn)試驗(yàn)前，試驗(yàn)車(chē)輛應(yīng)保 證在環(huán)境溫度下停放 6 小時(shí)以上，冷透后 (油液溫度與環(huán)境溫度一致后 )方可試驗(yàn) ,對(duì)外觀、表面質(zhì)量及操縱情況等進(jìn)行檢查，換檔桿 轉(zhuǎn)換應(yīng)靈活、無(wú)卡住現(xiàn)象。 國(guó)內(nèi)外汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀 當(dāng)今世界國(guó)際汽車(chē)工業(yè)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生重大重組，由于全球汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)能力過(guò)剩，產(chǎn)品開(kāi)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(chē)工業(yè)聯(lián)盟成為世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的潮流， 90％ 以上大汽車(chē)公司的“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”，使之形成集團(tuán)優(yōu)勢(shì)，更具競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)際汽車(chē)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。 受 全球性的金融危機(jī)影響，世界汽車(chē)工業(yè)正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，從北美的汽車(chē)巨頭通用、福特、克萊斯勒走向破產(chǎn)的邊緣，到亞洲汽車(chē)業(yè)老大豐田汽車(chē)出現(xiàn) 71 年來(lái)的首次虧損全球汽車(chē)行業(yè)正面臨著前所未有的劇烈震蕩。 美國(guó)汽車(chē)三巨頭瀕臨破產(chǎn)：由于過(guò)去幾年的持續(xù)高油價(jià)，讓消費(fèi)者對(duì)美國(guó)汽車(chē)廠商生產(chǎn)的高油耗車(chē)型興趣大減。而不斷惡化的經(jīng)濟(jì)和金融環(huán)境給美國(guó)汽車(chē)業(yè)的銷(xiāo)售和融資帶來(lái)巨大壓力。美國(guó)汽車(chē)業(yè)“三巨頭”通用、福特和克萊斯勒，近來(lái)虧損連連。“三巨頭”的高管在美國(guó)參議院作證時(shí)呼吁政府提供 250 億美元的緊急貸款，以幫助它們度過(guò)危機(jī)，免于 破產(chǎn)。 中國(guó)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀 關(guān)于中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，從兩個(gè)角度來(lái)說(shuō)，宏觀角度與微觀角度。宏觀上，中國(guó)在 20xx 年 12 月 11 日加入了世界貿(mào)易組織，國(guó)外的廠商陸續(xù)進(jìn)入了中國(guó)市場(chǎng)，使得競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步激烈；微觀上，企業(yè)面臨不得不降價(jià)的處境，處在虧損的邊緣，中國(guó)加入世貿(mào)組織，我國(guó)的汽車(chē)進(jìn)口關(guān)稅就一直在下調(diào)，這是履行 WTO 的義務(wù)，同時(shí)也是為了進(jìn)一步鼓勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)，優(yōu)化中國(guó)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 %。 20xx 年 7 月 1 日，我國(guó)汽車(chē)進(jìn)口關(guān)稅下調(diào)到 25％ 。這都是為了履行 WTO的義務(wù)。同時(shí) ，中國(guó)早在 80 年代的時(shí)候，就已經(jīng)形成了近百家汽車(chē)企業(yè)的混亂局面，所以國(guó)家降低關(guān)稅，就會(huì)下降國(guó)外汽車(chē)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的銷(xiāo)售價(jià)，使得其更具競(jìng)爭(zhēng)力，從而使一些比較落后的國(guó)內(nèi)企業(yè)的售價(jià)就會(huì)相對(duì)較高，使得其不得不退出市場(chǎng)，達(dá)到優(yōu)化市場(chǎng)的效果。 伴隨著中國(guó)的改革開(kāi)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)。這里面有大眾，標(biāo)致，豐田，奔馳，寶馬等公司。根據(jù) 20xx 年的資料顯示，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)份額中 97%屬于合資企業(yè)，而 20 多家國(guó)內(nèi)企業(yè)僅僅占到了 3%的市場(chǎng)份額。可以說(shuō)，中國(guó)的汽車(chē)企業(yè)就是在夾縫中生存。 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(xiāo)售策略，引起了中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的軒然大波。從一個(gè)側(cè)面反映了近幾年中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)之激烈。好多的廠商也都不得不推出降價(jià)的策略，這無(wú)疑對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)不幸。 20xx 年統(tǒng)計(jì)資料顯示，中國(guó)汽車(chē)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(guó)先后推出了關(guān)稅下調(diào)預(yù)期，取消進(jìn)口配額、實(shí)施《汽車(chē)品牌銷(xiāo)售管理辦法》、進(jìn)口車(chē)自動(dòng)許可登記辦法，整車(chē)特征辦法，落地征稅政策，允許外商進(jìn)入汽車(chē)服務(wù)貿(mào)易領(lǐng)域等政策，這無(wú)疑對(duì)于中國(guó)的企業(yè)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。 20xx 年 1～ 10 月， 中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)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 %。 乘用車(chē)?yán)^續(xù)保持快速增長(zhǎng)，產(chǎn)銷(xiāo) 萬(wàn)輛和 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) %和 %； 商用車(chē)?yán)塾?jì)產(chǎn)銷(xiāo)超過(guò)上年，表現(xiàn)也比較出色，產(chǎn)銷(xiāo) 萬(wàn)輛和 萬(wàn) 輛，同比增長(zhǎng) %和 %。在國(guó)家政策支持下以及拉動(dòng)內(nèi)需的需要下， 20xx 年中國(guó)汽車(chē)行業(yè)呈井噴式發(fā)展，全年產(chǎn)量超過(guò)美國(guó)成為世界第一已成定局，汽車(chē)消費(fèi)也成為 20xx 年 GDP 保持 8%增長(zhǎng)率的主要 力量。 20xx 年初通過(guò)的汽車(chē)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(guò)兼并重組，形成 2～ 3 家產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模超過(guò) 200 萬(wàn)輛的大型汽車(chē)企業(yè)集團(tuán)， 4～ 5 家產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模超過(guò)100 萬(wàn)輛的汽車(chē)企業(yè)集團(tuán)，產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模占市場(chǎng)份額 90%以上的汽車(chē)企業(yè)集團(tuán)數(shù)量由目前的 14 家減少到 10 家以內(nèi)。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(chē)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(chē)企業(yè)實(shí)施區(qū)域性兼并重組。 汽車(chē)低溫試驗(yàn)室發(fā)展趨勢(shì) 隨著我國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)量的快速發(fā)展汽車(chē)的普及率大大增加 。汽車(chē)走進(jìn)千家萬(wàn)戶，汽車(chē)在寒冷地區(qū)的保有量大大增加，使得汽車(chē)低溫試驗(yàn)室擁有了更重要的作用，汽車(chē)低溫試驗(yàn)室技術(shù)越來(lái)越成熟正向著高度集成化、系列化、現(xiàn)代化的趨勢(shì)發(fā)展。 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 所示。 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(chē)工程中心現(xiàn)有場(chǎng)地，進(jìn)行汽車(chē)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(chē)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(chē)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。用于檢測(cè)整車(chē)、發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫環(huán)境中運(yùn)行各參數(shù)變化情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析比較改進(jìn)升級(jí)零部件，還可以用于進(jìn)行教學(xué)演示功能。 確定整車(chē)性能檢測(cè)設(shè)備布置 確定低溫實(shí)驗(yàn)室整體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)方案 確定低溫倉(cāng)溫度控制設(shè)計(jì)布置 進(jìn)行冷凍負(fù)荷計(jì)算 運(yùn)用 CAD 完成設(shè)計(jì)圖紙，寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 調(diào)研和查閱資料 確定發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)及臺(tái)架整體布置 5 第 2 章 低溫試驗(yàn)室功能實(shí)現(xiàn)及計(jì)算 冷凍負(fù)荷計(jì)算 對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行冷凍負(fù)荷計(jì)算是選擇制冷設(shè)備的前提條件，通過(guò)冷凍負(fù)荷值選用制冷設(shè)備，冷凍負(fù)荷包括庫(kù)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(kù)體漏熱也即是滲入熱 高溫?zé)嵩吹臒崃靠偸且詫?duì)流、傳導(dǎo) 和輻射的形式不斷傳到低溫的冷庫(kù)內(nèi)，這便是滲入熱。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)。實(shí)驗(yàn)室尺寸確定后，影響滲入熱的決定因素便是實(shí)驗(yàn)室的傳熱系數(shù) ??1 。 實(shí)驗(yàn)室的傳熱系數(shù)計(jì)算公式為： 外內(nèi) ??1k111???k （ ） 式中 k——低溫試驗(yàn)室的傳 熱系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)公式 k= 滲入熱計(jì)算 滲入熱計(jì)算公式為： tkFQ ??? （ kw） （ ） 式中 F——為傳熱面積 2m ； t? ——為庫(kù)內(nèi)外溫差 ℃ ； 為裕度系數(shù)。 滲入熱為 ： ?1Q ? ? ? 65=（ w） 設(shè)備熱負(fù)荷包括貨物冷卻和發(fā)動(dòng)機(jī)排熱量。 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。 貨物冷卻熱為： 6 2Q =3000? (300)/3600? 8=（ kw） 試驗(yàn)車(chē)排熱量計(jì)算 發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)原理熱平衡來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)排熱量。 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） 。 杰勛百公里耗油為 到 ,取 ，單位 L 換算為 kg是 1L= 為 5kg， ?H 查表為 ? 410 (kJ/kg） 每小時(shí)所發(fā)出的熱量 TQ 為 : TQ =5? ? 410 =230000（ kJ/h） （ ） 廢氣帶走的熱量 RQ 廢氣帶走的熱量 RQ （ kJ/h)為： RQ =（ KGB? ）（ 12 tctc pkpr ? ） （ ） 式中 B、 KG ——每小時(shí)消耗的燃料量和空氣量 （ kg/h） ； prc 、 pkc ——廢氣和空氣的定壓比熱容； 2t ——靠