FSC赛车设计发动机试验连接装置设计及发动机试验(4)
8字绕环测试 50
高速避障测试 150
耐久测试 300
燃油经济性测试 100
总分 1000
1.3 本课题要解决的问题
本课题主要的任务是设计出一套发动机台架试验用的试验装置，能够将大学上方程式赛车所使用的发动机连接到台架试验间的台架上，在学校现有的设备条件下进行发动机的负荷特性及速度特性的测试，同时对将要进行的发动机试验进行规划和准备。所涉及的问题包括如下：
1）如何设计发动机连接件件，在各部分不干涉的条件下将发动机连接到试验台上；
2）在满足强度的条件下，合理选择发动机与测功机间的联轴器，设计连接盘；
3）设计合理的试验的步骤，保证试验安全、有效的进行。
2 发动机试验连接装置设计
2.1 试验台的总体布置
发动机实验室平面布置一般分两种形式：中央通道式，即各实验室的测量控制间全部布置在中间通道里，两边为建造实验间；另一种是将中间作为发动机运输的通道，试验间外边作为测量控制间。中央通道式的好处是操作人员比较集中，方便作管理。另一种人员的工作环境要稍微大一些[18]。本课题说涉及的实验室占地较小，为独立的台架试验室。实验室分为两间，一间是试验间，放置测试平台、测功机、油耗仪、油门执行器等设备；另一间为控制间，放置控制柜、电脑等设备。两间实验室由墙壁隔开，在控制室内可通过隔音玻璃观察实验进行的状况。
试验设备除了油耗仪基本都放置在试验平台上，试验平台上主要放置冷却水箱、发动机及支架、测功机、油门执行器等设备，基本布局如图1-1所示。发动机通过支架支撑于平台的中间，一侧通过联轴器连接一台电涡流测功机，电涡流测功机放置在铸铁底座上，相对位置较高。发动机另一侧放置冷却水箱，水箱有一个进水口和一个出水口，水箱中放置发动机所使用的散热器，散热器通过水管连接发动机。油门执行器尽量靠近发动机摆放，在合适位置通过拉线控制安装于进气腔前端的节气门体。油耗仪放置在平台边的合适位置，用支架架起通过油管与发动机连接。
2-1 试验台布置图
2.2 发动机连接件设计
发动机悬置指的是发动机和车架之间的连接元件包括其所组成的弹性支承系统，这一系统包括支撑的元件及元件安装在车架上的相互位置和姿态[12]。本课题所研究的内容主要是连接元件的设计，对于弹性支撑部分不做深入的讨论。
2.2.1 发动机的布置及放置形式
发动机在整车中位置大的布置基本上分为三种情况：前置、中置和后置。驱动车轮也有三种形式：前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动[2]。汽车的总体构造、布置形式等等一般都不相同，主要是为了满足不同的使用要求。一般轿车多采用前置前驱（FF），这样结构紧凑同时可以减轻了整车质量；有些货车、还有少部分高性能的轿车包括一些客车采用前置后驱（FR）；后置后驱（RR）一般在大中型客车上使用，也有少数轿车采用这种形式；中置后驱（MR）较少采用，一般作为一些高性能车比如哦跑车、方程式赛车等所采用的形式。大学生方程式赛车作为方程式赛车的一种同样采用了中置后驱的布置形式，这种将发动机处在在座椅之后后桥之前，这样能够获得比较理想的轴荷分配和从而提高赛车的操纵性能。
发动机整车装配大体可分为纵置发动动机和横置发动机。纵置发动机是指发动机与汽车的车桥垂直，如在驾驶室中看发动机如果纵向放着就是纵置式发动机。一般FR布置的汽车较多使用纵置式，因为动力要传递到后车轮，采用纵置发动机就可以使曲轴与传动轴朝着同一个方向，不用转换传动方向，无疑降低了能量的损失。横置发动机是指发动机曲轴和汽车的前桥同一个方向，在驾驶室中看，发动机横着放在发动机舱里。横置发动机的优点是发动机的曲轴轴线、变速箱的输入输出轴轴线以及车桥轴线都是同一个方向的，这对于多数采用链传动的大学生方程式赛车来讲再好不过，同时由于动力传输距离短，方向一致，因此传动效率也较高。对于横置发动机来说，整个发动机舱的纵向使用空间较小，可以节省汽车前部的纵向空间，对于中置式的小型方程式赛车来说，驾驶舱的空间可以更加宽裕，可以合理安排驾驶室的空间来调整赛车手的坐姿，同时分配前后轴的轴荷。两种联接方式虽有不同，但对于发动机台架试验并没有优劣的区别，主要看发动机在原车上采用怎样的联接方式，发动机台架试验的条件要尽量和发动机在整车上面的情况一致，这样才能测试出其在整车上工作时的真实性能。
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