发动机试验工艺设计报告

1学 生 实 验 报 告实验课程名称： 发动机试验技术 开课实验室： 云南省内燃机实验室 2013 年 5 月 4 日年级、专业、班级学号姓名成绩实验项目名称发动机试验学内燃机工艺设计和装备条件工艺设计 指导教师教师评语教师签名：年 月 日目 录1.实验目的2.实验内容3.实验结果（工艺设计方案）与分析4.结论注：该页为封面，报告内容附后页，内容及撰写说明如下：2一、实验目的1.1 通过实验教学，加深对课堂教学内容的理解和认识，了解和掌握发动机实验室的工艺设计方法。1.2 了解和掌握各系统的组成和设计方法。1.3 熟悉和了解本实验所需的基础知识和要求。1.4 初步具备进行发动机实验室工艺设计和分析的能力。二、实验内容发动机实验室台架间设备配套性的工艺设计内容如下：2.1提出发动机试验台架间内需装备的水循环及热交换系统、燃油供油系统、强弱供电、压缩空气、排烟系统、送排风的换气与调温系统、不同大气压力模拟系统、降噪设施、起重设备、发动机试验台架减振系统等的设备配套性工艺设计。2.2并根据发动机台架的数量确定设备使用配套性、功能关系和主要技术参数等技术说明。三、发动机实验室台架间设备配套性的工艺设计方案3.1 水循环系统（1）水源由学校给水主干管供给，进入屋顶水箱，且清水循环水箱、污水循环水箱、生活用水和消防用水箱分开以达到互不影响。（2）冷却水要带走如图（图 2-4）所示总能量约 51%的热能，汽车柴油发动机（水套）冷却负荷为0.7KW/KW 输出功率；水力测功机冷却水最高出口温度 70 度，冷却水流量为 20 L 千瓦时，且用于测功器的水压要求专用一个稳压箱（通常压力为 150-250Kpa） ；电涡流测功机冷却水最高出口温度 60 度，冷却水流量为 20 L 千瓦时，水压为 300-500KPa。（3）采用闭式冷却水回路确保发动机在试验过程中的冷却水温度控制在2C，管路中应设置排气阀，需要在土建期间预留各水管的穿管工艺孔。（4）机油冷却采用喷洒水方式，喷洒污水由收集槽回收后循环使用。3.2热交换系统（1）热交换器采用水对水热交换器（如图）流道截面积 1.3平方米。生活水和消防水储水箱热交换器3（2）控制策略采用由发动机试验控制器通过辅助 PID软件程序和启动操作阀直接控制。3.3燃油供油系统（1）对于只做柴油或汽油的发动机台架间只做一套燃油供给系统，对于新能源台架间应提供几套独立的供给系统，可分别供给柴油和其他燃料。（2）每一条油管支路上安装一个累计式燃油表，以便燃油量的审核和按合同加注。（3）实验室燃油系统不能夹带空气和导致蒸汽气阻的问题。（4）必须在实验室的排污口连接处安装一个集油器，以防润滑油或燃油排入污水管道。（5）在正常工作期间，将燃油流速设定在 0.2m/s至 1.0m/s之间。（6）9 个台架间的燃油管路各自独立互不影响。3.4强弱供电系统（1）供电系统包括电源电缆（220V/380V） 、信号电缆、用于电感性负载、继电器等用电设备的控制电缆、与传感器和仪表模拟信号传送相关的测量电缆。（2）弱点：电话、网络、有线电视等信息点、红外和摄像监控，应抗电磁、电感性干扰强。（3）用于数据采集的传感器盒安装在发动机上方的一个悬臂上，方便布线。（4）总实验室用电总负荷初步估算约 900KW，总电流应大于 700A3.5压缩空气、送排风的换气与调温系统（1）工业用气采用空压机（图）和稳压罐(低合金钢储气罐)，压缩空气通过底层工艺层分别进入各发动机试验台架间和相关试验室内，配置相关的快装接插件和控制装置。（2）两间实验室共用一套通风系统，采用上送上排（图 2-17:z2-a3）的方式进行换气且应把进风机按在控制室一侧，这样对观察室有利。（3）换气量不小于 9 次/小时，4风量大于 10000 立方米/小时，风压大于 1000Pa，内燃机附近风速不大于 4m/s;对风机的进出风口和管道需采取虑尘和消声措施；空气尽可能导向内燃机轴线，以保证内燃机冷却。（4）温度控制风量和控制进气温度（图 2-18） ，根据实验要求室内温度不超过 25 C，特殊情况不超过 40 C。相对湿度为 30%3.6 不同大气压力模拟系统（1）流量应满足（2）内燃机标准进气状态（表 2-2） ，也可进行高原模拟实验。（3）在实验室底层工艺层的水泵房内设置大气压力增压系统，包括罗茨风机和 10 立方米的气体稳压罐（该罐需在底层工艺层该位置的砌墙前先送入） 。 自 10 立方米的气体稳压罐引总管接入底层工艺层，分别进入各发动机试验台架间内。（4）具有相关控制阀门系统和稳压系统，可以进行连续调节。3.7 排烟系统（1）在实验室两侧分别安装一个金属软管连接排气管道，通过地板排入底层工艺层。（2）在软管连接前设好尾气分析的装置，且排气背压可以调节，最后排入采用带消声器的耐高温型排气引风机或室外的排气消声坑内，经降温、降尘和消声后，通过排烟引射风机送至通往屋顶的烟道，最后通过消声器排入大气。3.8 减振和降噪设施5（1）铸铁台板（图 5）用刚螺旋弹簧支撑在混凝土浅坑内减振，铸铁底座（见图 1） ，用于与发动机、测功器和其它试验辅件的连接和安装，安装完成后的铸铁底座平面与一层的地平面齐平。（2）实验室采用 5 面消声，实验间的门外噪声应控制在55dB（ A）以下，内燃机实验室据 10 米以外其它建筑物的夜间噪声应控制在 45dB（A ）以下，且门安装两道隔声门，门的衬里也充填消声材料，台架室都通过玻璃采光为了隔声，应采用双层玻璃，运输走廊和控制间走廊采用全封闭式塑钢窗对室外进行隔音。（3）全消声实验室（图 3）采用半自由场消声方式，实验室结构应该与产生噪声的环境隔离，实验室建筑物内部容积应约为使用容积的两倍，吸声材料为泡沫塑料，需要从支撑表面向外突出700mm，从实验室墙壁向外突出 300mm,强制通风机将空气通过合适的过滤器和消声器吸入，测功机必须与实验室在声音上完全隔离，消声实验室内的发动机必须高于地面，发动机曲轴中心线高于地面 1m 到 1.2m,以便传声器放到发动机下面，试验间内的本底噪声约 16dB（A） 。（4）全消声实验室的台架安装连接（图 4）图 1 发动机试验台铸铁底座的安装结构简图图 3 全消声实验室63.9 起重设备（1）9 间实验室独立配置并行单轨道行车做起吊，起吊最大重量为 1 吨。（2）行车可以作业范围尽量包括整个实验室。（3）起吊发动机时最大高度硬使发动机底部离地高度为 0.5m。3.9 水力测功器（1） 水力测功器的结构如上图所示。主体是水力制动器。带有转子和联轴器法兰的转轴位干壳体中的滚动轴承里，并且壳体在支座弹簧里摆动。这个壳体文承在一个测力机构的杠杆上。这个壳体带动转子两侧的定子和中间隔水力测功器葫芦吊图 47墙，这个隔墙在定子外侧与壳体构成了环流室中间腔室和导人腔室。控制阀门受直流电机操纵。（2）水力测功器的选择由（表 3-1）根据发动机选择，选用 Y520 型。3.10 试验间的总体要求（1）发动机与测功器连接部位安装便于拆装的防护罩，下图为发动机快装气垫小车（图 5） 。（2）各个系统的管道、线路应尽量以暗线布置，使空间更加宽大且干净利落，安装图 5水力测功器快装小车铸铁底板铸铁底板8电路的各插座接口应位置合理。四、结论自 2013 年 7 月起柴油机实行国标准，所以在设计实验室时就应该设计国国甚至更高要求的实验室，才能满足今后更严国标的设计；发动机试验台架间内的工作条件是高速、高温、高压、高噪音、强振动、易爆、易燃，需装备水循环及热交换系统、燃油供油系统、强弱供电、压缩空气、排烟系统、送排风的换气与调温系统、不同大气压力模拟系统、降噪设施、起重设备、发动机试验台架减振系统、水泥支承基础和铸铁安装底座等，因此工艺设计和建筑设计需保证上述技术条件符合使用、