新校区发动机性能实验台设计(附件)【字数：22854】
随着国内船舶市场的迅猛发展，以柴油为动力的发动机逐渐有了很大的市场，但就目前来讲柴油机的市场还处于人才短缺的状态。近几年国内高校普遍扩招，要求学生在学校学到的知识能够与市场进行完美的对接，这其中就需要大量的实践来夯实对知识的理解，尤其体现在工科学校。进行相关理论和实践结合的教学方式变得很有必要。时值我校搬往新校区之际，我们需给新校区配备相关的柴油机试验平台来完善相关的柴油机教学。本文以两个型号的柴油机为基础条件，依据试验台需要完成的相关实验来完成对两个试验台的总体设计和建设，保证整个系统的运转和工作。论文的研究内容主要有（1）根据柴油机的相关性能参数和目的来初步设计试验台台架基础。考虑学校经费，采用设计加外购的方法完成建设。（2）对试验台需要的其他测试元件进行选型或者设计，介绍测功机、缸压传感器、油门执行器等元件。（3）针对测功机系统做冷却供水系统的设计选型例如管道泵、稳压水箱、离心泵、冷却水池和玻璃钢冷却塔，针对试验台上面的发动机做排烟系统的设计和外冷却水的循环。（4）最后做控制系统的设计和选型，以及柴油机和测功机的连接，传动轴的设计、联轴器的设计。 关键词新校区；柴油机；试验台架；设计；选型；控制
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景与意义 1
1.2 国内外的柴油机试验台测试系统发展现状 2
1.3 论文课题的研究内容 3
1.4 小结 3
第二章 发动机试验台总体设计 4
2.1 试验台的要求 4
2.2 发动机试验台架的设计 5
2.2.1 台架基础的布局与设计 5
2.3 试验柴油机的测量与控制 6
2.3.1 测功器 6
2.3.2 油耗仪 9
2.3.3 油门执行器 10
2.3.4 发动机测控仪 12
2.3.5 缸压传感器和编码器 12
2.3.6 燃烧分析仪 15
第三章 发动机试验台辅助系统 16
3.1 排气管路系统 16
3.1.1 尾气分析仪 18
3.1.2 尾气的室外处理 19
3.2 试验柴 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
油机外冷却循环系统的设计 20
3.2.1 测水温温度传感器 22
3.3 测功器冷却系统的设计 24
3.3.1 供水部分设计 25
3.3.2 冷却水池与稳压水箱的设计 27
3.3.3、玻璃钢冷却塔的选型 28
第四章 试验台平台设计 30
4.1 大底板的设计 30
4.1.1、减震弹簧的设计 32
4.2连接轴及联轴器的设计 34
第五章 控制系统的设计 39
5.1 机油恒温控制系统 39
5.2 测试控制系统 40
5.2.1 发动机测量控制系统组成 39
5.2.2 EMC900下位工控机配置 40
5.2.3 EMC2000型下位工控机 40
5.2.4 系统控制性能见下表 42
5.2.5 测控仪系统参数 42
5.3瞬态油耗仪： 45
5.3.1 瞬态油耗仪与容积法、称重法油耗仪的区别（设备特点）： 45
5.4大屏幕 45
5.5 柴油机起动系统 46
5.5.1 电启动 46
5.5.2 冷磨热试控制系统 46
第六章 试验台实验的设计 47
6.1 试验台1实验设计 48
6.2 试验台2实验的设计 49
结论 51
7.1文章总结 51
7.2实验设计的展望 51
致谢 52
参 考 文 献 53
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
现阶段，电子计算机迅猛发展，船舶发动机也将其作为一个有力的设计平台进行生产研究，一切的技术参数可以通过计算机来获取，船舶工业呈现出蓬勃发展的现象，越来越多的人在解决温饱问题之后去关注发动机，越来越多的人去了解发动机，人们对发动机的性能也变得越来越挑剔，而在此大环境下，柴油机这个已经出现在人类视野达到百年的机器成为一个焦点，因为现如今全球能源危机的出现，降低能耗成为非常紧迫的问题，最重要的是保护我们赖以生存的地球环境，在保证性能的前提下节能与环保也成为发动机生产厂商重点研究的方向，人们穷尽办法与想象在这种能迸发最大能量的机体身上找到减排能做到的点但就目前来讲非常的难。
我们国家建国比较晚，一切都比西方国家落后了很大一截，起步比较晚，我们的柴油机工业的发展速度虽然快，但知道现阶段，与相关发达国家在技术上还有很大的差距，能源紧迫问题的出现也迫使我们必须是攻关相关技术，来在节能减排的方面实现弯道超车，我们国家因为存在好几家大型国有船舶工业企业，因此正在逐步迈向竞争惨烈的局面，现如今电子计算机的发展给我们提供了极大的机会，产生了很多的新技术和新方法，这样极大地节省了材料与时间。因为缸内燃烧等不易测量的部位可以开始通过计算机来做模拟，这样可以更好地为设计提供技术数据。
大学承担着为社会和国家培养高素质人才的责任，在教学方面，要在知识和技术上紧跟社会的脚步，因此引入了现代电脑教学以及新的测量手段，但目前一些学校因为教学规模的扩大，但硬件设施却没有很大的提升。很多学校相关专业的学生因为没有发动机试验台架而无法做到相关实验，我们学校一直以船舶特色在全国招生，动力相关专业是其重中之重，我们学校的学生大部分被推荐去船厂实习和工作，而其中船舶动力是必须了解的，不管是学生还是已经工作的学子，对机械、发动机等相关知识的培养和训练操作都是必不可少的，我们学校有着大量的很多的教学实验平台，尽量来满足学生对教学的多维度的需要，为了让学生能够有更好的学习环境与设施，我们学校计划在2018年搬入新校区，因此，相较之下，对于新校区而言，实验平台是一个空白，我们需要对新校区的实验平台做一个设计和搭建来帮助学生和老师更好地交流，完成知识的传达和跟社会先进技术的接轨。用自己学到的知识和老师耐心的知道来完成相关台架的设计以及相关设备的选型，这样可以极大地减少学校的经费支出，也达成了目的。
1.2 国内外的柴油机试验台测试系统发展现状
国外因为起步早，且一直在占着先进技术的阵地，因此相关的发动机研究中心以及有名的生产厂商十分重视发展发动机试验台的测试。柴油机也在其中。随着计算机的发展，发动机的试验台控制技术走向智能化和模块化发展，即整个市场走向整块化，成为微机控制和各种参数的模块化，处理和分析变成一体的综合系统。
柴油机内燃烧和排放的测试技术不断升级换代，尤其是在计算机技术和光学的快步发展，燃烧检测技术取得长足进步，激光多普勒测速、荧光法、纹影法等等诞生。一定程度上可以测量燃烧产物的温度场以及火焰的传播过程。其中，Andrew Wiegend 和Scott Milersladger 研究小型发动机的实验过程，分析了气缸压力的测量方法以及各种数据的测量方式[1]。Exio Mancaruso等研究人员通过在活塞上面安装耐高温光学镜片运用CCD高速摄像相机可以做到对燃烧过程可视化研究。同时AVL公司做到的尾气分析仪可以逐一对尾气中各个成分的浓度进行鉴定，可以达到很高的精度。
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景与意义 1
1.2 国内外的柴油机试验台测试系统发展现状 2
1.3 论文课题的研究内容 3
1.4 小结 3
第二章 发动机试验台总体设计 4
2.1 试验台的要求 4
2.2 发动机试验台架的设计 5
2.2.1 台架基础的布局与设计 5
2.3 试验柴油机的测量与控制 6
2.3.1 测功器 6
2.3.2 油耗仪 9
2.3.3 油门执行器 10
2.3.4 发动机测控仪 12
2.3.5 缸压传感器和编码器 12
2.3.6 燃烧分析仪 15
第三章 发动机试验台辅助系统 16
3.1 排气管路系统 16
3.1.1 尾气分析仪 18
3.1.2 尾气的室外处理 19
3.2 试验柴 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
油机外冷却循环系统的设计 20
3.2.1 测水温温度传感器 22
3.3 测功器冷却系统的设计 24
3.3.1 供水部分设计 25
3.3.2 冷却水池与稳压水箱的设计 27
3.3.3、玻璃钢冷却塔的选型 28
第四章 试验台平台设计 30
4.1 大底板的设计 30
4.1.1、减震弹簧的设计 32
4.2连接轴及联轴器的设计 34
第五章 控制系统的设计 39
5.1 机油恒温控制系统 39
5.2 测试控制系统 40
5.2.1 发动机测量控制系统组成 39
5.2.2 EMC900下位工控机配置 40
5.2.3 EMC2000型下位工控机 40
5.2.4 系统控制性能见下表 42
5.2.5 测控仪系统参数 42
5.3瞬态油耗仪： 45
5.3.1 瞬态油耗仪与容积法、称重法油耗仪的区别（设备特点）： 45
5.4大屏幕 45
5.5 柴油机起动系统 46
5.5.1 电启动 46
5.5.2 冷磨热试控制系统 46
第六章 试验台实验的设计 47
6.1 试验台1实验设计 48
6.2 试验台2实验的设计 49
结论 51
7.1文章总结 51
7.2实验设计的展望 51
致谢 52
参 考 文 献 53
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
现阶段，电子计算机迅猛发展，船舶发动机也将其作为一个有力的设计平台进行生产研究，一切的技术参数可以通过计算机来获取，船舶工业呈现出蓬勃发展的现象，越来越多的人在解决温饱问题之后去关注发动机，越来越多的人去了解发动机，人们对发动机的性能也变得越来越挑剔，而在此大环境下，柴油机这个已经出现在人类视野达到百年的机器成为一个焦点，因为现如今全球能源危机的出现，降低能耗成为非常紧迫的问题，最重要的是保护我们赖以生存的地球环境，在保证性能的前提下节能与环保也成为发动机生产厂商重点研究的方向，人们穷尽办法与想象在这种能迸发最大能量的机体身上找到减排能做到的点但就目前来讲非常的难。
我们国家建国比较晚，一切都比西方国家落后了很大一截，起步比较晚，我们的柴油机工业的发展速度虽然快，但知道现阶段，与相关发达国家在技术上还有很大的差距，能源紧迫问题的出现也迫使我们必须是攻关相关技术，来在节能减排的方面实现弯道超车，我们国家因为存在好几家大型国有船舶工业企业，因此正在逐步迈向竞争惨烈的局面，现如今电子计算机的发展给我们提供了极大的机会，产生了很多的新技术和新方法，这样极大地节省了材料与时间。因为缸内燃烧等不易测量的部位可以开始通过计算机来做模拟，这样可以更好地为设计提供技术数据。
大学承担着为社会和国家培养高素质人才的责任，在教学方面，要在知识和技术上紧跟社会的脚步，因此引入了现代电脑教学以及新的测量手段，但目前一些学校因为教学规模的扩大，但硬件设施却没有很大的提升。很多学校相关专业的学生因为没有发动机试验台架而无法做到相关实验，我们学校一直以船舶特色在全国招生，动力相关专业是其重中之重，我们学校的学生大部分被推荐去船厂实习和工作，而其中船舶动力是必须了解的，不管是学生还是已经工作的学子，对机械、发动机等相关知识的培养和训练操作都是必不可少的，我们学校有着大量的很多的教学实验平台，尽量来满足学生对教学的多维度的需要，为了让学生能够有更好的学习环境与设施，我们学校计划在2018年搬入新校区，因此，相较之下，对于新校区而言，实验平台是一个空白，我们需要对新校区的实验平台做一个设计和搭建来帮助学生和老师更好地交流，完成知识的传达和跟社会先进技术的接轨。用自己学到的知识和老师耐心的知道来完成相关台架的设计以及相关设备的选型，这样可以极大地减少学校的经费支出，也达成了目的。
1.2 国内外的柴油机试验台测试系统发展现状
国外因为起步早，且一直在占着先进技术的阵地，因此相关的发动机研究中心以及有名的生产厂商十分重视发展发动机试验台的测试。柴油机也在其中。随着计算机的发展，发动机的试验台控制技术走向智能化和模块化发展，即整个市场走向整块化，成为微机控制和各种参数的模块化，处理和分析变成一体的综合系统。
柴油机内燃烧和排放的测试技术不断升级换代，尤其是在计算机技术和光学的快步发展，燃烧检测技术取得长足进步，激光多普勒测速、荧光法、纹影法等等诞生。一定程度上可以测量燃烧产物的温度场以及火焰的传播过程。其中，Andrew Wiegend 和Scott Milersladger 研究小型发动机的实验过程，分析了气缸压力的测量方法以及各种数据的测量方式[1]。Exio Mancaruso等研究人员通过在活塞上面安装耐高温光学镜片运用CCD高速摄像相机可以做到对燃烧过程可视化研究。同时AVL公司做到的尾气分析仪可以逐一对尾气中各个成分的浓度进行鉴定，可以达到很高的精度。
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