電渦流測功器式汽油機實驗室的總體設計

焦麗秀++王揚++嚴靜

摘 要：通過進入我校實驗室現場觀察，咨詢導師，以及查閱一些與實驗室規劃設計相關的文獻后，本文將首先介紹實驗室的設計原則，然后從實驗室的輔助系統來介紹其總體布局。著重闡述該發動機實驗室的總體設計和試驗臺架布局以及底座的減振。

關鍵詞：發動機實驗室；實驗室設計；電渦流測功機

1 引言

內燃機實驗室是為滿足發動機各項試驗要求而設計，是發動機研究、設計及教學過程中重要的組成部分。本文將以學校實驗室設計為模板，通過介紹本校電渦流測功機式汽油機實驗室的設計特點來論述實驗室的總體設計，使讀者能初步了解汽油機實驗室設計原理。

文章闡述了本校實驗室設計原則，系統介紹實驗室總體設計以及實驗室臺架的設計。

2 發動機實驗室規劃設計

2.1 實驗室的設計原則

為保證實驗室能達到所規定的要求和性能，其設計原則應如下：

（1）發動機與測試設備的布置必須遵守“通用性”、“靈活性”的原則；

（2）采取完善可靠的安全、消防和隔聲、降噪等環保措施；

（3）可以完成不同型號、不同目的、不同項目的發動機臺架測試；

（4）采用先進技術，實現對試驗參數的嚴格控制，同時也應該使發動機的運行狀況盡可能地接近其實際使用條件。

2.2 實驗室平面結構

實驗室平面圖如圖1所示，根據其功能不同，主要分為三大區域。

區域Ⅰ為試驗區域，也可稱為試驗室，占地尺寸為4m×8m，由控制區域1和臺架試驗區域2組成?？刂茀^域（也稱控制室），控制區域放置有ECK500操作控制臺和HD3000測試儀。在試驗區域2（也稱臺架試驗室）中，桑塔納3000超越者發動機與DW250測功機用聯軸器聯接，兩者被固定在鋼鐵鑄成的安裝底座上。

區域Ⅱ為實驗室供給區域，這塊區域緊靠著實驗室一側墻體，包括兩用啟動電源3、燃油供給恒溫系統4、機油供給恒溫系統5，墻壁上裝有風扇、液晶顯示器、數據收集儀。墻體上固定有臺架電源控制箱、機油恒溫控制箱、操作電源。

區域Ⅲ為冷卻水塔6，建造在實驗室外，露天。主要為試驗臺架上的內燃機、測功機和燃油恒溫箱、機油恒溫箱提供冷卻水。

2.3 實驗室立面結構

發動機實驗室主要包括以下幾部分：臺架試驗區、控制區、排氣消聲系統、通風換氣系統、冷卻循環系統、燃油供給系統，其立面布局如圖2。

從實驗室立面布局可以看出，實驗室在設計中可充分利用原場地的墻面，可在實驗室墻體上安裝有大功率風扇、液晶顯示器、數據收集儀、電源控制箱等儀器。以減少重復建筑帶來的開支。

風扇安裝高度為3.5m，要確保風扇的掃風面積能夠覆蓋實驗室的大部分。安裝高度不要太高，距離實驗室不要太遠，否則風力會下降。

液晶顯示器為32英寸，距離地面高度2.2m?？梢郧逦仫@示試驗數據，方便同學及試驗人員的觀察。

實驗室冷卻水系統用以冷卻下列部分：來自試驗臺架的熱量、電渦流測功機熱量、內燃機冷卻系統熱量、燃料溫度控制，還有機油溫度控制。

為了把實驗室內發動機輻射的熱量和泄漏的廢氣、油氣排出室外，保持室內空氣的溫度和廢氣、油氣濃度在規定的范圍以內，同時也為了避免對試驗操作人員的身體健康造成危害，實驗室裝有通風換氣裝置。由于實驗室空間不足，我們采取煙囪自然抽氣，這種方案缺點是發動機的被壓增加，對實驗有影響。相對理論數據的精確值，誤差在接受范圍內。

除了發動機自身的潤滑油系統外，發動機試驗臺架還專門配備了專用的潤滑系統。潤滑油油箱放置在鐵制立柜中，通過潤滑油泵給發動機提供一定壓力的潤滑油。

實驗室ECK500控制儀的控制與數據總線先是通過埋設在地板下的管道，再通過臺架四周的隔振槽，然后總線分開，分別與發動機、測功機、油耗儀、燃油箱恒溫系統、機油箱恒溫系統相連。通過ECK500控制儀板上的按鍵和旋鈕來控制電渦流測功機電流、轉矩大小、發動機的油門開度。

2.4 發動機臺架試驗室的結構

學校實驗室采用圖3的布局。實驗室用于教學使用，主要進行《發動機性能試驗方法》中規定的常規性能試驗，及與專業課程相關的發動機檢測等試驗，試驗任務不是很復雜，采用一個試驗臺架，再配備一個控制室足以滿足教學要求。

發動機實驗室的面積適中，寬度5m，長為8m，而高度則為汽車實驗室高度，大概約為6m，便于其它設備的安裝和使用，如電動葫蘆、熱交換器、通風機等。為今后實驗室擴建留下一定的可用空間。

2.5 發動機臺架基礎的布置方案

臺架基礎的布置相對實驗人員而言有三種方案，即橫向、縱向和斜向，如圖4所示。

實驗室的布局同時還應考慮到所有測試儀器設備的放置，由于教學所用的實驗室要求較低，如果采用圖中c所示的方案，可能會造成不必要的浪費，所以在建設時選擇方案b。

在實際布置中時，將實驗室的工作室和控制室分開，以免工作室的噪聲、排氣等影響操作人員進行試驗的正確性。同時在具體設計時，應該注意工作室與控制室的方位和大小，以達到最優的實驗條件。

3 結語

本實驗室測試設備先進、可靠，自動化程度高、安全性好，操作簡單，容易上手，且測得數據精度高，系統能對數據進行實時處理，測量參數也夠多。ECK500控制儀可以與打印機相連，能夠打印出實驗數據以供分析。實驗室功能完善，不僅能進行一些發動機常規性試驗，還可以進行與專業課相關的試驗，并且實驗室占地面積小，結構緊湊，場地面積利用率高。

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作者簡介：焦麗秀（1986-），女，助理工程師。endprint