專利名稱：動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模擬系統(tǒng)，尤其涉及一種動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)作為車輛的心臟，對(duì)車輛的性能有至關(guān)重要的作用。而發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)散發(fā)的熱量大約等于其輸出的有效功率，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)及其附屬系統(tǒng)所在的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力艙的內(nèi)環(huán)境對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱具有及其重要的作用。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷地提高，需要更大量的冷卻空氣；另一方面，由于造型與空氣動(dòng)力學(xué)的需要，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力艙室的空間越加狹小，而且進(jìn)氣口空間與布置位置的約束也日漸加大。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的冷卻系統(tǒng)的流動(dòng)與傳熱，盡可能使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力艙與發(fā)動(dòng)機(jī)以及各部件之間進(jìn)行較好的匹配，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱與動(dòng)力性能，研究發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的熱環(huán)境就具有十分重要的指導(dǎo)意義。 例如發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)溫度降低，大大減少了由于溫度過高而使機(jī)油變質(zhì)、破壞潤滑的現(xiàn)象，能夠有效的提高汽車的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。在對(duì)動(dòng)力艙內(nèi)部熱環(huán)境的研究上，國內(nèi)外的文獻(xiàn)都更多的關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)自身的冷卻系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能的影響，而對(duì)動(dòng)力艙布局如何影響其內(nèi)部熱環(huán)境的討論較少。由于理論計(jì)算的局限性，借助試驗(yàn)儀器對(duì)空間溫度及速度場進(jìn)行測定顯現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。但是，由于處于艙體內(nèi)部，在風(fēng)洞試驗(yàn)中觀測艙內(nèi)流場流動(dòng)分布情況比較困難，而且統(tǒng)計(jì)流過特定面的空氣流量也非常復(fù)雜。所以，要解決這些問題，搭建一個(gè)模擬動(dòng)力艙熱可靠性系統(tǒng)是一個(gè)很好的選擇，在研究空間中布置若干數(shù)量的熱電偶，用溫度計(jì)對(duì)熱電偶進(jìn)行溫度標(biāo)定，利用風(fēng)速儀測定進(jìn)出風(fēng)口的風(fēng)速，這樣可以得到一個(gè)較為直觀的空氣流場分布。其次， 通過計(jì)算流過散熱器的空氣流量，來研究散熱器的散熱性能、分析散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)匹配情況也有很重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)。為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是
動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)包括第一交流變頻電機(jī)、第一扭矩儀、第一液壓泵、第一支架、第一液壓馬達(dá)、第一風(fēng)扇、進(jìn)氣百葉窗、散熱器、動(dòng)力艙模擬裝置、模擬動(dòng)力艙室、出氣百葉窗、第二風(fēng)扇、第二液壓馬達(dá)、第二支架、第二液壓馬達(dá)、第二扭矩儀、第二交流變頻電機(jī)、主循環(huán)水路、第三交流變頻電機(jī)、第三扭矩儀、驅(qū)動(dòng)水泵；第一交流變頻電機(jī)、第一扭矩儀、第一液壓泵、第一支架、第一液壓馬達(dá)順次相連，第二風(fēng)扇、第二液壓馬達(dá)、第二支架、第二液壓馬達(dá)、 第二扭矩儀、第二交流變頻電機(jī)順相連，第三交流變頻電機(jī)、第三扭矩儀、驅(qū)動(dòng)水泵順次相連，模擬動(dòng)力艙室內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣百葉窗、出氣百葉窗、第一風(fēng)扇、第二風(fēng)扇，散熱器、動(dòng)力艙模擬裝置、驅(qū)動(dòng)水泵通過主循環(huán)水路串連。所述的動(dòng)力艙模擬裝置為一個(gè)或多個(gè)。所述的動(dòng)力艙模擬裝置包括儲(chǔ)油罐、注油泵、油氣分離器、主循環(huán)泵、有機(jī)熱載體爐、第一止回閥、第二止回閥、調(diào)溫罐、第一流量計(jì)、溫控儀、三通比例閥、離心式熱油泵、第一溫度計(jì)、模擬熱源、第二流量計(jì)、變頻調(diào)速熱油泵、熱模擬器、變頻器、電動(dòng)機(jī)、齒輪泵、第三流量計(jì)、模擬設(shè)備、第二溫度計(jì)；儲(chǔ)油罐、注油泵、油氣分離器入口順次相連，油氣分離器出口、主循環(huán)泵、有機(jī)熱載體爐、第二止回閥、調(diào)溫罐供油入口、調(diào)溫罐供油出口、第一止回閥、油氣分離器回油口順次相連；調(diào)溫罐供油口、第一流量計(jì)、三通比例閥進(jìn)口、三通比例閥第二出口、離心式熱油泵、模擬熱源、第二流量計(jì)、調(diào)溫罐回油口、順次相連，第一溫度計(jì)位于模擬熱源上，溫控儀與第一溫度計(jì)溫度計(jì)、三通比例閥、離心式熱油泵相連接；調(diào)溫罐出油口、第一流量計(jì)、三通比例閥第二出口順次相連，模擬熱源供油口、變頻調(diào)速熱油泵、熱模擬器第一進(jìn)口、熱模擬器第二出口、模擬熱源回油口順次相連構(gòu)成回路，變頻器、電動(dòng)機(jī)、齒輪泵順次相連，熱模擬器第二進(jìn)口、熱模擬器第二出口、齒輪泵、第三流量計(jì)、模擬設(shè)備順次相連，第二溫度計(jì)位于模擬設(shè)備上。所述的模擬設(shè)備為模擬發(fā)動(dòng)機(jī)、模擬機(jī)油冷卻器、模擬中冷器、模擬變速器或模擬轉(zhuǎn)向器。所述的模擬設(shè)備的冷卻方式為水冷或空冷。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果
1.該系統(tǒng)可以定量地測量進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)等底盤輔助系統(tǒng)邊界條件 (參數(shù))變化對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)總成性能產(chǎn)生的影響，根據(jù)實(shí)際研究目標(biāo)，改變所需研究的邊界條件(如進(jìn)氣阻力和溫度、排氣背壓、水泵轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等)，測量計(jì)算動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)(如轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率、油耗等)，分析輔助系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)總成裝置性能影響的規(guī)律，指導(dǎo)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。2.該系統(tǒng)可以做動(dòng)力輔助系統(tǒng)的先期方案試驗(yàn)和后期的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。通過先期方案試驗(yàn)可以大大提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，為設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)；通過后期的驗(yàn)證試驗(yàn)可以找到系統(tǒng)存在的不足之處，為改進(jìn)設(shè)計(jì)提供有力的支持。3.該系統(tǒng)可以采用模擬機(jī)油，傳動(dòng)油，冷卻液等各種真實(shí)的試驗(yàn)介質(zhì)，避免了使用單一介質(zhì)無法模擬不同介質(zhì)傳熱系數(shù)，粘度的缺點(diǎn)。4.為了保證模擬熱源的恒溫恒流量輸出，通過控制三通比例調(diào)節(jié)閥的開度來控制進(jìn)入調(diào)溫罐的熱油量的大小，通過變頻調(diào)控?zé)嵊土髁康姆椒▉砜刂瞥隹跍囟鹊拇笮　?.為了保證不同車輛的不同部位所需要的熱量，因而在模擬熱源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上采取了獨(dú)立的多路恒溫恒流量控制策略，每路模擬熱量都采用多組熱模擬器組合換熱方式，這樣可隨著換熱量以及試驗(yàn)介質(zhì)溫度的不同要求，進(jìn)行靈活的組合，來滿足車輛的實(shí)際使用需要。


圖1為動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的動(dòng)力艙模擬裝置結(jié)構(gòu)示意圖中第一交流變頻電機(jī)1、第一扭矩儀2、第一液壓泵3、第一支架4、第一液壓馬達(dá)5、 第一風(fēng)扇6、進(jìn)氣百葉窗7、散熱器8、動(dòng)力艙模擬裝置9、模擬動(dòng)力艙室10、出氣百葉窗11、 第二風(fēng)扇12、第二液壓馬達(dá)13、第二支架14、第二液壓馬達(dá)15、第二扭矩儀16、第二交流變頻電機(jī)17、主循環(huán)水路18、第三交流變頻電機(jī)19、第三扭矩儀20、驅(qū)動(dòng)水泵21、儲(chǔ)油罐22、
4注油泵23、油氣分離器M、主循環(huán)泵25、有機(jī)熱載體爐沈、第一止回閥27、第二止回閥觀、 調(diào)溫罐四、第一流量計(jì)30、溫控儀31、三通比例閥32、離心式熱油泵33、第一溫度計(jì)34、模擬熱源35、第二流量計(jì)36、變頻調(diào)速熱油泵37、熱模擬器38、變頻器39、電動(dòng)機(jī)40、齒輪泵
41、第三流量計(jì)42、模擬設(shè)備43、第二溫度計(jì)44。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本專利的限定。如圖1所示，動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)包括第一交流變頻電機(jī)1、第一扭矩儀2、第一液壓泵 3、第一支架4、第一液壓馬達(dá)5、第一風(fēng)扇6、進(jìn)氣百葉窗7、散熱器8、動(dòng)力艙模擬裝置9、模擬動(dòng)力艙室10、出氣百葉窗11、第二風(fēng)扇12、第二液壓馬達(dá)13、第二支架14、第二液壓馬達(dá) 15、第二扭矩儀16、第二交流變頻電機(jī)17、主循環(huán)水路18、第三交流變頻電機(jī)19、第三扭矩儀20、驅(qū)動(dòng)水泵21 ；第一交流變頻電機(jī)1、第一扭矩儀2、第一液壓泵3、第一支架4、第一液壓馬達(dá)5順次相連，第二風(fēng)扇12、第二液壓馬達(dá)13、第二支架14、第二液壓馬達(dá)15、第二扭矩儀16、第二交流變頻電機(jī)17順相連，第三交流變頻電機(jī)19、第三扭矩儀20、驅(qū)動(dòng)水泵21 順次相連，模擬動(dòng)力艙室10內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣百葉窗7、出氣百葉窗11、第一風(fēng)扇6、第二風(fēng)扇12， 散熱器8、動(dòng)力艙模擬裝置9、驅(qū)動(dòng)水泵21通過主循環(huán)水路18串連。所述的動(dòng)力艙模擬裝置9為一個(gè)或多個(gè)。如圖2所示，所述的動(dòng)力艙模擬裝置包括儲(chǔ)油罐22、注油泵23、油氣分離器M、主循環(huán)泵25、有機(jī)熱載體爐沈、第一止回閥27、第二止回閥觀、調(diào)溫罐四、第一流量計(jì)30、溫控儀31、三通比例閥32、離心式熱油泵33、第一溫度計(jì)34、模擬熱源35、第二流量計(jì)36、變頻調(diào)速熱油泵37、熱模擬器38、變頻器39、電動(dòng)機(jī)40、齒輪泵41、第三流量計(jì)42、模擬設(shè)備 43、第二溫度計(jì)44 ；儲(chǔ)油罐22、注油泵23、油氣分離器M入口順次相連，油氣分離器M出口、主循環(huán)泵25、有機(jī)熱載體爐沈、第二止回閥觀、調(diào)溫罐四供油入口、調(diào)溫罐四供油出口、第一止回閥27、油氣分離器M回油口順次相連；調(diào)溫罐四供油口、第一流量計(jì)30、三通比例閥32進(jìn)口、三通比例閥32第二出口、離心式熱油泵33、模擬熱源35、第二流量計(jì)36、 調(diào)溫罐四回油口、順次相連，第一溫度計(jì)34位于模擬熱源35上，溫控儀31與第一溫度計(jì) 34溫度計(jì)、三通比例閥32、離心式熱油泵33相連接；調(diào)溫罐四出油口、第一流量計(jì)30、三通比例閥32第二出口順次相連，模擬熱源35供油口、變頻調(diào)速熱油泵37、熱模擬器38第一進(jìn)口、熱模擬器38第二出口、模擬熱源35回油口順次相連構(gòu)成回路，變頻器39、電動(dòng)機(jī)40、 齒輪泵41順次相連，熱模擬器38第二進(jìn)口、熱模擬器38第二出口、齒輪泵41、第三流量計(jì)
42、模擬設(shè)備43順次相連構(gòu)成回路，第二溫度計(jì)44位于模擬設(shè)備43上。所述的模擬設(shè)備43為模擬發(fā)動(dòng)機(jī)、模擬機(jī)油冷卻器、模擬中冷器、模擬變速器或模擬轉(zhuǎn)向器。所述的模擬設(shè)備43的冷卻方式為水冷或空冷。本發(fā)明的工作過程如下
針對(duì)一個(gè)試驗(yàn)工況需求，先進(jìn)行系統(tǒng)熱量的計(jì)算，然后設(shè)計(jì)試驗(yàn)包括由幾路熱源模擬通路，由幾組換熱器參與熱量交換，導(dǎo)熱油流量、導(dǎo)熱油溫度等試驗(yàn)參數(shù)，然后將熱模擬器進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以滿足試驗(yàn)要求。然后，對(duì)系統(tǒng)循環(huán)進(jìn)行冷循環(huán)，冷循環(huán)的目的是檢查管路是否有泄露、系統(tǒng)流量、壓力等是否正常，接著進(jìn)行熱載體爐的升溫過程，升溫過程中先開關(guān)有關(guān)閥門，關(guān)閉大循環(huán)，先進(jìn)行小循環(huán)的升溫過程，在升溫過程中保持每小時(shí)30°C 50°C的速度。根據(jù)試驗(yàn)前對(duì)熱模擬器冷、熱介質(zhì)進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果，設(shè)定導(dǎo)熱油的溫度，開啟大循環(huán)及調(diào)節(jié)閥門，使導(dǎo)熱油流量到達(dá)要求值。啟動(dòng)試驗(yàn)部分，隨著冷熱側(cè)介質(zhì)溫度的逐漸平衡，三通比例閥微調(diào)即可保證試驗(yàn)熱量。 該系統(tǒng)可以根據(jù)不同的試驗(yàn)需要靈活增減模擬動(dòng)力艙設(shè)備，調(diào)節(jié)有機(jī)熱載體爐的功率可以模擬不同工況下動(dòng)力艙室的發(fā)熱量，靈活組合熱模擬器中換熱器的數(shù)量可以靈活的調(diào)節(jié)不同的動(dòng)力艙模擬設(shè)備所需的換熱量和試驗(yàn)介質(zhì)所需的溫度。將動(dòng)力艙模擬設(shè)備在動(dòng)力艙室中移動(dòng)和調(diào)節(jié)，即可得到不同的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力艙布置形式，靈活方便。調(diào)節(jié)水泵和風(fēng)扇的頻率可以調(diào)節(jié)該動(dòng)力艙散熱能力，在模擬動(dòng)力艙設(shè)備上布置熱電偶測溫網(wǎng)可以測量設(shè)備的溫度場，在動(dòng)力艙模擬設(shè)備所對(duì)應(yīng)的截面上布置壓差傳感器即可以測量設(shè)備的壓力損失。在發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇進(jìn)出口和動(dòng)力艙室內(nèi)部安裝風(fēng)速測試儀即可得到該動(dòng)力艙室的流場分布。從而可以綜合研究發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力艙的溫度場與速度場，為了解發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力艙的流動(dòng)與溫度分布，改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力艙冷卻風(fēng)道的機(jī)構(gòu)和形式提供了研究開發(fā)平臺(tái)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)，其特征在于包括第一交流變頻電機(jī)(1)、第一扭矩儀(2)、 第一液壓泵(3)、第一支架(4)、第一液壓馬達(dá)(5)、第一風(fēng)扇(6)、進(jìn)氣百葉窗(7)、散熱器(8)、動(dòng)力艙模擬裝置(9)、模擬動(dòng)力艙室(10)、出氣百葉窗(11)、第二風(fēng)扇(12)、第二液壓馬達(dá)(13)、第二支架(14)、第二液壓馬達(dá)(15)、第二扭矩儀(16)、第二交流變頻電機(jī)(17)、 主循環(huán)水路(18)、第三交流變頻電機(jī)(19)、第三扭矩儀(20)、驅(qū)動(dòng)水泵；第一交流變頻電機(jī)(1)、第一扭矩儀O)、第一液壓泵(3)、第一支架G)、第一液壓馬達(dá)( 順次相連，第二風(fēng)扇(12)、第二液壓馬達(dá)(13)、第二支架(14)、第二液壓馬達(dá)(15)、第二扭矩儀(16)、第二交流變頻電機(jī)(17)順相連，第三交流變頻電機(jī)(19)、第三扭矩儀(20)、驅(qū)動(dòng)水泵(21)順次相連，模擬動(dòng)力艙室(10)內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣百葉窗(7)、出氣百葉窗(11)、第一風(fēng)扇(6)、第二風(fēng)扇(12 )，散熱器(8 )、動(dòng)力艙模擬裝置(9 )、驅(qū)動(dòng)水泵(21)通過主循環(huán)水路(18 )串連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的動(dòng)力艙模擬裝置(9)為一個(gè)或多個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的動(dòng)力艙模擬裝置包括儲(chǔ)油罐(22)、注油泵(23)、油氣分離器(24)、主循環(huán)泵(25)、有機(jī)熱載體爐(26)、第一止回閥(27)、第二止回閥(28)、調(diào)溫罐(29)、第一流量計(jì)(30)、溫控儀(31)、三通比例閥 (32)、離心式熱油泵(33)、第一溫度計(jì)(34)、模擬熱源(35)、第二流量計(jì)(36)、變頻調(diào)速熱油泵(37)、熱模擬器(38)、變頻器(39)、電動(dòng)機(jī)(40)、齒輪泵(41)、第三流量計(jì)(42)、模擬設(shè)備(43)、第二溫度計(jì)(44)；儲(chǔ)油罐(22)、注油泵(23)、油氣分離器(24)入口順次相連，油氣分離器(24)出口、主循環(huán)泵(25)、有機(jī)熱載體爐(26)、第二止回閥(28)、調(diào)溫罐(29)供油入口、調(diào)溫罐(29)供油出口、第一止回閥(27)、油氣分離器(24)回油口順次相連；調(diào)溫罐(29)供油口、第一流量計(jì)(30)、三通比例閥(32)進(jìn)口、三通比例閥(32)第二出口、離心式熱油泵(33)、模擬熱源(35)、第二流量計(jì)(36)、調(diào)溫罐(29)回油口、順次相連，第一溫度計(jì)(34)位于模擬熱源(35)上，溫控儀(31)與第一溫度計(jì)(34)溫度計(jì)、三通比例閥(32)、離心式熱油泵(33)相連接；調(diào)溫罐(29)出油口、第一流量計(jì)(30)、三通比例閥(32)第二出口順次相連，模擬熱源(35)供油口、變頻調(diào)速熱油泵(37)、熱模擬器(38)第一進(jìn)口、熱模擬器 (38)第二出口、模擬熱源(35)回油口順次相連構(gòu)成回路，變頻器(39)、電動(dòng)機(jī)(40)、齒輪泵(41)順次相連，熱模擬器(38)第二進(jìn)口、熱模擬器(38)第二出口、齒輪泵(41)、第三流量計(jì)(42)、模擬設(shè)備(43)順次相連構(gòu)成回路，第二溫度計(jì)(44)位于模擬設(shè)備(43)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的模擬設(shè)備(43)為模擬發(fā)動(dòng)機(jī)、模擬機(jī)油冷卻器、模擬中冷器、模擬變速器或模擬轉(zhuǎn)向器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的模擬設(shè)備(43)的冷卻方式為水冷或空冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)。第一交流變頻電機(jī)、第一扭矩儀、第一液壓泵、第一支架、第一液壓馬達(dá)順次相連，第二風(fēng)扇、第二液壓馬達(dá)、第二支架、第二液壓馬達(dá)、第二扭矩儀、第二交流變頻電機(jī)順相連，第三交流變頻電機(jī)、第三扭矩儀、驅(qū)動(dòng)水泵順次相連，模擬動(dòng)力艙室內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣百葉窗、出氣百葉窗、第一風(fēng)扇、第二風(fēng)扇，散熱器、動(dòng)力艙模擬裝置、驅(qū)動(dòng)水泵通過主循環(huán)水路串連。本發(fā)明能夠模擬動(dòng)力艙設(shè)備，這些設(shè)備具有與真實(shí)設(shè)備一樣的流動(dòng)與傳熱情況。該模擬動(dòng)力艙系統(tǒng)不僅可以得到真實(shí)介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，更可以模擬動(dòng)力艙運(yùn)行時(shí)的真實(shí)工況，解決了一般的動(dòng)力艙模擬系統(tǒng)熱源介質(zhì)單一，模擬量唯一，溫度流量不可調(diào)的問題。
文檔編號(hào)G01M13/02GK102507193SQ20111033824
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者俞小莉, 傅佳宏, 劉震濤, 夏琪偉, 孫正, 尹旭, 張宇, 邵穎慧 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)