汽车发动机试验室设计、建设(方案)SICOLAB

汽车发动机试验室设计、建设（方案）SICOLAB

汽车发动机是一种非常复杂的精密动力机械，发动机结构复杂，也形成了对内燃机各工作辅助系统提出较高的要求，这些都是发动机实验所要解决的基本问题。除了要有各种测量仪器设备外，还要有一个能保证实验条件尽可能接近实际使用条件和保证发动机各项参数测量精度高的实验室，同时必须把实验室的一些辅助系统设计合理。SIOLAB本设计根据发动机实验室的技术要求，本着经济、实用、提高测量精度、布置合理等方面自主研发。

一、实验台的设计要求与组成

1、具体设计要求

安装在实验台上的发动机能模拟实际的使用条件或尽可能地接近实际使用条件；便于安装、调整、检查和更换发动机零部件；具有广泛的适应能力，能完成不同机型和不同试验目的和实验项目；有良好的通风、消音、消烟、隔振设施，尽可能改善实验人员的工作条件。

2、发动机实验台基础设计

发动机实验时，噪音震动是比较大的，对操作人员和建筑物是有一定损害的，所以设计地基时，必须填加一部分减震隔音材料。地基和建筑物分离开，以减少地基对建筑物的破坏。3、实验台座设计

根据所选择的测功机的安装要求、发动机的支撑和从实验的安全与经济性角度出发，设计了实验台座。按国家铸件标准GB9439规定，机械加工余量及尺寸公差按JB2854-80-8级，消除内应力退火或时效处理，并要求铸件表面硬度达到HB170~220，铸件表面不允许存在夹渣、沙眼、缩松、气孔、裂纹等铸造缺陷，一般公差为HB5800-85-Ⅱ，铸件应消砂。非加工表面喷底漆C06-1 ZBG510-87。铸造圆角R10，拔摸斜度3~5度，平板精度应达到3级精度等级。发动机性能试验台结构如图

二、测功机的选择

1、电涡流测功机的主要技术指标

电涡流测功机的主要技术指标（符合JB/7790-95，JB3743-84，GB5363-85的有关规定）实验室选择型号CW160-3000/1000的电涡流测功机。额定吸收功率（KW）160；最大扭距（Nm）522；扭矩满量程（Nm）600；转速满量程（r/min）10000；转动惯量（Kgm）0。231；平均耗水量（L/h）4320；满功率耗电（A）4；重量（Kg）600。

2、测功机的安装

安装基础：电涡流测功机必须安装在单独的混凝土基础上，混凝土应为高质量的水泥（425号）。基础尺寸由测功机底座大大小决定，基础边缘与测功机底座边缘有120~140mm 的距离，基础厚度应不小于5L（L为基础长度）。

电涡流测功机应水平安装在混凝土基础上，用0。02/1000水平仪测量，气泡不应超过三个小格（在相互垂直的两个方向测量）。安装时考虑到和被测试发动机的对接，还要考虑冷却水的进出，进水管径应不小于涡流测功机入水口管径，排水管应有适当的坡度，使底座的积水能自然排出。

三、测功机与发动机的对接

（1）由于电涡流测功机与发动机中线的任何偏差都将引起它们的附加振动，在轴与轴承之间产生动负荷，所以一定要尽可能保持两轴中心线重合，不大于0。2。

（2）联轴器的参数应与被测发动机相协调，在材料强度允许的条件下，应尽量采用较轻的联轴器，联轴器应经过精确的动平衡试验。

（3）联轴器应装有安全防护罩，防护罩上应装有报警保护开关，防护罩合紧时开关断开，打开时开关接通。

1、燃料供给系统油箱设计：

发动机的燃油贮存箱，它的容积以一个工作日能消耗的最大油耗来计算，一个工作日为8小时。此台架采用BJ492Q型汽油机为试验用发动机。BJ492Q汽油机的燃油消耗量为292克/千瓦·小时。由于实验室空间有限油箱太大不好安装（油箱高出发动机1。5米，保证供油压力）也不安全，根据实际考虑，所以油箱为0。5×0。5×0。4米，V=0。1立方米。为观察油箱油量存储量，在油箱前设置了玻璃管连通器做为标尺。为防止油箱内污物进入发动机，在加工油箱时一般将输油管高出油箱底平面一般50毫米。防止燃料腐蚀油箱内部表面要涂有防腐材料。

2、油门机构设计

油门执行器是控制发动机油门开度的执行机构（额定输出扭矩5N·m），应装在油门附近便于控制且振动又比较小的地方。它应有坚固的基础和托架，远离热源，它与化油器的距离不应大于400毫米，油门执行器摆动杆和发动机油门控制杆之间用拉杆或钢丝绳连接。调节拉杆或钢丝绳的连接位置和长度当油门开度由全关调到全开，尽量使油门执行器摆杆从零转到最大角度（0~45度），拉油门时应保证灵活，不应有摩擦、阻塞等现象。

四、实验室进排气系统布置设计

BJ492Q发动机进气系统设置了稳压筒，减少了空气滤清器，原因是空气滤清器有较大的阻力，它虽然可以起到过滤空气的效果，但也会使进气量减小，使发动机功率降低，不能准确评价发动机的动力性。稳压筒的进气压力恒定。所以进气阻力小于滤清器。尺寸为：高0。6m，直径0。56m。放置在实验台座的前端。对排气系统的要求应尽量把全部废气排出室外，并且应有良好的消音系统，减少噪音和废气对发动机测功的影响及对人身健康的危害。排烟采用地下输出方式，并设置消音坑，消音坑尺寸为：0。5×0。5×0。3m，采用加大排烟管道的直径，减小排气阻力。

五、冷却系统的布置设计

1、BJ492Q发动机冷却系统的设计

（1）设计原理：冷却系统的混合水箱选用先进的电磁阀自控恒温水箱，实现冷却系统的循环，但如果在发动机大负荷大功率工况下工作，那燃烧产生的热能就会增大，传播到气缸水套中的热量就会增加，这样使冷却水水温上升过大。这时放置在发动机冷却排水管中的热电偶温度传感器会自动给出电讯号，使继电器开关闭合上，继电器又控制与冷却自来水管相接的电磁阀打开阀门，使自来水进入水箱中，使水箱中水温下降，使发动机进水温度保持在规定范围内，达到目的后，电磁阀又自动关闭阀门，停止进入自来水。

（2）此恒温水箱体包括，各进出水水管、开关、支架、温度指示器、热电偶和电磁阀

等组成。温度指示器选用：XCT—122型温度指示器；热电偶型号：WZC—230，M27×2（采用固定螺栓）；电磁阀型号：TCZ—250A，电压220V直径25毫米；连接采用螺纹钢水管，工作温度<150℃。图2机油恒温装置

2、发动机机油冷却系统设计

（1）发动机机油冷却系统主要用于车用汽（柴）油发动机的台架性能实验。按照内燃机台架实验方法GB1105。3-87中的有关要求，须对发动机实验过程中的机油温度进行控制并能恒定在某一要求的范围，确保发动机台架实验的正常进行。

（2）主要组成：机油恒温系统主要有水/水热交换器、电加热器、机油过滤器、循环水泵、机油泵、电动调节阀以及电控系统等组成。构成如图2所示。

（3）主要技术参数表1机油恒温装置主要技术参数技术参数参数值被测发动机功率范围/Kw 120~300 20~120机油最高工作温度/℃95机油循环量/（L/min）30~85 30~50介质黏度/cst<50系统精度/K≤±5（±2）机油回路允许工作压力/MPa 1。45冷却水最高温度/℃>40电源功率/（KW/380V）18 15机油进、出口尺寸/英寸3/4冷却水进、出口尺寸/英寸1外型尺寸（长×宽×高）/毫米854×754×1540 752×702×1490整机重量/千克约300约2006结论汽车发动机性能实验室的设计是发动机性能实验的基础，它是为发动机的研究、设计、检测和教学等科研项目提供优越的实验条件，实验室的建设一直在进行当中，从中分析得到了相当宝贵理论知识和实践经验。随着技术的发展，发动机的测试仪器和设备已具有精确、灵敏和自动化程度高的特点，许多高新技术广泛地应用与测试设备和仪器。