【正文】 功機造成的影響不影響測試結果，將測功機單獨置于冷凍庫外，保證試驗的效果。通過實驗，可以測出發(fā)動機冷啟動的極限溫度；在低溫環(huán)境下，發(fā)動機的工作狀態(tài)；暖機時間等試驗項目。 發(fā)動機低溫試驗概述發(fā)動機低溫測試通常是為了研究發(fā)動機的低溫冷啟動性能，以及低溫環(huán)境下的發(fā)動機外特性等數(shù)據(jù)。第5章 發(fā)動機低溫測試裝置的設計根據(jù)低溫環(huán)境下的條件，改造并設計能完成發(fā)動機低溫試驗裝置，使其適應低溫環(huán)境，能平穩(wěn)可靠的工作。對滾筒軸、軸承等部分進行計算校核。本章是整個設計過程中重要的一部分。這樣的優(yōu)點在于能避免汽車因意外沖出測試臺，而且結構簡單，安裝方便，缺點則容易使?jié)L筒的壽命變短。其原理在于用鋼骨結構將液壓缸上端與滾筒相連，滾筒轉(zhuǎn)動時不影響其運行。 上車機構設計 液壓缸的計算確定液壓缸的輸出推力： (N) ()式中，——工作機構的負載力（N）定前軸載荷為整車質(zhì)量的70%故，得到：F=9923 N確定活塞桿直徑： mm ()式中，——活塞材料的許用應力（MPa）,取為/(~3)，其中，為材料的抗拉強度（MPa）材料選擇35鋼，抗拉強度為550M 得到，d= mm，圓整后，d 取12 mm。根據(jù)第2章的分析可以知道，實驗臺各軸的轉(zhuǎn)速n=530r/min，這里按3kW計算，則通過式(53)，計算出了截面的各種應力，下面要對截面進行校核，可以根據(jù)式(54)進行計算?？梢愿鶕?jù)彎矩值計算出滾筒軸的彎曲應力，其計算表達式如下所示： ()式中 M——滾筒軸彎矩，Nm；W——截面彎曲慣量，其中d為軸截面的直徑，d=50mm；根據(jù)式(47)計算可以得到滾筒軸彎曲應力=。 滾筒軸彎矩圖 滾筒軸的結構圖根據(jù)彎矩圖可以得到滾筒周受到的最大彎矩，最大彎矩表達式如下所示： ()式中 G——汽車重量，為受檢汽車的質(zhì)量，N；——滾筒支撐點到軸承的距離，m。 滾筒軸的校核整個實驗臺主要是由2對滾筒支撐著汽車的2個前車輪，因此在滾筒設計完成后要對滾筒軸進行強度的校核。由于水力式功率吸收裝置的可控性膠電渦流式差，電力式的成本較高，因而，雙滾筒式轉(zhuǎn)鼓試驗臺的功率吸收裝置普遍采用電渦流式測功機。這些外部阻力，例如行駛時的空氣阻力、爬坡阻力及從動輪的滾動阻力，需用功率吸收裝置來模擬，以使汽車受力狀況和道路行駛時相同。汽車在道路上行駛的外部阻力不同于在測功機上運轉(zhuǎn)的阻力。滾筒軸選用軸承6308，它的額定載荷為24kN，足夠達到支撐的能力，軸承各部分尺寸。查表可得=1，因此當量動載荷。由于實驗臺主要承受的是汽車的重力，因此軸承主要承受徑向載荷，軸承的支撐相當一個簡支梁，每個滾筒上都支撐一個車輪，因此每個軸承要支撐1/4汽車的重量。由于凸緣聯(lián)軸器也是標準件，因此在選擇時，可以根據(jù)連接軸的尺寸選擇相應的型號，聯(lián)軸器具體的尺寸就可以確定了。采用鉸制孔用螺栓連接時，靠鉸制孔用螺栓來實現(xiàn)兩軸對中，靠螺栓桿承受剪切及螺栓桿與孔壁承受擠壓來傳遞[14]。螺栓可以用半精制的普通螺栓，亦可以用鉸制孔用螺栓。但由于其結構簡單、成本低、傳遞轉(zhuǎn)矩大，因此在固定式剛性聯(lián)軸器中應用最廣。常用的聯(lián)軸器主要有三種，這里選用了凸緣聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的類型有很多，可以劃分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類，剛性聯(lián)軸器要求被連接兩軸軸線嚴格對中，因為它不能補償兩軸的相對位移，常用類型有：套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器是用來實現(xiàn)軸與軸之間的連接，進行運動和動力的傳遞的。這里設滾筒的直徑為300mm，則滾筒的轉(zhuǎn)速根據(jù)可以計算出，由于實驗臺的工作轉(zhuǎn)矩比較大，設轉(zhuǎn)矩為40Nm，電機的選擇要根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇。 滾筒中心距主、副滾筒中心距依據(jù)滾筒直徑選取，兩者關系為：A=（620+d）176。之間。因此最佳安置角在~，即最佳安置角為31176。但是，滾筒直徑過大，將使?jié)L筒加工難度加大，此外，在線速度相同的情況下，滾筒轉(zhuǎn)速將隨直徑變大而減小，這就增加了轉(zhuǎn)鼓試驗臺匹配電渦流測功機的難度。目前采用較多的是表面帶有溝槽的鋼制滾筒。因此只有提高車輪與滾筒見得附著系數(shù)，才能在滾筒實驗臺上較真實的再現(xiàn)汽車在路面上的制動狀況。為了減小滾筒的重量及轉(zhuǎn)動慣量，選擇采用薄壁筒形結構，采用圓板支撐，為減少滾筒的轉(zhuǎn)動慣量只采用兩個圓板支撐。功率吸收裝置所吸收的功率、力矩和轉(zhuǎn)速有如下關系： kW ()式中，P——功率吸收裝置所吸收的功率（kW） F——測得作用于定子上的反力（N） v——汽車車速（km/h） M——功率吸收裝置吸收的力矩（N*m） n——滾筒轉(zhuǎn)速（r/min）在左右擋輪、縱向約束裝置等安全措施保障下，控制系統(tǒng)按照檢測的需要，根據(jù)側力和測速傳感器反饋的信息，向功率吸收裝置發(fā)出增減滾筒系統(tǒng)轉(zhuǎn)動阻力的指令（即增減汽車的行駛阻力），以調(diào)節(jié)和控制汽車驅(qū)動輪輸出的功率，進而實現(xiàn)運行工況的模擬，以實現(xiàn)對汽車驅(qū)動輪輸出功率的檢測。利用與滾筒串接的慣性飛輪的轉(zhuǎn)動慣量來模擬汽車平動和轉(zhuǎn)動慣量，采用電磁離合器切換飛輪的組合，在允許的誤差范圍內(nèi)滿足汽車的慣量模擬。汽車等速運轉(zhuǎn)時，驅(qū)動輪輸出的動力與滾筒系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動阻力平衡。與滾筒串接的功率吸收裝置（如電渦流測功機）用其定子對轉(zhuǎn)子施加制動作用，進行加載以增加滾筒轉(zhuǎn)動的阻力。檢測時，被檢汽車驅(qū)動輪支撐在滾筒上，驅(qū)動輪帶動滾筒轉(zhuǎn)動，滾筒相當于活動的路面，模擬汽車在路面間的相對運動。滾筒裝置用來進行路面模擬，即以滾筒的表面取代路面，滾筒的表面相對于汽車作旋轉(zhuǎn)運動。 滾筒測試臺結構簡圖 汽車道路運行工況模擬汽車在道路上行駛過程中存在著滾動阻力、坡度阻力、空氣阻力和加速阻力等行駛阻力，要求在轉(zhuǎn)鼓試驗臺上模擬汽車在道路運行狀況，應解決汽車行駛阻力的模擬問題，這樣才能用臺試檢測代替道路試驗測試汽車運行狀況的動態(tài)性能。轉(zhuǎn)鼓試驗臺不及底盤測功機的功能全面，而且，低溫試驗中不需要進行底盤輸出功率的測量，故其僅需要滿足汽車道路運行工況模擬。由于低溫實驗室空間小，房間高度較低，同時為了保證房間散熱較小，不能將選擇尺寸較大的底盤測功機，故本次設計是設計雙轉(zhuǎn)股的轉(zhuǎn)鼓試驗臺。本設計是依托在試驗室低溫條件下，使要進行的測試技術滿足低溫及測試要求改造，包括主要儀器設備低溫使用能力及臺架功能實現(xiàn)，總體達到臺架可以對整車低溫運行等功能進行測試及分析。[9]控制界面在冷凍室的外面，采用觸摸屏的方式，參考同系列規(guī)格，如下圖， 低溫試驗室控制面板 本章小結低溫實驗室的主要問題在于如何保證低溫，而散熱量則必須在其冷凍能力范圍內(nèi)，本次設計通過先計算所需的冷卻負荷，得到總的制冷所需功率，通過這個數(shù)值比較分析，選擇最為恰當?shù)闹评湓O備及附屬配件，保證其功能，同時節(jié)約能源，杜絕浪費，減少資金的支出?！?； 試驗室壓差：5~20 Pa； 實驗室空氣露點溫度：≤50℃； 試驗室溫度變化速率：≯10℃/min 渦輪軸承供氣壓力：177。將其中一個懸掛在發(fā)動機試驗臺的上方，另一個懸掛在門口處，電腦通過傳感器阻值的變化合理控制制冷設備的運行或停止。[8]熱敏電阻式溫度傳感器是利用某些金屬氧化物或單晶鍺、單晶硅等材料的電阻值隨溫度的變化而變化的特性工作的。敏感作用是感知被測量的變換，轉(zhuǎn)換作用是將非電量轉(zhuǎn)換為便于傳輸、調(diào)理、處理和顯示的量。氣源系統(tǒng)應保證渦輪供氣的壓力、干燥度、顆粒度達到要求；自動控制系統(tǒng)應保障渦輪供氣的壓力波動度達到要求，并且要防止渦輪轉(zhuǎn)速超調(diào)。壓氣機把與之同軸的高壓空氣渦輪中的膨脹功吸收，此膨脹功用于對從空氣壓縮機來的壓縮空氣實現(xiàn)二次增壓。 制冷原理流程圖低溫試驗室為空氣壓縮機和制冷兩個部分，壓縮機組由空氣壓縮機給渦輪制冷設備提供空氣。 低溫實驗室的溫度控制低溫制冷系統(tǒng)采用空氣制冷原理，回冷式正升壓制冷流程，主要利用壓縮空氣在渦輪膨脹機中的絕熱膨脹并對外做功來獲得低溫氣流。 冷卻劑選用R22 氟利昂制冷劑，選擇兩組懸掛式風扇向?qū)嶒炇姨峁┑蜏乩淇諝狻Ｖ评湎到y(tǒng)采用的為格潤冷庫制冷分體機，主機采用風冷低溫雙級半封機組[6]。 制冷設備的選用制冷系統(tǒng)設計成分體式，制冷主機為整體式風冷室外機組，低溫實驗室制冷系統(tǒng)采用冷庫制冷分體機，根據(jù)總的熱負荷選用半封閉式壓縮機，根據(jù)制冷量要求以及冷凍負荷，選用冷風機。 W 操作人員熱量計算 ()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；得到： =205 W 其他設備熱量計算冷風機放熱量包括冷風電機放熱和除霜加熱器放熱。 發(fā)動機模型圖示對流散熱量計算靜止空氣中由自然對流散失的熱量的速率為： ()式中，——物體表面溫度；——室內(nèi)空氣溫度；圖中垂直于底面的平面總面積為： () ㎡： W = W頂部水平面對流散熱為： () W底部對流散熱約為頂部的一半，因此，粗略估算對流的熱損失為=++= W又因為低溫冷空氣由風扇吹入，故表面散熱損失將為靜止空氣的2倍， W輻射散熱量計算自然輻射時散熱速率采用斯忒藩玻爾茲曼（StefanBoltzmann）方程描述： ()其中，——輻射系數(shù)，；——熱物體的溫度（℃）；——周圍環(huán)境溫度（℃）；本例中， ㎡，故熱輻射散熱損失為： W 排氣系統(tǒng)的散熱計算假設排氣歧管和暴露的排氣管相當于一根直徑50 mm， m的圓筒，㎡，表面溫度為400℃。假設等效物體的表面溫度為 80℃，室內(nèi)溫度為 30℃，墻