汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃方案設(shè)計(jì)專(zhuān)項(xiàng)方案SICOLAB

汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室計(jì)劃設(shè)計(jì)（方案）SICOLAB基于臺(tái)架試驗(yàn)特殊性，汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室計(jì)劃設(shè)計(jì)和通常工業(yè)設(shè)計(jì)有很大‘差異，這就需要試驗(yàn)工程師提出盡可能具體、正確工藝條件，而建筑師則要盡可能地考慮到內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室試驗(yàn)條件，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。實(shí)際上，內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室計(jì)劃設(shè)計(jì)不能只考慮建筑上要求，更關(guān)鍵是要考慮內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室專(zhuān)業(yè)上需要。在進(jìn)行汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室計(jì)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮以下要求和準(zhǔn)則：·試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)功率；·臺(tái)架試驗(yàn)性質(zhì)和試件類(lèi)型；·良好完整性功效要求；·良好通風(fēng)和散熱要求；·不一樣燃料儲(chǔ)藏和供給；·吸振和隔振要求；·吸聲和隔聲要求；·管路系統(tǒng)合理部署，便于維修；·內(nèi)燃機(jī)和試件適宜儲(chǔ)藏位置和空間；·良好工作條件和試驗(yàn)人員安全性；·公共設(shè)施靈活性；·在試驗(yàn)臺(tái)架上能適宜地排列儀器設(shè)備；·內(nèi)燃機(jī)及試驗(yàn)設(shè)備有效操作和監(jiān)控；·現(xiàn)代化快速和正確數(shù)據(jù)采集設(shè)備安裝；·自動(dòng)化程度；·消防要求；·建筑美學(xué)。另外，還需要考慮是，企業(yè)汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室和高校、研究所等科研部門(mén)試驗(yàn)室其計(jì)劃設(shè)計(jì)要求是不一樣。企業(yè)試驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)架試件（內(nèi)燃機(jī)）品種相對(duì)單調(diào)些，但試驗(yàn)臺(tái)架使用率很高，還常常進(jìn)行高強(qiáng)度（如耐久性和可靠性）試驗(yàn)，而高校和研究所試驗(yàn)室因要負(fù)擔(dān)科研和開(kāi)發(fā)任務(wù)，試件種類(lèi)很多，所以在計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)區(qū)分對(duì)待。但全部要考慮試驗(yàn)臺(tái)架通用性和靈活性要求。另外，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)還必需考慮到不一樣試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，如研究開(kāi)發(fā)或耐久性試驗(yàn)等設(shè)備和儀器使用。1內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室總體結(jié)構(gòu)計(jì)劃完整汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室通常應(yīng)包含辦公樓、試驗(yàn)室、車(chē)間及輔助樓。辦公樓內(nèi)有工作人員辦公室、設(shè)計(jì)室。會(huì)議室、模型室及計(jì)算中心等；試驗(yàn)室中內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架數(shù)目依據(jù)試驗(yàn)室設(shè)計(jì)規(guī)模來(lái)確定，既要考慮試驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)進(jìn)行，又要考慮各試驗(yàn)臺(tái)架利用率。除了整機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架外，試驗(yàn)室還需要一定數(shù)量零部件和基礎(chǔ)試驗(yàn)室。車(chē)間負(fù)擔(dān)試驗(yàn)室加工和預(yù)試驗(yàn)任務(wù)。輔助樓功效包含到零部件儲(chǔ)藏、勞保（休息、盥洗、浴室等）、車(chē)庫(kù)、供電中心、供氣、冷卻和供油等。因?yàn)樵肼暫臀廴?，辦公樓應(yīng)和試驗(yàn)室和車(chē)間分開(kāi)。假如作為技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)中心一個(gè)部門(mén)或企業(yè)中已經(jīng)有相關(guān)功效設(shè)施，能夠適用。試驗(yàn)室建筑布局和可提供場(chǎng)地相關(guān)。在選址時(shí)，除了要考慮水、電及油供給和通風(fēng)外，還應(yīng)考慮到內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)噪聲和污染，應(yīng)遠(yuǎn)離辦公和生活區(qū)。2內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室布局2．1平面布局內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室通常有3種不一樣結(jié)構(gòu)方法?！っ總€(gè)臺(tái)架一個(gè)觀(guān)察（控制、測(cè)試）室這種結(jié)構(gòu)形式一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)就是試驗(yàn)臺(tái)架相互沒(méi)有干擾，其關(guān)鍵缺點(diǎn)是需要更大建筑面積和建筑成本，設(shè)備也不能通用。所以這種結(jié)構(gòu)形式在企業(yè)技術(shù)中心中極少被采取。在高校和研究所等小型試驗(yàn)室或特種試驗(yàn)時(shí)可能被采取?！ぜ厥接^(guān)察室

即多個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架共用一個(gè)集中觀(guān)察室。德國(guó)Battelle研究所、IMH研究所、FEV。亞深大學(xué)、寶馬、奔馳、保時(shí)捷從眾、福特、歐寶等汽車(chē)企業(yè)和內(nèi)燃機(jī)研究所內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室全部采取這種建筑方案。首先，這種結(jié)構(gòu)方法能在滿(mǎn)足目標(biāo)前提下節(jié)省占地面積，每個(gè)測(cè)試儀器和設(shè)備可能為多個(gè)試驗(yàn)臺(tái)染所共用，所以能夠大大地提升儀器設(shè)備利用率，其次監(jiān)控試驗(yàn)件也輕易，能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集中控制。這種試驗(yàn)室布局有2種方法（見(jiàn)圖1），圖1中a方案占地面積少，愈加“集中”，但缺點(diǎn)是各試驗(yàn)臺(tái)架大門(mén)對(duì)外，安全性不好，增加了相互干擾，也不美觀(guān)；圖1中b方案優(yōu)缺點(diǎn)和a方案相反。當(dāng)然，還需考慮到水、油、電供給和通風(fēng)布局及試驗(yàn)室運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。通常來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)臺(tái)架很多（20個(gè)以上）宜采取b方案。兼有前兩種方案特點(diǎn)，大型試驗(yàn)室直采取這種類(lèi)型結(jié)構(gòu)形式，作為專(zhuān)題試驗(yàn)之用。高校和研究所能夠考慮更多地采取這種方案。試驗(yàn)臺(tái)架室尺寸沒(méi)有統(tǒng)一要求，除了試驗(yàn)室建筑面積限制外，要考慮原因有：設(shè)計(jì)功率；試驗(yàn)室性質(zhì)，如高校試驗(yàn)室，要考慮到學(xué)生實(shí)習(xí)，通常尺寸放寬部分；臺(tái)架布局，如一個(gè)臺(tái)架采取一臺(tái)測(cè)功器，二側(cè)放內(nèi)燃機(jī)，尺寸對(duì)應(yīng)大部分；試驗(yàn)臺(tái)架輔助設(shè)備部署，通常期望盡可能少占用臺(tái)架空空間。車(chē)用內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架尺寸，寬度通常小于6m，進(jìn)深不超出sin，觀(guān)察室進(jìn)深應(yīng)大于2．sin。假如臺(tái)架室系對(duì)稱(chēng)部署（見(jiàn)圖1中a方案），進(jìn)深要放大。2．2立面結(jié)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室通常采取“3層”結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）。設(shè)計(jì)地下室有很多好處，有利于臺(tái)架基礎(chǔ)維修保養(yǎng)；零部件及測(cè)量設(shè)備儲(chǔ)藏，輔助設(shè)備、進(jìn)出水管路、燃油管路、測(cè)量線(xiàn)管和通風(fēng)風(fēng)管等布設(shè)在地下室，首先節(jié)省了臺(tái)架空空間，也有利于安全和美觀(guān)。地下室高度在Zm左右。臺(tái)架室高度通常為6m左右，特殊情況能夠降到4m～4．sin。集控室高度為通常建筑高度。集控室上層能夠安置通風(fēng)和冷卻塔等設(shè)備。表1為部分著名汽車(chē)企業(yè)和高校內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室技術(shù)數(shù)據(jù)。3觀(guān)察室觀(guān)察室長(zhǎng)度受內(nèi)燃機(jī)臺(tái)架室影響，而進(jìn)深則取決于觀(guān)察室功效及室內(nèi)所要放置測(cè)試儀器設(shè)備。進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員大部分時(shí)間全部在觀(guān)察室，除了試驗(yàn)外，還常常進(jìn)行和試驗(yàn)相關(guān)分析和討論，所以，可合適地加大觀(guān)察室面積。如同濟(jì)大學(xué)內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室內(nèi)各臺(tái)架空尺寸為7X5．5m，觀(guān)察室為22（觀(guān)察室總長(zhǎng)度，采取4個(gè)臺(tái)架一個(gè)觀(guān)察室結(jié)構(gòu)）x3．5m，使用中發(fā)覺(jué)，寬大觀(guān)察室?guī)?lái)了很多便利。設(shè)計(jì)觀(guān)察室時(shí)需要考慮是：·觀(guān)察窗大小大觀(guān)察窗更能觀(guān)察整個(gè)臺(tái)架室情況，但會(huì)使消聲效果減弱；同時(shí)，當(dāng)臺(tái)架出現(xiàn)故障時(shí)，高速運(yùn)動(dòng)物體輕易擊碎觀(guān)察窗而傷及試驗(yàn)人員；·觀(guān)察窗高度因?yàn)橛^(guān)察窗緊靠控制臺(tái)，觀(guān)察窗太高不利于觀(guān)察，太低了就被控制臺(tái)所擋。所以，應(yīng)依據(jù)人體工程學(xué)要求和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定；·觀(guān)察窗位置觀(guān)察窗位置和觀(guān)察窗大小相關(guān)，二者代化組合，可在確保最好視覺(jué)效果前提下縮小觀(guān)察窗面積。觀(guān)察窗用鋼化玻璃（有網(wǎng)格愈加好），要確保視覺(jué)良好。4光線(xiàn)采取自然光和電光源。假如選擇自然光，要注意隔噪，宜采取雙層玻璃。在光源配制時(shí)，臺(tái)架室亮度要大于觀(guān)察室亮度，最好在臺(tái)架室靠觀(guān)察窗側(cè)有較強(qiáng)光源照射整個(gè)臺(tái)架室。5供電條件許可時(shí)，最好為試驗(yàn)室開(kāi)辟一個(gè)專(zhuān)用電氣中心，變壓器、分電板等全部能夠集中在一起。從電網(wǎng)經(jīng)變壓器輸出380V三相電，再經(jīng)過(guò)分電板輸?shù)礁饔秒娙骸娜嘀蟹殖鯤相供22OV插座之用。各臺(tái)架室功率配置和所采取儀器設(shè)備耗電量相關(guān)。若采取拖動(dòng)測(cè)功器，則能夠?qū)㈦娔懿⑷腚娋W(wǎng)。內(nèi)燃機(jī)和測(cè)功器控制導(dǎo)線(xiàn)和測(cè)試導(dǎo)線(xiàn)要分開(kāi)，控制線(xiàn)可經(jīng)過(guò)地下室引到觀(guān)察室，而測(cè)試線(xiàn)①呵經(jīng)懸臂穿過(guò)觀(guān)察窗一側(cè)進(jìn)入觀(guān)察室。要尤其注意供電系統(tǒng)安全性，要在多處設(shè)置應(yīng)急開(kāi)關(guān)；發(fā)生故障時(shí)，立即切斷電源。6冷卻水供給試驗(yàn)室水系統(tǒng)用來(lái)冷卻內(nèi)燃機(jī)、儀器設(shè)備和燃料，進(jìn)行清洗。通常采取循環(huán)水形式，水池可設(shè)置在觀(guān)察室地下室；冷卻水量和蓄水池容量應(yīng)依據(jù)試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)功率、測(cè)功器形式及臺(tái)柴數(shù)目和同時(shí)運(yùn)行率來(lái)設(shè)計(jì)。冷卻塔對(duì)循環(huán)水進(jìn)行冷卻。因?yàn)椴灰粯宇?lèi)型測(cè)功器所需水壓不一樣，試驗(yàn)室應(yīng)考慮安置不一樣水壓兩套管路，一路水壓為50OkPa一150OkPa，另一路為3000kPa～5000kPa，最好采取穩(wěn)壓裝置進(jìn)行穩(wěn)壓。另外加壓后冷卻水還要用于燃料、水冷內(nèi)燃機(jī)和機(jī)油冷卻，因?yàn)槔鋮s溫度不一樣，通常應(yīng)配置熱交換器。全部臺(tái)架廢水經(jīng)回流水管流回蓄水池。整個(gè)冷卻水系統(tǒng)水泵和閥門(mén)全部應(yīng)設(shè)計(jì)成自動(dòng)控制和調(diào)整。水泵運(yùn)行控制系統(tǒng)由每個(gè)臺(tái)架操縱臺(tái)控制，確保只要有一個(gè)臺(tái)架工作，水泵就處于運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)全部臺(tái)架全部不用時(shí)，才關(guān)閉水泵。為節(jié)省用電，可采取多臺(tái)水泵，依據(jù)用水量多少開(kāi)啟不一樣數(shù)量水泵。冷卻水應(yīng)軟化和去鹽。7試驗(yàn)室通風(fēng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)做了具體分析和研究?，F(xiàn)在中國(guó)汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題關(guān)鍵是通風(fēng)量不足。其根源可能是沒(méi)有正確地確定內(nèi)燃機(jī)散熱量。通風(fēng)量應(yīng)以?xún)?nèi)燃機(jī)散熱量（為設(shè)計(jì)臺(tái)架功率85％左右）為設(shè)計(jì)依據(jù)。8內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)常規(guī)車(chē)用內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣能夠經(jīng)過(guò)進(jìn)氣裝置直接從臺(tái)架室內(nèi)吸收新鮮空氣；而對(duì)大氣進(jìn)行模擬試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)采取空氣制備裝置。汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)時(shí)宜采取下排式排氣，排氣經(jīng)消聲（消聲坑）后被強(qiáng)制排入大氣。實(shí)踐證實(shí)，采取自然抽氣方法存在很多問(wèn)題，最嚴(yán)重是排氣管路“爆炸”。9試驗(yàn)室消聲和隔聲消聲和隔聲是車(chē)用內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)室投資不菲、關(guān)鍵步驟。通風(fēng)系統(tǒng)要采取消聲方法；內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)噪聲和表面輻射噪聲，首先經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)彈性臺(tái)架基礎(chǔ)進(jìn)行隔振，其次要在臺(tái)架室頂部和四面設(shè)置隔聲和消聲層，即在外表面采取穿孔板（穿孔率依據(jù)內(nèi)燃機(jī)頻譜來(lái)設(shè)計(jì)），內(nèi)側(cè)用纖維充填。尤其要注意臺(tái)架室門(mén)和窗