车辆工程毕业设计（论文）-汽车低温试验室设计【全套图纸】 .doc

本科学生毕业设计 汽车低温试验室设计 系部名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 学生姓名： 指导教师： 职 称： 高级实验师 the graduation design for bachelors degreeautomobile cryogenic lab designcandidate：specialty：vehicle engineeringclass：b07-11supervisor：advanced laboratory. heilongjiang institute of technology 摘 要汽车经过百年的发展已经走入千家万户，汽车不再是奢侈品而是人类现代化的一个标志，人们对于汽车的各项功能要求越来越高，汽车的使用范围越来越广泛，在世界的各个角落都有汽车的身影，汽车在寒冷地带的使用对发动机是一个严峻的考验。全套图纸，加153893706 机动车辆因气候寒冷将会造成燃油汽化性能差、润滑油粘度增大、蓄电池工作能力差（端电压低）等问题，使发动机启动困难严重影响了车辆的正常工作，尤其是发动机，长时间在低温环境下工作会产生如下危害缩短发动机的使用寿命：发动机的功率下降、油耗增加、轮胎强度减弱、润滑油质量降低、其它附属器件变硬变脆，使行车条件明显变差，由于我国在冬季大部分地区都处在较寒冷的地区，因此这些故障现象表现的尤为突出，低温冷启动也是发动机一个重要的指标，低温试验室对于汽车发动机在低温环境中运行状态进行有效的动态模拟分析对比得出改进数据以便于汽车的改进升级，低温试验室对于汽车的未来发展有重要的意义。文中介绍了结合黑龙江工程学院汽车工程中心现有场地条件进行设备布置安装调试，对整车性能检测设备选用布局、发动机测功机检测设备选用布局、冷冻负荷计算、制冷设备选用、试验功能体现等进行了详细说明，并对不同选择方案进行了比较分析，保证了设计的合理性、先进性及实用性，叙述了在选用设备时出现的问题及相关设备的工作原理。 关键词：低温试验室；整车低温性能检测；发动机测功机；冷冻负荷；底盘测功机abstract car through a century of development has into households, cars are no longer a luxury but a sign of modern human beings, people of the functional requirements for the car increasing, more and more extensive use of the car in the world every corner of the figure has a car, used car in the cold zone of the engine is a severe test. motor vehicle fuel due to cold weather will cause vaporization of poor performance, lubricating oil viscosity, the battery working poor (low voltage) and other issues, the engine difficult to start seriously affected the normal operation of the vehicle, especially the engine, for a long time work at low temperatures will produce the following hazards shorten the life of the engine: the engine power down, fuel, tires weakening of the lower quality lubricants, and other ancillary devices hard brittle, so that driving conditions deteriorated significantly, due to chinas in most parts of the winter in colder areas, so the performance of these symptoms are particularly prominent, low-temperature cold-start engine is also an important indicator of low-temperature laboratory for the car engine running at a low temperature environment for effective analysis and comparison of the dynamic simulation improved data obtained for the improvement in car upgrades, low temperature test chamber for the car of the future development of important significance. this paper introduces the combination of heilongjiang institute of vehicle engineering laboratory automotive temperature conditions of the existing site layout equipment installation and commissioning, performance testing equipment used on the vehicle layout, the engine dynamometer testing equipment used layout, cooling load calculations, selection of refrigeration equipment, test functions reflect such a detailed description of the different options and a comparative analysis to ensure the rational design, advanced and practical, described in the selection of equipment problems and related equipment works.keywords: low-temperature laboratory；vehicle low temperature performance testing；engine dynamometer； cooling load；chassis dynamometeriii 目 录摘要iabstractii第1章 绪 论11.1 研究背景及意义11.2现有布置条件11.2.1场地布置条件11.2.2主要技术要求11.3国内外汽车发展现状21.3.1国外汽车发展现状21.3.2中国汽车发展现状21.4汽车低温试验室发展趋势31.5本文课题研究的主要内容与技术路线3第2章 低温试验室功能实现及计算52.1冷冻负荷计算52.1.1渗入热计算52.1.2试验车排热量计算62.1.3发动机排热量计算72.1.4通风换热量及操作热量计算82.1.5其它设备热量计算92.2制冷时间计算92.3制冷设备的设计与选用102.3.1制冷系统形式的选择102.3.2压缩机的选择102.3.3制冷设备的选择102.3.4温控设备选用102.4 本章小结10第3章 汽车低温试验室布局设计方案123.1设计方案的背景条件123.2试验室布局的确定123.3布局设计方案的确定133.4其它附属设备143.4.1简易起重机143.4.2保温门的设计153.4.3保温材料153.5 本章小结15第4章 发动机性能检测设备布置164.1发动机性能检测试验台组成164.2发动机的选择164.2.1发动机基本参数164.2.2发动机其它参数164.3发动机测功机的选用164.3.1发动机测功机分类164.3.2各发动机测功机特点164.3.3电涡流测功机的选用164.3.4电涡流测功机主要用途174.3.5电涡流测功机结构组成与工作原理174.3.6电涡流测功机主要技术指标184.3.7电涡流测功机的安装与校正194.3.8测功器的校正214.3.9电涡流测功机安装尺寸表234.3.10联轴器联接尺寸244.4测功机固定螺栓的校核254.4.1螺栓的切向受力分析254.4.2螺栓的轴向受力分析264.5地脚螺栓的校核284.5.1螺栓的切向受力分析284.5.2螺栓的轴向受力分析294.6台架钢板连接螺栓校核314.6.1螺栓的切向受力分析314.6.2螺栓的轴向受力分析324.7 发动机定位螺栓校核344.7.1螺栓的切向受力分析344.7.2螺栓的轴向受力分析354.8 本章小结37第5章 整车性能检测试验台设备布置385.1整车性能试验台的组成385.2试验车的选用385.3底盘测功机设计选用385.3.1底盘测功机分类形式385.3.2底盘测功机功能385.3.3底盘测功机技术要求395.3.4滚筒设计要求395.3.5滚筒中心距395.3.6滚筒表面径向圆跳动量405.3.7实验室选用底盘测功机型号415.4 本章小结42第6章 试验功能体现436.1发动机试验功能体现436.2整车检测试验功能体现456.3检测输出设备型号的选择476.4本章小结48结论49参考文献50致谢51附录a52附录b58 第1章 绪 论1.1 研究背景及意义 低温环境可以对机械、车辆、兵器、电子、仪器仪表等各类地面设备的性能和工作可靠性产生不良影响, 随着生产与科学技术的发展, 这一问题已越来越受到人们的重视。虽然低温环境模拟投资多、能耗大, 但由于其对国民经济和国防军事工业发展的重要性, 各先进国家都十分重视, 不惜投人大量财力建设大中型低温环境试验室。制冷及低温工程学科主要是研究获得、并保持低于环境温度的原理与方法，实现该条件所需要的仪器和设备，以及研究低于环境温度的条件下工程应用。根据温度的不同，它又可划分为制冷工程和低温工程两个领域，前者涉及低于120k的问题，后者涉及高于120k的问题。低温工程与国民经济和人民生活密切相关，随着我国国民经济的发展，它的地位越显重要。是航空航天、车辆实验、气体工业、生物医学工程等领域的重要基础支撑，低温工程在机械、冶金、以及航天技术等诸多领域中有着广泛的应用。制冷低温设备与系统，冻结和冻干过程机理，低温生物医学技术，冷量储存及输送技术，制冷及低温系统的自动控制及计算机模拟，制冷及低温工程的测量技术和测试设备，制冷、空调与低温技术在有关领域中的应用以及节能，汽车方向的低温试验研究对于汽车的发展有着更为深远的意义，它能推动汽车拥有更为广阔的应用空间。1.2现有布置条件1.2.1场地布置条件根据中华人民共和国国家标准，机动车辆低温性能试验规范，结合现有试验室场地进行合理布置，现有试验室场地位于汽车工程中心一楼，现有试验室面积37.7平方米，长6.5米，宽5.8米，高3米，在现有场地中进行整车性能检测设备布置、发动机测功机检测设备选用布置、制冷设备布置。 1.2.2主要技术要求 试验环境温度按-30以下进行，为保证试验的准确性，被考核的零部件均应达到设计要求，性能参数调至规定范围按汽车的使用说明书或有关技术资料的规定，选用相应牌号的燃油、机油和冷却液，并记录应使用制造商规定的蓄电池、起动电缆和搭铁电缆，各线路连接可靠，蓄电池工作良好,试验车辆准备按gb/t 12534-1990中规定执行，装载质量按gb/t 12534-1990中规定执行,前排双人(60kg/人)，座椅调整至最后位置，车辆加装所有选装配置,轮胎气压按gb/t 12534-1990中规定执行,在每项试验前后，需对车辆进行主观评价，各项指标应符合产品相应规定,试验可在低温环境（试验室或自然条件）下进行,静态试验试验前，试验车辆应保证在环境温度下停放6小时以上，冷透后(油液温度与环境温度一致后)方可试验,对外观、表面质量及操纵情况等进行检查，换档杆 转换应灵活、无卡住现象。 1.3国内外汽车发展现状1.3.1国外汽车发展现状当今世界国际汽车工业结构正在发生重大重组，由于全球汽车工业生产能力过剩，产品开发成本大幅度提高，促使产业结构调整步伐明显加快。汽车工业联盟成为世界汽车工业发展的潮流，90以上大汽车公司的“强强联合”，使之形成集团优势，更具竞争力。国际汽车市场竞争的实质是现代科技的较量，技术创新能力正成为竞争取胜的关键。受全球性的金融危机影响，世界汽车工业正面临着严峻的考验，从北美的汽车巨头通用、福特、克莱斯勒走向破产的边缘，到亚洲汽车业老大丰田汽车出现71年来的首次亏损全球汽车行业正面临着前所未有的剧烈震荡。 美国汽车三巨头濒临破产：由于过去几年的持续高油价，让消费者对美国汽车厂商生产的高油耗车型兴趣大减。而不断恶化的经济和金融环境给美国汽车业的销售和融资带来巨大压力。美国汽车业“三巨头”通用、福特和克莱斯勒，近来亏损连连。“三巨头”的高管在美国参议院作证时呼吁政府提供250亿美元的紧急贷款，以帮助它们度过危机，免于破产。1.3.2中国汽车发展现状 关于中国汽车产业的现状，从两个角度来说，宏观角度与微观角度。宏观上，中国在2001年12月11日加入了世界贸易组织，国外的厂商陆续进入了中国市场，使得竞争进一步激烈；微观上，企业面临不得不降价的处境，处在亏损的边缘，中国加入世贸组织，我国的汽车进口关税就一直在下调，这是履行wto的义务，同时也是为了进一步鼓励竞争，优化中国市场。在2004年底，中国的加权平均关税水平下调到了8.9%。2006年7月1日，我国汽车进口关税下调到25。这都是为了履行wto的义务。同时，中国早在80年代的时候，就已经形成了近百家汽车企业的混乱局面，所以国家降低关税，就会下降国外汽车在国内市场的销售价，使得其更具竞争力，从而使一些比较落后的国内企业的售价就会相对较高，使得其不得不退出市场，达到优化市场的效果。 伴随着中国的改革开放，很多的国外企业进入了中国，搞起了合资，本质上就是以技术换市场。这里面有大众，标致，丰田，奔驰，宝马等公司。根据2000年的资料显示，中国汽车市场份额中97%属于合资企业，而20多家国内企业仅仅占到了3%的市场份额。可以说，中国的汽车企业就是在夹缝中生存。 在2004年11月22日，东风标致实施降价补偿的销售策略，引起了中国汽车行业的轩然大波。从一个侧面反映了近几年中国汽车市场竞争之激烈。好多的厂商也都不得不推出降价的策略，这无疑对于企业来说是一个不幸。2004年统计资料显示，中国汽车的亏损面达到了16%之多，除此之外，加入世贸组织后，中国先后推出了关税下调预期，取消进口配额、实施汽车品牌销售管理办法、进口车自动许可登记办法，整车特征办法，落地征税政策，允许外商进入汽车服务贸易领域等政策，这无疑对于中国的企业是一个很大的挑战。 2009年110月，中国汽车产销首次超过1，000万辆，分别为1，087.32万辆和1，089.14万辆，同比增长36.23%和37.71%。乘用车继续保持快速增长，产销812.86万辆和819.03万辆，同比增长42.41%和45.18%；商用车累计产销超过上年，表现也比较出色，产销274.46万辆和270.11万辆，同比增长20.73%和19.14%。在国家政策支持下以及拉动内需的需要下，2009年中国汽车行业呈井喷式发展，全年产量超过美国成为世界第一已成定局，汽车消费也成为2009年gdp保持8%增长率的主要力量。 2009年初通过的汽车产业调整和振兴规划做出了这样的规划目标：通过兼并重组，形成23家产销规模超过200万辆的大型汽车企业集团，45家产销规模超过100万辆的汽车企业集团，产销规模占市场份额90%以上的汽车企业集团数量由目前的14家减少到10家以内。甚至国家已经圈定 “四大四小”，鼓励一汽、东风、上汽、长安等大型汽车企业在全国范围内实施兼并重组；支持北汽、广汽、奇瑞、重汽等汽车企业实施区域性兼并重组。1.4汽车低温试验室发展趋势随着我国汽车生产技术与产量的快速发展汽车的普及率大大增加。汽车走进千家万户，汽车在寒冷地区的保有量大大增加，使得汽车低温试验室拥有了更重要的作用，汽车低温试验室技术越来越成熟正向着高度集成化、系列化、现代化的趋势发展。1.5本文课题研究的主要内容与技术路线 本课题研究的主要技术路线如图1.1所示。调研和查阅资料确定低温实验室整体结构布局设计方案进行冷冻负荷计算确定低温仓温度控制设计布置确定整车性能检测设备布置确定发动机试验台及台架整体布置运用cad完成设计图纸，写说明书图1.1 技术路线图本课题研究的主要内容有：结合黑龙江工程学院汽车工程中心现有场地，进行汽车低温试验室的布置设计，低温试验室属于人工气候试验室, 模拟野外低温环境, 供汽车及类似产品作低温起动性能试验，发动机检测试验台性能测试及整车性能检测试验台设计，同时规划布置低温实验仓，达到低温测试环境要求。用于检测整车、发动机在低温环境中运行各参数变化情况进行数据分析比较改进升级零部件，还可以用于进行教学演示功能。第2章 低温试验室功能实现及计算2.1冷冻负荷计算对实验室进行冷冻负荷计算是选择制冷设备的前提条件，通过冷冻负荷值选用制冷设备，冷冻负荷包括库体漏热、设备负荷、通风热量、操作热量、制冷设备热量等。库体漏热也即是渗入热高温热源的热量总是以对流、传导和辐射的形式不断传到低温的冷库内，这便是渗入热。为了创造合理的冷藏条件，实验室必须使用合适的绝热材料和绝热结构。实验室尺寸确定后，影响渗入热的决定因素便是实验室的传热系数。实验室的传热系数计算公式为： （2.1）式中 k低温试验室的传热系数，经验公式k=0.352.1.1渗入热计算渗入热计算公式为： （kw） （2.2）式中 f为传热面积；为库内外温差；1.25为裕度系数。渗入热为：1.250.3522.7565=646.95（w） 设备热负荷包括货物冷却和发动机排热量。货物冷却热计算公式为： （kw） （2.3）式中 w为进货量单位kg；、为进货焓值和最终焓值；z为完全冷却时间单位h。货物冷却热为：=3000(30-0)/36008=3.125（kw）2.1.2试验车排热量计算发动机所耗燃油的热量包括转化为有效功的热量、传递给冷却介质的热量、废气带走的热量、燃料不完全燃烧热损失和其他热量损失，根据内燃机原理热平衡来确定发动机排热量。发动机所耗燃油的热量(kj/h）在发动机中，热量是由燃料燃烧而产生的，假设燃料完全燃烧，则每小时所发出的热量为： = （2.4）式中 是发动机所耗燃油的热量（kj/h）；是发动机每小时的耗油量（kg/h）；是燃料低热值（kj/kg）。杰勋百公里耗油为5.56l到9.3l,取6.8l，单位l换算为kg是1l=0.745kg6.8l为5kg，查表为4.6(kj/kg）每小时所发出的热量为:=54.6=230000（kj/h） （2.5）废气带走的热量废气带走的热量（kj/h)为：=（）（） （2.6）式中 、每小时消耗的燃料量和空气量（kg/h）；、废气和空气的定压比热容；靠近排气门处的废气温度（）；进气管入口处工质的温度（）。空燃比为14.7，消耗一升燃料需要14.7kg空气，所以消耗6.8l燃料需要99.96kg空气约等于100kg，35空气的定压比热容为1.005kj/(kg.),废气的定压比热容为3.002kj/(kg.),，625=（5+100）（2.5625-135）=160387.5（kj/h）燃料不完全燃烧热损失计算公式为:=（1-） =2300000.15=34500（w） （2.7）发动机排热量=发动机所耗的燃油量-废气带走的热量-燃料不完全燃烧热损失发动机排热量=230000-160387.5-34500=35112.5（kj/h）1w=135112.5（kj/h）=9753.47（w） （2.8）2.1.3发动机排热量计算整车排热量主要由发动机排热量所产生，低温试验室所采用的发动机为五菱所产的da465q发动机，此发动机排量为1051ml，它与试验车相比排热量小热负荷也小，它的排热量计算为：发动机所耗燃油的热量(kj/h）在发动机中，热量是由燃料燃烧而产生的，假设燃料完全燃烧，则每小时所发出的热量为： = （2.9）式中 是发动机所耗燃油的热量（kj/h）；是发动机每小时的耗油量（kg/h）；是燃料低热值（kj/kg）。使用da465q型号的汽车如哈飞路宝综合路况耗油量为6.0l，单位l换算为kg是1l=0.745kg6.0l为4.47kg，查表为4.6(kj/kg）每小时所发出的热量为:=4.474.6=205620（kj/h） （2.10）废气带走的热量废气带走的热量（kj/h)为：=（）（） （2.11）式中 、每小时消耗的燃料量和空气量（kg/h）；、废气和空气的定压比热容；靠近排气门处的废气温度（）；进气管入口处工质的温度（）。空燃比为14.7，消耗一升燃料需要14.7kg空气，所以消耗6l燃料需要88.2kg空气，35空气的定压比热容为1.005kj/(kg.),废气的定压比热容为3.002kj/(kg.),，625=（4.47+88.2）（2.5625-135）=141553.42（kj/h）燃料不完全燃烧热损失计算公式为：=（1-） =2056200.15=30843（w） （2.12）发动机排热量=发动机所耗的燃油量-废气带走的热量-燃料不完全燃烧热损失发动机排热量=205620-141553.42-30843=33223.58（kj/h）1w=135112.5（kj/h）=9228.77（w） （2.13）2.1.4通风换热量及操作热量计算通风换热量可以忽略在实验过程中不进行通风换热。操作热量包括：开门热量、照明热量、操作人员热量。开门热量为=153（w） （2.14）照明热量计算公式：=sqt/h （2.15）式中 s单位面积照明热量；q库内地面积；t开灯时间；h冷却时间。=1020.902/8=52.25（w）操作人员热量计算公式：=qnt/h （2.16）式中 q每人每小时放热；n工作人数；t工作时间；h冷却时间。=41022/8=205（w）2.1.5其它设备热量计算冷风机放热量包括冷风电机放热和除霜加热器放热。冷风机放热量计算公式：= （2.17）式中 冷风机电机功率；冷风机个数；运转时间、冷却时间。q=1650（w）除霜加热器不计入冷冻热负荷，其他设备热负荷包括电脑和底盘测功机，电脑热负荷近似为300（w）电脑不在低温仓内不计入冷冻负荷中。 底盘测功机冷冻负荷为：q=5500（w） 总的冷冻负荷：q=21085.67（w） 发动机测功机冷冻负荷为：q=5000（w）测功机不能承受低温布置在低温仓外，不计入总的冷冻负荷。2.2制冷时间计算在室温35条件下降到-30所需制冷量为：制冷量=温差重量/时间比热设备维护机构 制冷量=65200070.821.23=18731（w） （2.18）当检测整车低温性能时，降温所需制冷量为18731（w），而制冷设备每小时制冷量为26325（w），每小时热负荷为20535.67（w），制冷设备运行3.24小时即194分钟可以达到要求的制冷温度进行试验。当检测发动机低温性能时，降温所需制冷量为18731（w），而制冷设备每小时制冷量为26325（w），每小时热负荷为14510.97（w），制冷设备运行1.59小时即95分钟可以达到要求的制冷温度进行试验。2.3制冷设备的设计与选用2.3.1制冷系统形式的选择制冷系统设计成分体式，制冷主机为整体式风冷室外机组，低温试验室制冷系统采用冷库制冷分体机。2.3.2压缩机的选择根据总的热负荷选用德国比泽尔半封闭压缩机，根据制冷量选择4g-20.2型号压缩机，功率13.975kw，制冷量26325w。2.3.3制冷设备的选择根据制冷量要求以及冷冻负荷，选用dl-27.4/125冷风机，制冷量27.42kw/h,电机功率1650w。制冷设备室外机的选择，根据制冷量及冷冻负荷选用of-12型号室外机。of-12型号室外机是在中国科学院低温中心制冷专家的指导下专门为中、小型冷库开发的一种模块化、标准化、简单化的制冷设备，与传统的裸露机组相比它具有以下特点：省电、节能压缩机，能效比大，制冷效率高，关键部件均采用进口名牌优质产品，采用l型冷凝器，增大散热面积，优化组合结构，体积小，重量轻，采用流线型风扇叶片，效率高，噪音小。2.3.4温控设备选用 温控器的选择对于低温试验至关重要，温控器有以下几个种类：膨胀式，金属膨胀式和液体膨胀式温控器，如双金属片温控器，机械式，蒸汽压力式和气体吸附式温控器，如压力式温控器，电子式，电阻式和电热偶式温控器，如电子恒温控制器。比较三个种类的温控器，双金属片温控器结构简单、测量精度低、误差大，压力式温控器，价格便宜、测量精度低，电子恒温控制器应用最为广泛，它价格适中、测量精度高，误差小广泛应用于现代化的温控试验中。室内外通风设施采用意大利小精灵冷库专用温控器，此系统为全自动控制无需人工操作，设定温度后自动运行、自动除霜运行中出现异常情况，报警提示，电控装置中带有过流保护、短路保护、缺相、逆相保护等保护功能。整个制冷系统加装安全保护系统。具备高、低温报警功能，保证实验安全。2.4 本章小结本章介绍了低温试验室功能实现的方法，进行了冷冻负荷计算以及通过冷冻负荷计算确定制冷设备和制冷时间的确定，通过对比分析选择了温控器的种类对汽车低温试验室的整套制冷设备进行了合理的分析选择。第3章 汽车低温试验室布局设计方案3.1设计方案的背景条件北方冬季，环境温度较低，受周围的环境温度以及排气降噪能量转换的影响，汽车的排气管会向外滴水，这是一个很普遍的现象，发动机起动困难，总成磨损严重，机件损坏或腐蚀，燃料润滑油消耗量增大度低，使蓄电池电解液粘度增加，向极板的渗透能力下降，内阻增加，导致蓄电池的容量和端电压下降，蓄电池的输出功率下降，满足不了起动时对蓄电池功率的要求，使起动机无力拖动发动机或不能达到最低的起动转速，低温起动时，由于蓄电池端电压低，火花塞的跳火能量小，使发动机起动困难；此外，冷的可燃混合气密度大使火花塞电极电阻增大、火花塞电极间有油、水及氧化物等，均可能造成电火花弱，使火花塞跳火能量下降，也会造成发动机起动困难，低温试验室可以模拟出低温状态下汽车的行驶状态及各项功能指标的变化从而可以反馈给生产厂家及制造商进行优化设计和改进，东北寒冷的冬季，对汽车寒冷地区的应用性能进行研究，设计出低温试验室，进行发动机性能分析对比实验，对于解决汽车寒地使用以及缓解交通压力都有十分重要意义。3.2试验室布局的确定本设计结合黑龙江工程学院汽车工程中心现有场地进行设计，试验室场地尺寸为：长6.5米，宽5.8米，高3米，在现有场地范围内进行低温试验室的设计布局，低温试验室由低温仓和工作区域组成，低温试验仓用来进行低温试验，工作区域用来进行数据分析、整理、输出以及人员工作。低温试验仓由整车检测系统、发动机检测系统，制冷系统以及其它附件如简易天车（电葫芦），试验车，及相应台架等组成，工作区域由检测输出系统、控制系统以及计算机等组成。整车检测系统：整车检测系统是用来模拟汽车在道路条件下运行时的装置，整车检测系统的选用要合理要结合场地的现有情况进行分析选用以及需要和检测车辆的型号综合考虑。检测输出系统：接收汽车在模拟道路条件下运行状态参数并进行分析比对显示分析结果的设备，检测输出系统的选用要求是要精准的进行分析比较它接关系到检测数值的精度以及准确度。发动机检测系统：发动机检测系统是用来接收发动机在各工况运行时各参数的变化值并进行分析对比。制冷系统：制冷系统的作用是给汽车低温试验室提供制冷环境使实验室的环境温度达到要求的规定值。保温结构：用来隔热隔冷保护制冷环境的产生效果并提高制冷功效。电葫芦：用来移动发动机其它及实验设备，由于实验室中的实验设备质量比较大，移动有危险性所以采用电葫芦进行移动吊装，既能保证移动速率又能提高安全性。试验车的选用应具有代表性和实用性，本试验室采用长安杰勋汽车，首款杰勋是量产混合动力轿车，杰勋是国家863计划“电动汽车重大项目”的主要组成部分，经过长达六年的艰苦攻关，杰勋研发成功，并且成为具有世界先进水平的量产车型。“环保、节能、让汽车可持续”是杰勋hev的设计理念，整车油耗比传统汽车低20%以上，排放限值满足国标准。在底盘测功实验室有杰勋在试验不冲突时一台车可以用作多个试验这样又可以节约经费，其它附属设备的选用也有重要意义，包括加热器、冷库门等它们也是实现低温试验室功能的重要环节。3.3布局设计方案的确定在现有场地进行布置要求设备要小巧高效布局合理。低温试验室整体布置尺寸为：长6.5米，宽6.3米，高3米，在现有场地进行布置，布置的场地分为两部分一部分为工作区域，尺寸为：长6.5米，宽2.8米，高3米。另一部分为低温试验仓它布置在低温试验室的一侧低温试验仓尺寸为：长6.5米，宽3.5米，高3米，对其进行密封布置建筑墙壁。设计方案一：将整车检测设备布置在实验室内部里侧将发动机测功机布置在门口，检测输出装置布置在中间冷风机挂在墙内测。这样布置的优缺点：使得工作人员有更大的活动空间，但布置结构过于紧凑不利于试验，对于设计结构的精度也会造成一定的影响，检测输出设备无法承受低温。设计方案二：将整车布置在门口检测分析设备布置在最里侧，发动机测功系统布置在中间。这样布置的优缺点：有利于试验的进行，但工作人员进出受到一定的影响。设计方案三：将整车检测设备布置在一侧发动机测功系统也布置在其后部检测分析设备布置在工作区域。这样布置的优缺点：最为合理工作人员的活动空间很充足，试验检测设备布置也很合理检测设备不冲突布局紧凑，试验车停放方便是最为理想的布置方案。结构布置图如图3.1所示：图3.1 汽车低温实验室结构布置图3.4其它附属设备3.4.1简易起重机简易起重机简称电葫芦是一种起重设备，它将电动机、减速机，钢丝绳卷筒和行走小车合成一体，经常用于较小的单轨起重天车。电葫芦具有重量轻、体积小、结构紧凑、运行平衡等优点，可以在同一平面上做直的、弯曲的、循环的架空轨道上使用，也可以在以工字钢为轨道的电动单梁，手动单梁起重机、桥式起重机、悬挂起重机、悬臂起重机、龙门起重机等起重机上使用。是起升搬运物品最理想的起重设备，电葫芦分为：微型电动葫芦、hhxg型环链电动葫芦、hc型电动葫芦、dhp型环链电动葫芦、cd1、md1型钢丝绳电动葫芦等。 电葫芦的组成，电动葫芦的组成部分有：电机、传动机构、卷筒和链轮。 电葫芦工作原理：电葫芦中间是钢丝绳卷筒，用小车悬挂于工字钢制作的天车大梁上，一端用法兰固定一台能够制动的锥形转子电动机，用传动轴将动力传递到另一端的减速机。经过减速的动力传递给钢丝绳卷筒，带动吊钩起重。 行走小车是一个小锥形转子电动机，经过减速，动力传递给行走轮，小车就能沿着工字钢行走，如图3.2所示： 图3.2 电葫芦这个天车在大车的行走装置的带动下，就能完成起重和移动定位的任务。电葫芦也能够单独使用。3.4.2保温门的设计保温门：双开门，厚度100毫米，门洞尺寸为2.0m2.0m，门上带安全逃生装置，防止人不慎困于库内，产生危险。3.4.3保温材料试验室维护结构：采用聚氨酯双面彩钢复合板，厚150毫米，容重为40公斤。地面铺设5毫米厚钢板。3.5 本章小结本章介绍了汽车低温试验室总体布局方案的设计，分析对比了三个布局的优缺点，选用合理布局以及实验室所需内部结构。第4章 发动机性能检测设备布置4.1发动机性能检测试验台组成发动机性能检测试验台由发动机、发动机测功机、联轴器、试验台、发动机控制设备、检测输出设备等组成。4.2发动机的选择 发动机的选择：根据现有试验室条件采用的发动机为东安发动机厂生产的三菱发动机，发动机型号为：da465q。4.2.1发动机基本参数 适用车型：哈飞中意和民意，满足国标排放标准工况法gb18352.2-2001 (欧)，产地哈尔滨，技术参数压缩比9.0：1型式直列四缸、顶置凸轮轴、电控汽油喷射。4.2.2发动机其它参数 扭矩83nm（30003500r/min），额定转速5200r/min，最大功率38.5kw（5200r/min）排量1051ml，行程78mm，缸径65.5mm，规格1056mm 629mm446mm。4.3发动机测功机的选用4.3.1发动机测功机分类发动机测功机分为水力测功机、直流电力测功机、电涡流测功机、交流电力测功机等。4.3.2各发动机测功机特点水力测功机：水力测功机工作时噪音大，而且在转速高、制动扭矩小的区段几乎不能稳定工作，应用较少。直流测功机：直流测功机结构上存在机械转向器和电刷，造价偏高，维护困难，寿命短等，导致在高速测功系统中难以广泛应用。交流电力测功机：交流电力测功机测功范围小，转矩控制响应慢，测量精度低。电涡流测功机：电涡流测功机结构简单维护容易，价格便宜，精度高稳定性好占地面积小易于安装等优点。综合以上分析选用电涡流测功机进行发动机低温试验。4.3.3电涡流测功机的选用电涡流测功机主要特点：结构简单操作维护方便，制动力矩大，测试精度高，工作稳定，转动惯量小，动态响应速度快，与测控系统配套，可实现自动化操作。选用电涡流测功机进行发动机功率的检测。综合考虑所需测量发动机的功率以及今后的设备储备性选用gw系列的gw63测功机。4.3.4电涡流测功机主要用途 gw系列电涡流测功机作为一种负载主要是用来测量动力机械各种特性的试验设备。本机适用于内燃机、中、小型功率电机、汽车传动部件、燃气轮机、水轮机、工程机械、林业、矿山、石油钻采等机械的性能试验，也可作为其它动力设备的吸功装置。电涡流测功机命名方法如图4.1所示：图4.1测功机命名方法 低温试验室采用gw系列电涡流测功机，gw为盘式感应测功机系列，gwd 系列为低速大扭矩盘式感应电涡流测功机系列。4.3.5电涡流测功机结构组成与工作原理gw系列电涡流测功机主要由旋转部分（感应体）、摆动部分（电枢和励磁部分）、测力部分和校正部分组成。其结构简图见4.2所示，由结构简图可知，感应体形状犹如直齿轮，产生涡流地方在导磁涡流环的孔壁上。励磁绕组通上直流电后，则围绕励磁绕组产生一个闭合磁通。当感应体被原动机带动旋转时，气隙磁密随感应体的旋转而发生周期性变化，在涡流环孔壁表面及一定深度范围内将产生涡流电势，并产生涡流，该涡流所形成的磁场又与气隙磁场相互作用，就产生了制动转矩。该转矩通过外环及传力臂传至测力装置上，由力传感器将力的大小转换成电信号输出，从而达到测转矩的目的。转速测量采用非接触式的磁电式转速传感器，将转速信号转换成电信号。1 感应盘 2 主轴 3 联轴器 4 励磁线圈 5 冷却室 6 气隙 7 出水管道 8 油杯 9 测速齿轮 10 轴承座 11 进水管道 12 支撑环 13 外环 14 底座图4.2 gw电涡流测功机结构简图电涡流测功机工作原理：测功机是根据作用力矩与反作用力矩大小相等方向相反的原理来测量扭矩，因此所测扭矩可以通过作用在测功器上的旋转力矩（即制动器外壳反力矩）来指示，制动器调节原动机的载荷，并同时把所吸收的原动机功率转换为热能，经水冷却后带走热量。4.3.6电涡流测功机主要技术指标冷却介质：淡水。冷却水压：0.040.1mpa。测功机出水温度：低于55，根据出水温度调节水压，当出水温度升高时，可适当加大水压使出水温度降低。冷却水流量：进水温度为 20时，2.7lkw/h工作方向：左旋或右旋，连续工作。扭矩测量精度：0.20.3%fs转速测量精度：1r/min扭矩测量传感器：应变式拉压力传感器转速测量传感器：60脉冲磁电式转速传感器gw系列电涡流测功机及gwd系列电涡流测功机主要技术指标见表4.1和表4.2所示：表4.1 gw系列电涡流测功机主要技术参数型号额定吸收功率kw额定扭矩n.m额定扭矩转速r/min最高转速r/min转动惯量kgm2最大励磁电压v最大励磁电流agw66252000140000.003903gw1010502000130000.01903gw1616702000130000.02903gw25251202000110000.05903gw40401602000100000.1903gw6363250200090000.18903gw100100400200085000.321204gw160160600200080000.521204gw2502501100200070001.81204gw3003001600200060002.71204gw4004002200200050003.61204gw4504502500200048004.31206gw6306304000200040005.31208表4.2 gwd系列电涡流测功机主要技术参数型号额定吸收功率kw额定扭矩n.m额定扭矩转速r/min最高转速r/min转动惯量kgm2最大励磁电压v最大励磁电流agwd6363250100090000.18903gwd100100400100085000.321204gwd160160600100080000.521204gwd2502501100100070001.81204gwd3003001600100060002.71204gwd4004002200100050003.61204gwd4504502500100048004.31206gwd6306304000100040005.31208跟据发动机功率以及今后设备储备能力选用gw-63测功机。4.3.7电涡流测功机的安装与校正 测功机使用时要牢固安装在混凝土基础上，按要求接上冷却水进水与回水管，联结控制仪器与