摆臂式自装卸汽车改装设计[设计汽车低温试验室](毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 下 载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 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 B07-11 班 学生姓名 ： 刘宇 指导教师 ： 鲍宇 职 称 ： 高级实验师 黑 龙 江 工 程 学 院 二一一年六月 下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 下 载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 The Graduation Design for Bachelors Degree Automobile Cryogenic Lab Design Candidate： Liuyu Specialty： Vehicle Engineering Class： B07-11 Supervisor： Advanced laboratory. Baoyu Heilongjiang Institute of Technology 2011-06 Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 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。 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 黑龙江工程学院本科生毕业设计 II 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 dynamometer黑龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘要 . I Abstract . 错误 !未定义书签。 第 1 章 绪 论 . 1 1.1 研究背景及意义 . 3 1.2 现有布置条件 . 4 1.2.1 场地布置条件 . 4 1.2.2 主要技术要求 . 4 1.3 国内外汽车发展现状 . 4 1.3.1 国外汽车发展现状 . 4 1.3.2 中国汽车发展现状 . 5 1.4 汽车低温试验室发展趋势 . 6 1.5 本文课题研究的主要内容与技术路线 . 6 第 2 章 低温试验室功能实现及计算 . 8 2.1 冷冻负荷计算 . 8 2.1.1 渗入热计算 . 8 2.1.2 试验车排热量计算 . 9 2.1.3 发动机排热量计算 . 10 2.1.4 通风换热量 及操作热量计算 .11 2.1.5 其它设备热量计算 . 12 2.2 制冷时间计算 . 12 2.3 制冷设备的设计与选用 . 13 2.3.1 制冷 系统形式的选择 . 13 2.3.2 压缩机的选择 . 13 2.3.3 制冷设备的选择 . 13 2.3.4 温控设备选用 . 13 2.4 本 章小结 . 14 第 3 章 汽车低温试验室布局设计方案 . 15 3.1 设计方案的背景条件 . 15 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3.2 试验室布局的确定 . 15 3.3 布局设计方案的确定 . 16 3.4 其它附属设备 . 17 3.4.1 简易起重机 . 17 3.4.2 保温门的设计 . 18 3.4.3 保温材 料 . 18 3.5 本章小结 . 18 第 4 章 发动机性能检测设备布置 . 19 4.1 发动机性能检测试验台组成 . 19 4.2 发动机的选择 . 19 4.2.1 发动机基本参数 . 19 4.2.2 发动机其它参数 . 19 4.3 发动机测功机的选用 . 19 4.3.1 发动机测功机分类 . 19 4.3.2 各发动机测功机特点 . 19 4.3.3 电涡流测功机的选用 . 19 4.3.4 电涡流测功机主要用途 . 20 4.3.5 电涡 流测功机结构组成与工作原理 . 20 4.3.6 电涡流测功机主要技术指标 . 21 4.3.7 电涡流测功机的安装与校正 . 22 4.3.8 测功器的校正 . 24 4.3.9 电涡流测功机安装尺寸表 . 26 4.3.10 联轴器联接尺寸 . 27 4.4 测功机固定螺栓的校核 . 28 4.4.1 螺栓的切向受力分析 . 28 4.4.2 螺栓的轴向受力分析 . 29 4.5 地脚螺栓的校核 . 31 4.5.1 螺栓的切向受力分析 . 31 4.5.2 螺栓的轴向受力分析 . 32 4.6 台架钢板连接螺栓校核 . 34 4.6.1 螺栓的切向受力分析 . 34 4.6.2 螺栓的轴向受力分析 . 35 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4.7 发动机定位螺栓校核 . 37 4.7.1 螺栓的切向受力分析 . 37 4.7.2 螺栓的轴向受力分析 . 38 4.8 本章小结 . 40 第 5 章 整车性能检测试验台设备布置 . 41 5.1 整车性能试验台的组成 . 41 5.2 试验车的选用 . 41 5.3 底盘测功机设计选用 . 41 5.3.1 底盘测功机分类形式 . 41 5.3.2 底盘测功机功能 . 41 5.3.3 底盘测功机技术要求 . 42 5.3.4 滚筒设计要求 . 42 5.3.5 滚筒中心距 . 42 5.3.6 滚筒表面径向圆跳动量 . 43 5.3.7 实验室选用底盘测功机型号 . 44 5.4 本章小结 . 45 第 6 章 试验功能体现 . 46 6.1 发动机试验功能体现 . 46 6.2 整车检测试验功能体现 . 48 6.3 检测输出设备型号的选择 . 50 6.4 本章小结 . 51 结论 . 52 参考文献 . 53 致谢 . 54 附录 A . 55 附录 B . 61 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 买文档送全套 CAD 图纸，扣扣 414951605 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 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。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 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，以帮助黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 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 1 10 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 2 3 家产销规模超过 200 万辆的大型汽车企业集团， 4 5 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 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。 确定整车性能检测设备布置 确定低温实验室整体结构布局设计方案 确定低温仓温度控制设计布置 进行冷冻负荷计算 运用 CAD 完成设计图纸，写说明书 调研和查阅资料 确定发动机试验台及台架整体布置 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 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。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 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 1 。 实验室的传热系数计算公式为： 外内 1k111k（ 2.1） 式中 k低温试验室的传热系数，经验公式 k=0.35 2.1.1 渗入热计算 渗入热计算公式为： tkFQ 25.11 （ kw） （ 2.2） 式中 F为传热面积 2m ； t 为库内外温差 ； 1.25 为裕度系数。 渗入热为： 1Q 1.25 0.35 22.75 65=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： ZiiWQ 3 6 0 0/)( 212 （ kw） （ 2.3） 式中 W为进货量单位 kg； 1i 、 2i 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： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 2Q =3000 (30-0)/3600 8=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 TQ (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 TQ 为： TQ =BH（ 2.4） 式中 TQ 是发动机所耗燃油的热量 （ kJ/h） ； B 是发动机每小时的耗油量 （ kg/h） ； 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=0.745kg 6.8L 为 5kg，H查表为 4.6 410 (kJ/kg） 每小时所发出的热量 TQ 为 : TQ =5 4.6 410 =230000（ kJ/h） （ 2.5） 废气带走的热量 RQ 废气带走的热量 RQ （ kJ/h)为： RQ =（ KGB ）（ 12 tctc pkpr ） （ 2.6） 式中 B 、 KG 每小时消耗的燃料量 和空气量 （ kg/h） ； prc、pkc废气和空气的定压比热容； 2t 靠近排气门处的废气温度 （ ） ； 1t 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 空黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 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. ), 351t ， 2t 625 RQ =（ 5+100） （ 2.5 625-1 35） =160387.5（ kJ/h） 燃料不完全燃烧热损失计算公式为 : BQ = TQ （ 1- r ） r = %85 BQ =230000 0.15=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=1 SJ/ 35112.5（ 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 2 ，它的排热量计算为： 发动机所耗燃油的热量 TQ (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 TQ 为： TQ =BH（ 2.9） 式中 TQ 是发动机所耗燃油的热量 （ kJ/h） ； B 是发动机每小时的耗油量 （ kg/h） ； H是燃料低热值 （ kJ/kg） 。 使用 DA465Q