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毕业设计（论文）任务书 学生姓名 刘宇 系部 汽车 与交通 工程 学院 专业、班 级 车辆工程 06导教师姓名 鲍宇 职称 高级实 验师 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 摆臂式自装卸汽车改装设计 一、设计（论文） 目的、意义 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 。 因此，针对东北寒冷的冬季，对乙醇汽油在寒冷地区的应用 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。 结合汽车工程中心现有场地，进行设计，布置实验室。完成发动机测功机的安装设计，同时规划布置低温实验仓，达到低温环境测试要求。结合实验室布置汽车整车性能测试装置布局 二、设计（论文）内容、 技术 要求 （研究方法） 1、根据功能要求，完成低温实验室整体结构布局设计。 2、实验室检测功能实现。 3、整车性能检测功能实现，包括布局，仪器设备布置。 4、发动机性能试验，设计试验台，考虑完成安装调试运行等环节。 5、实现低温试验室温度控制。控制方法（降温、恒温）。 、设计 （论文） 完成后应提 交的 成果 全部图纸均要求计算机绘图；合计图量 张 左右 ； 提交设计说明书 1 份，字数大于 字；符合规范要求； 四、设计 （论文） 进度安排 1、调研、资料收集，完成开题报告 第 1、 2 周 2、 实验室调研，完成实验室整体布局，考虑到功能因素（性能检测、数据分析） 第 3 周 3、 设计发动机台架 及定位 ： 第 4 周 4、 实现实验室温度控制功能，完成热交换计算，绘制设计图纸 第 5、 6 周 5、 完成整车性能试验设计，撰写说明书 第 7 周 6、 完善确定设计方案，进行计算设计，绘制图纸 第 8 周 7、完成设计图纸 第 9 周 8、 撰写设计说明书、实现设计功能，进行校核分析。 第 10 周 9、完成设计说明书的撰写 第 11 周 10、设计审核 、预答辩、 修改 第 12 周 、 第 13、 14 周 、 第 15 周 、 第 16 周 11、 毕业设计答辩 第 17 周 五、主要参考资料 1、 期刊类：道路与公路类，筑路机械或工程机械类，交通工程类，有关大学学报等（五年内）。 2、 科技图书和教材：机械设计类、制图类、及相关专业书； 推荐： 徐达 北京：北京理工大学出版社； 3、 设计手册：机械设计手 册等； 4、 网络资源：检索关键词：自卸汽车，专用汽车改装设计等； 其它：相关产品广告，参观有关产品展览会。 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 附 录 A A. of on to of a of As a a of of s of on It is in is of In of a of to 0 t 50 of so be in be is is to s of to In of of of to as is a is to to of in .8 m of 9of by to PC is a by he a of in by of in by to s In to a to so be at a of / S ( is a is a is to to or is on of is of is to to by to as is on It of on in of of on of at of of be by of to a is of is a is in a to in of of to of to by be a in of a or a In AC a 800 1500r/a to is as of of a of in of to a to in in of 500 4000 r / to is 00 1000 r / of to As of to a in we s 6, 50 r / 5A, 60 to do 60 , to is a of of of to 2 h ( of of of is of in of of of we to be in as as to of In of in to to be 0.5 h, is a / 4. is as to to a of is to to in as as to is in is in of is in to do at is is to of of of is to to it in to in in of is is to to a to be in of in of a at of 0 h, 0 h, . In we of In of of 5 h. of to is an it is to s is a in be to By to be to to s a of 附 录 B 多功能汽车底盘测功机 随着汽车工业的迅猛发展，交通事故及环境污染对人类生命的威胁越来越大，因而汽车检测技术的重要性日益突出出来，各种检测设备也应运而生。作为大型实验设备，汽车底盘测功机可以模拟汽车道路试验的各种工况，完成汽车的经济性试验、动 力性试验、排放性能评价与分析、可靠性试验以及与汽车传动系统有关的专项试验。它在汽车试验研究、产品开发和新车及在用车质量检测中是不可或缺的。使用汽车底盘测功机完成汽车试验及各类型的质量检测与通常的道路试验相比具有试验速度快、精度高、费用低、数据稳定、可比性好等优点。 鉴于汽车底盘测功机的以上优点，国内许多厂家先后研制开发了一系列测功机产品，这些产品主要用于检测轴重 10 t 以下的汽车底盘输出功率，最大吸收功率为 150 测项目主要是：汽车底盘的输出功率、驱动力、车速、加速性能、滑行性能、以及车速表和里 程表的准确性等等。 但是国内测功机产品还有许多不完善的地方，亟待解决。例如：汽车在不同工况、不同负载等状态下，其动力性能不能实现连续测量，控制系统、控制方法比较落后。本文正是针对这些不足，在控制系统、控制方法上进行了改进，实现了不同工况、不同负载的状态下，对汽车动力性能进行准确可靠的连续测量，并且增加了排放的连续测量功能。此外，参照国外先进技术及经验，利用计算机技术对汽车有关传动损耗、滚动阻力、海拔高度、气温等参数进行模拟和修正。 多功能汽车底盘测功机（以下简称测功机）是一种新型底盘测功机。该机的测 量和控制系统是实现其强大功能的关键设备。 测功机检测控制系统中的控制微机采用高性能的工业控制计算机，整个测控系统包括计算机、显示器、键盘、鼠标、打印机，输入输出端子板，多功能 控硅及其控制电路，所有部件全部安装在 1 8 m 高的标准 19寸工业控制柜中。测控系统加上测功机的机械部分（台架）构成了整个测功机。测控系统通过台架上的压力传感器、速度传感器、气动举升机和电涡流机等装置，完成对测功机的测量和控制。 多功能 线接口板是计算机和测量控制通道的接口设备，现场模拟信号的放大和模数转换、 开关量信号的测量都由它完成，该接口卡还能控制多个执行机构的动作，另外该卡还提供了用于频率测量的计数器接口。 在台架上汽车驱动轮带动滚筒转动，滚筒转动经光电解码器产生脉冲输出，接入多功能卡的计数器，测量速度和行驶距离。汽车在台架上行驶时，其驱动能对滚筒的作用力经电涡流机耦合在压力传感器上，由输入通道将信号送入计算机，与速度信号结合可测量汽车的动力性能。在实际测量过程中，实测的速度信号与设定速度比较，根据偏差按一定的算法调整阻力（电涡流机励磁电流），使车速能稳定在给定值，完成恒速条件下各种数据的测量。 测功机的应用软件由测量控制程序、登录程序和数据库服务程序构成，程序设计采用先进的 C/S（客户 /服务器）设计方法。测量控制程序和登录程序是客户端程序，它们与数据库的数据交换是通过数据库服务程序完成，数据库结构对用户是透明的，方便本系统与其他机动车检测设备或管理网络连接。登录程序完成用户对车辆的基本信息、检测项目的初始设定；测量控制程序是该系统的核心程序，其主要功能是完成对硬件信号的测量和控制、按登录程序设定的检测要求完成各项检测任务，另外该程序还提供参数设定、检测结果查询、打印等辅助功能。 电涡流机又称电 涡流测功器，是基于涡流电流（物理学上也称傅科电流）进行工作的设备。它由定子和转子两部分组成。定子部分包括定子架和装在上面的励磁线圈。定子框架周围有孔，励磁线圈装在孔内。定子框架中心部分轮毂，借助两个滚动轴承支撑在转子轴上。转子部分包括转子轴和固定在该轴上的两个转子，两个转子分别位于定子部分的两端，转子轴可以被外力带动而自由转动。转子的内侧端面与定子的端面保持很小的间隙，该间隙电磁学上称为气隙。该转子的内侧面是十分光滑的平面，涡流电流就产生在这个光滑平面上。 电涡流机的励磁绕组通入电流时，磁通经定子、涡流 环、气隙、转子构成闭合磁路。当汽车驱动轮带动滚筒及电涡流机转子旋转时，由于磁通密度发生变化使转子表面产生涡流电流，该涡流电流与磁场相互作用，产生反向制动力矩，使定子绕主轴轴线摆动。该制动力矩通过杠杆传递给压力传感器，由压力传感器给出相应的电信号，经计算处理后，可得出汽车瞬时的动力参数。调节励磁电流大小，即可改变电涡流机的制动力矩，同时相应改变汽车车速，不断变化的励磁电流与车速形成闭合环，并最终实现恒速或恒力下的功率测量。 电涡流机具有最大的速度和载荷范围。此外它体积小，造价低，更适合于操纵自动化。交流电 机（异步电机）具有最小的速度（ 800 1500r/载荷范围，稳定性较差，小负荷具有很硬的特性。直流电机制动装置具有很高的使用性能，操作方便，工况稳定，过渡简易且平稳，但它的试验台造价高，低速制动扭矩小，因而限制了应用。 本系统之所以选择电涡流机作为加载装置，是由于它的外特性及造价、可靠性、测量精度决定的。 目前，国产涡流机大部分为水力测功机，少量几种电涡流机也主要为水冷式的，易漏水，导致轴承机件锈蚀，容易漏磁，恒速控制精度差，且体积重量大，需要一套供水冷却循环系统及涡流机内部润滑系统，使用 很不方便，在我国北方，冬季尤为不适用。更为重要的是，国产水力电涡流机几乎全部用于发动机功率测量的高转速功率吸收装置（最大功率吸收范围 1500 4000 r/不适用于汽车底盘测功，后者最大功率吸收范围为 500 1000 r/际上专门生产这种低转速，大扭矩电涡流机只有西班牙的 司和法国的 司，他们的产品结构为风冷式。 由于测功机的扭矩和功率测量对速度和载荷范围要求要大，在考虑造价、可靠性、测量精度的情况下我们选择了 司的 160 型风冷 16 组电涡流机，其最大扭矩吸收转速为 750 r/流机电压为 流为 35A，最大吸收扭矩为 160 涡流机恒速精度高，体积重量小，结构简单，操作方便，勿需冷却水，且内置 160 热电偶，可在过热时自动断电，避免涡流机被烧坏。 电涡流机的恒速控制是测功机测试精度的关键因素之一，国内大部分测功机未真正解决好这一问题。按标准规定，恒速精度应达到 2 km/h（如中国94），但由于机械系统运动惯量较大，且不同车型惯量不同，同时，存在失控死区、非线性、滞后反应等调速反馈方面的难度，使得恒 速控制成为设计中的重点之一。 目前，我们通过几种途径予以解决，一是尽量采用直接传动，减小失控死区及滞后反应，同时采用数字调速和自适应控制等解决不同转动惯量的影响。此外，大转速及电流两个闭环中采用不同的采样频率以便有效的控制涡流机动态及反馈电流。测试证明可以稳定达到 0 5 km/h，是标准的 1/4。 控制过程如下：汽车在开始加速时，由于运行速度与设定速度相差较大，采用经验控制算法即按一定的规律逐步增加阻力；一旦汽车运行速度接近设定速度，自适应控制开始工作。因为在启动阶段，使运行速度尽快接近设定速度是 首要目的，而最后以何种方式稳定在设定速度则不在考虑之内，经验控制是简单易行且效果很好的控制方式。在运行速度接近设定速度之后，速度的稳定成为唯一目的，此时经验控制就无能为力了。汽车的实际运行工况十分复杂，其速度变化规律难以预测，因而任何预先设定参数的控制形式都不可能一直发挥最佳控制作用，其效果的优劣随运行工况而不断变化。自适应控制正是为适应类似的工况而发展起来的，它能够根据工况而调整控制参数，以实现实时最佳控制。 汽车在怠速状态下，不同负载状态下，不同车速状态下以及不同路况的情况下的排放都是不同的，测量到 这些数据对于汽车维修保养很重要，但更为重要的是为判断汽车排放是否合格提供依据，为环保检测部门提供精确而丰富的数据材料。本测功机可以配合尾气分析仪在不同工况的条件下进行汽车排放的检测，检测标准完全符合新出台的国家标准（ 1999）。 下面以恒速底盘测功为例，分析一下测量结果。 实验条件：起始速度 60 km/h，终止速度 80 km/h，速度步长 5 速稳定点为 5 个。试验车为桑塔那轿车。 在恒速状态下配合尾气分析仪，我们进行了发动机输出功率、轮输出扭矩及功率、传动损耗功率、 8 个参数的测量，并对速度、功率、扭矩进行了实时监控。 在本试验中，轮输出功率与经验数值相符，发动机输出功率为轮输出功率与传动损耗功率之和。轮输出最大功率对应的速度为 75 km/h。传动损耗功率是检验汽车驱动功率是否合格的重要参数，它直接关系到汽车的动力性能。 多功能汽车底盘测功机是汽车运输维修业、综合性能检测站、环境保护、交通（今后在用车报废将按其动力性能及排放性能而定）等行业所必需的测试设备，具有广阔的市场前景。通过计算机控制电涡流测功器加载实现阻力模拟，可以测量不同的工况下 汽车动力性能和环保性能（排放性能），并具有修正功能，测量数据更接近汽车实际行驶时的数据。本测功机通过自适应控制算法控制车速，提高了汽车的恒速稳定性，并且实现了动力性能和环保性能的连续测量。 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 : 设计汽车低温试验室 院 系 名 称 : 汽车与交通工程学院 专 业 班 级 : 车辆工程 07 学 生 姓 名 : 导 师 姓 名 : 开 题 时 间 : 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 开题报告撰写要求 一、“开题报告”参考提纲 1. 课题研究目的 和意义 ； 2. 文献综述（ 课题研究 现状及分析）； 3. 基本内容 、 拟解决的主要问题 ； 4. 技术路线或研究方法； 5. 进度安排； 6. 主要参考文献。 二、“开题报告”撰写规范 请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求 。 字数应在 4000 字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 系部 汽车与交通工程学 院 专业、班级 车辆工程 指导教师姓名 职称 高级实 验师 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是否 题目名称 汽车低温试验室设计 一、 课题研究 现状、 选题 目 的 和意义 低温工程学是航空航天、车辆实验、气体工业、生物医学工程等领域的重要基础支撑。 国外汽车低温试验室研究现状： 美国的经济高度发达，也是世界上最早研制汽车低温试验室的国家之一， 国外汽车低温试验室的研制开发已有六十多年，技术水平、测量精度以及检测设备水平较高。 中国汽车低温试验室发展现状： 中科院理化所于 2009 年正式获准成立“中国科学院低温工程学重点实验室”，这是我国低温工程学领域第一个院级开放实验室，对推动我国在汽车低温试验方面有重要的意义。 选题目的意义： 行设计， 布置实验室。完成发动机测功机的安装设计，同时规划布置低温实验仓，达到低温环境测试要求。 2. 结合实验室布置汽车整车性能测试装置布局 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及其它低温性能试验用 , 包括驾驶室采暖空调性能液压系统低温运行性能 , 零部件材料冷脆性能 , 蓄电池、燃油与机油的低温工作性能等。 对于北方冬季，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。 因此，针对东北寒冷的冬季，对乙醇汽油在寒冷地区 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。 二、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 对于我校汽车与交通工程学院将要组建汽车低温试验室，首先根据功能要求对低温实验室进行整体结构布局设计包括： 形尺寸。 涡流测功机。 温试验室检测系统以及分析输出设备。 车。 运用低温试验室检测设备检测发动机在低温条件下的性能运行情况，测出相应的各项性能指标用以改进发动机，使其在低温条件下有更优越的性能 对整车性能进行检测，选择合适的测功机与检测设备布局图如下：（天车与试验车待定） 对发动机台架进行设计绘 并完成安装并对其进行安装调试运行 对低温试验室进行温度调节，能够实现快速降温并能保持温度在一定范围内不变， 并计算热量损失及热交换值。 部分具体选用器材 : 外形尺寸：长 ，宽 ，高 3 米 . 实验室温度： 。 制冷系统设计成分体式。制冷主机为整 体式风冷室外机组 , 制冷系统采用格润冷库制冷分体机，主机采用德国比泽尔半封闭压缩机 冷风机采用上海北峰新型高效蒸发器 电磁阀、膨胀阀、吸气过滤器、干燥过滤器等零部件均采用进口名牌产品。 保温门：双开门，厚度 100 毫米；门洞尺寸为 上带安全逃生装置，防止人不慎困于库内，产生危险。 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。 室内与室外设计有通风设施。 因发动机的散热功率较大，同时实验室有通风要求而会导致一定的冷量损失，所以每个实验室的散热最大功 率暂定为 7kw/h。 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。 采用意大利小精灵冷库专用温控器，元器件均采用进口名牌产品。 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。 拟采用双平开门尺寸为： 100上带安全逃生装置，防止人不慎困于库内，产生危险。 库门是冷库的重要组成部分，冷库库门选型以密封性能好、坚固、耐用为基本准则。其特点主要有： 省能源 冷库库门应有完美的密封性能，从而为冷库业主节省大笔能源费用。 经久耐用 冷库库门密封系统采用“浮开沉闭”式机构，使密封胶圈能长年使用而极少磨损。 操作轻便 冷库库门由于采用了“浮开沉闭”式运动机构，所以，操作起来非常灵活轻便。 安全可靠 不需借助工具就可开启的紧急逃生装置；库内设置荧光手柄 ,只需推动手柄 ,即可开启。 一、 制冷设备 压缩机 本采用德国比泽尔半封闭压缩机 ,主要特点如下： 通用性 一种压缩机，可使用任何制冷剂 空调工况 中、低温工况 高效率 高效率工作阀片 最小的死点间隙 高效率大体积电机 耐磨驱动部件 耐用轻质合金驱动部件 低摩擦主轴瓦和铝活塞 表面镀硬铬的活塞环 可靠阀板设计 耐冲击弹簧钢阀片 振动小噪音低 最佳化的质量平衡 内置消音器（比泽尔专利技术） 高效率能量控制 50%能量调节（选购件） 级接线盒 可选订 级 电机电子保护装置 采用 感器对电机温度进行监控 排气温度保护（选购件） 曲轴箱加热器（选购件） 自适应带套管插入式 温用 子喷液装置 （比泽尔专利技术） 电子模块控制，保证喷液 100%雾化 二、 制冷设备 室内机 主要特点如下： 换热效率高，结霜均匀，如采用进口外平衡膨胀阀，制冷效率可提高 25，节省用电量，降低成本。 高效风机，风量大，射程远，耗电量小，噪声低， 使用寿命长。 盘管：厚度 光亮性铜管，液压机械涨管后与翅片紧密贴合。 弯关焊接：银焊。 气压试验： 压在水中进行气压和气密性实验合格。 液体分液器： 列采用文丘里分液头： 列采用新型分液头。 双层接水盘，内置带电热管斜接水盘。 外壳 ：有喷涂淡灰色的轧花铝板外壳。接水盘和 两侧板方便拆缺卸，连接件均采用高强度铝钉和 。 三、 制冷设备 室外机 该产品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，它具有高性能，低噪音，安装方便，省时省力，节能省电等优点。 它先进的设计、美观的造型、精湛的工艺、优化的配置，代表着冷库制冷设备发展的一个趋势与潮流。 特点： 1. 省电、节能压缩机，能效比大，制冷效率高。 2. 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。 3. 采用流线型风扇叶片，效率高，噪音小。 4. 喷塑外壳，美观大方，防雨防晒，特适于户外使用。 5. 机组内已事先充好制冷剂，无需在安装现场充注。 六、控制 采用意大利小精灵储藏库专用温控器，主要介绍如下： 制冷系统电控部分主要集中在电控箱中，电控箱是由微电脑温度控制器、交流接触继电器、空气开关、过电流保护继电器等电器元件组成的控制系统。该控制系统具有完善的控制功能，可以通过库内温度控制压缩机的启停，通过定时控制室内机进行融霜，还可通过各种保护和报警装置确保机组安全使用。 新一代原装进口微电脑制冷专用控 制器具有以下优点： 1. 亚光阻燃 程塑料外壳，外形美观大方，防雨防潮； 2. 大屏幕（ 观显示，冷室温度、设备运行状况实时监控并同步显示； 3. 大按键设计方便用户操作； 功能完善，可有温度控制、温湿一体控制可供选型。 （一）、电控箱使用参数 a 电源：三相 380V 5%。 b 环境：温度 0 45 湿度 90% 无水、无爆炸性气体和粉尘。 c 控温范围： 60。 d 精确值差范围 : 2。 e 输入 度传感器 2 只。 （二）、电控部分特点 电控箱采用进口微电脑控制器和电器元件，具有功能齐全、抗干扰性强、可靠性高的特点 ，可实现 自动控温，通过感温探头探测库内温度，当库温达到设定温度上限时，压缩机启动制冷；当温度达到设定温度下限时，压缩机自动停止；当库温探头失效时，还可通过设置参数暂时用时间周期控制压缩机启停； A) 自动化霜：融霜可采用电加热器或热气任何一种融霜方式，通过设置参数值实现此功能； B) 异常报警：当库内温度过高或过低都会自动报警，并显示报警代码，如果库温探头或蒸发器探头失灵也会自动报警，并显示报警代码； C) 机组启动延时：为防止机组频繁启动，在微电脑温度控制器中可设置机组启动延时； D) 过电流保护：电控箱中有过电流保护器，在电 流过大时，自动断开确保设备安全。 主 要技术指标 汽 车 试 验 室 温度 ( ) 地面积 (22 容积 (机额定功率 (外机型号 室内机型号 电源 3 相 380V 5% 化霜电加热功率 (组冷却方式 风冷 制冷量 (、技术路线（研究方法） 确定发动机试验台及台架整体布置 确定 低温实验室整体结构布局设计 方案 确定 低温试验室温度控制 设计布置 进行冷冻负荷计算 运用 成设计图纸，写说明书 调研和查阅资料 对房架结构进行 力分析 四、进度安排 1、调研、资料收集，完成开题报告 第 1、 2 周 2、实验室调研，完成实验室整体布局，考虑到功能因素（性能检测、数据分析）第 3 周 3、设计发动机台架及定位：第 4 周 4、实现实验室温度控制功能，完成热交换计算，绘制设计图纸第 5、 6 周 5、完成整车性能试验设计，撰写说明书 第 7 周 6、完善确定设计方案，进行计算设计，绘制图纸 第 8 周 7、完成设计图纸 第 9 周 8、撰写设计说明书、实现设计功能，进行校核分析。第 10 周 9、完成设计说明书的撰写 第 11 周 10、设计审核、预答辩、修改 第 12 周、第 13、 14 周、第 15 周、第 16 周 11、毕业设计答辩 第 17 周 五、 参考文献 1、 期刊类：道路与公路类，筑路机械或工程机械类，交通工程类，有关大学学报等（五年内） 2、 科技图书和教材：机械设计类、制图类、及相关专业书； 3、 设计手册：机械设计手册等； 4、 网络资源：检索关键词；汽车低温试验室； 5、发动机试验理论与实践 其它：相关产品广告，参观有关产品展览会。 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日 黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 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 黑 龙 江 工 程 学 院 二一一年六月 黑龙江工程学院本科生毕业设计 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 ar a of no a a of of of in of a in of is a to of to of a at of of so s in of in so of is an of at a of in of of of on of a of a to in of 目 录 摘要 . . 错误 !未定义书签。 第 1 章 绪 论 . 1 究背景及意义 . 1 . 1 . 1 . 1 . 2 . 2 . 2 . 3 . 3 第 2 章 低温试验室功能实现及计算 . 5 . 5 . 5 . 6 . 7 . 8 . 9 . 9 . 10 . 10 . 10 . 10 . 10 章小结 . 11 第 3 章 汽车低温试验室布局设计方案 . 12 . 12 黑龙江工程学院本科生毕业设计 . 12 . 13 . 14 . 14 . 15 . 15 章小结 . 15 第 4 章 发动机性能检测设备布置 . 16 . 16 . 16 . 16 . 16 . 16 . 16 . 16 . 16 . 17 理 . 17 . 18 . 19 . 21 . 23 . 24 . 25 . 25 . 26 . 28 . 28 . 29 . 31 . 31 . 32 黑龙江工程学院本科生毕业设计 动机定位螺栓校核 . 34 . 34 . 35 章小结 . 37 第 5 章 整车性能检测试验台设备布置 . 38 . 38 . 38 . 38 . 38 . 38 . 39 . 39 . 39 . 40 . 41 章小结 . 42 第 6 章 试验功能体现 . 43 . 43 . 45 . 47 . 48 结论 . 49 参考文献 . 50 致谢 . 51 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 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。 有布置条件 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 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。 要技术要求 试验环境温度按 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 12534规定执行，装载质量按 12534规定执行 ,前排双人 (60 )，座椅调整黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 至最后位置，车辆加装所有选装配置 ,轮胎气压按 12534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。 内外汽车发展现状 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。 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 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 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 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，本质上就是黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 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， 辆和 1， 辆，同比增长 乘用车继续保持快速增长，产销 辆，同比增长 商用车累计产销超过上年，表现也比较出色，产销 辆和 辆，同比增长 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 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。 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。 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 示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 图 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。 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 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 5 第 2 章 低温试验室功能实现及计算 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 1k（ 式中 k低温试验室的传热系数，经验公式 k= 渗入热计算 渗入热计算公式为： （ （ 式中 F为传热面积 2m ； t 为库内外温差 ； 裕度系数。 渗入热为： 1Q 65=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： 6 0 0/)( 212 （ （ 式 中 W为进货量单位 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 6 2Q =3000 (303600 8= 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 ： 式中 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/。 杰勋百公里耗油为 位 L 换算为 1L= 5410 (kJ/ 每小时所发 出的热量 : 5 410 =230000（ kJ/h） （ 废气带走的热量 废气带走的热量 kJ/h)为： （ ）（ 12 ） （ 式中 B 、 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； 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 耗一升燃料需要 气，所以消耗 料需要 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7