一种用于缓速器内部流场测试的粒子图像测速试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于缓速器内部流场测试的粒子图像测速试验装置，包括基座，通过调整垫板固定在基座左端的电机，固定在基座中部的前支撑和后支撑，左端旋转安装于前支撑、右端固定安装于后支撑的缓速器组件；安装在电机输出轴和缓速器组件左端输入轴之间的联轴器；固定在基座右端的液压控制系统；激光发生器通过激光器支撑固定在缓速器组件的径向位置，PIV高速相机通过磁力座固定在基座上，PIV高速相机正对着缓速器组件中被激光发生器产生的片光源照亮的区域，所述的转子和定子为透明材料制成；本发明专利技术突破了缓速器原本结构的限制，实现对缓速器转子内部流场的测量，并实现缓速器充液率实时控制，以满足实验对不同充液率的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于缓速器内部流场测试的粒子图像测速试验装置
本专利技术属于流场测试
，特别涉及一种用于缓速器定子和转子内部流场测试的粒子图像测速(PIV)试验装置。
技术介绍
液力缓速器是一种车辆用辅助制动系统装置，由定子和转子两部分组成。转子旋转带动液力旋转并冲击定子，定子通过液体产生一个反作用力作用在转子上，从而阻碍转子的转动。液力缓速器将设备的机械能转化为液体的热能，并通过冷却系统对其进行散热。与其他的制动系统相比：液力缓速器的制动转矩与其转速的平方和循环圆直径的五次方成正比，因而高转速大循环圆直径的液力缓速器有更大的制动转矩；液力缓速器无机械磨损，可长期无检修的运行，使用寿命更长。液力缓速器在公路上应用时，可以大大改善制动和传动品质。在长大坡道下行时，它能够准确无误而且可靠地连续提供下行速度的阻力，保证行车安全；在平路制动时，它能够平稳地无磨损地提供车辆所需的约90％的制动力，最后靠摩擦制动使车辆停车。在整个制动过程中，速度变化均匀，不出现冲击现象。另外，由于车辆的平稳制动，减少对路面的损伤，因而减少路面维修工作量。数值分析主要利用计算流体动力学(ComputationalFluidDynamics,简称CFD)商业软件，首先进行流道提取、网格划分等前处理，然后导入CFD软件进行迭代计算；目前实验法中主要是将液力变矩器的壳体用透明的有机玻璃代替传统的金属材料，然后利用激光多普勒测速(LaserDopplerVelocimetry，简称LDV)技术或粒子图像测速(ParticleImageVelocimetry，简称PIV)技术对内部流场进行测试。为了能够好的掌握和了解缓速器内部流场的流动规律，改善缓速器的性能，对其进行PIV流场测速是必要的。对现有技术进行检索，没有发现对缓速器内部流场进行测试的实验用PIV试验装置。用于PIV测试用的封闭试件都是透明的。对现有缓速器结构进行分析可知，缓速器转子都是包裹在定子罩和定子形成的封闭的空腔内，即使把缓速器做成透明的，由于受到包裹层液体的影响，对其转子内部流场的测试是不准确的。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术缺陷，提出了一种用于测试缓速器内部流场的粒子图像测速试验装置，它不仅可以实现对缓速器定子和转子内部流场进行测试，还带有独立的液压控制系统，检测缓速器的进、出口的压力和流量，并可以对缓速器的充液率进行无级调节。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案实现：一种用于缓速器内部流场测试的粒子图像测速试验装置，包括基座10，通过调整垫板11固定在基座10左端的电机1，固定在基座10中部的前支撑9和后支撑7，左端旋转安装于前支撑9、右端固定安装于后支撑7的缓速器组件3；安装在电机1输出轴和缓速器组件3左端输入轴之间的联轴器2；还包括固定在基座10右端的液压控制系统5；激光发生器41和PIV高速相机39，所述的激光发生器41通过激光器支撑40固定在缓速器组件3的径向位置，PIV高速相机39通过磁力座38固定在基座10上，PIV高速相机39正对着缓速器组件3中被激光发生器41产生的片光源照亮的区域，PIV高速相机39的镜头与缓速器组件3留有避免磨损镜头的缝隙。所述的转子12和定子16为透明材料制成；所述的缓速器组件3的进油口与液压控制系统5的出油口之间安装有回油管路6，缓速器组件3的出油口与液压控制系统5的回油口之间安装有进油管路4；所述的缓速器组件3包括通过轴承旋转安装于前支撑9上的转子12，通过平键18和定子调整螺栓8固定安装于后支撑7上的定子16，构成缓速器组件3的外部径向密封的密封调整螺栓13、调整环14和密封填料15，保证缓速器组件3内部轴向密封的密封圈20，保证缓速器组件3的转子12与定子16轴向定位的滑动轴承22，通过螺栓紧固于后支撑7上的端盖19，将进油管路4紧固于缓速器组件3进油口上的进油紧固螺母17、将回油管路6紧固于缓速器组件3出油口上的回油紧固螺母21。所述的激光发生器41发出的光为厚度可调的片光源，并且为功率连续可调的连续光。所述的PIV高速相机39为帧频可调、曝光时间可调的PIV高速相机，根据试验要求，选取不同的帧频和曝光时间。所述的液压控制系统5由滤清器23、液压泵24、安全阀25、主油路换向阀26、可调节流阀27、充液率调整换向阀28、出口压力计29、出口流量计30、入口压力计31、入口流量计32、ECU控制单元33、充液率显示面板34、散热器35和油箱36组成；所述的滤清器23、安全阀25和散热器35的下端与油箱36直接相连，滤清器23的上端依次与液压泵24和主油路换向阀26连接；进而与进油管路4入口连接；所述的安全阀25的上端和主油路换向阀26连接，进而与并联的可调节流阀27和充液率调整换向阀28的下端连接，并联的可调节流阀27和充液率调整换向阀28的上端与回油管路6出口连接；所述的入口压力计31和入口流量计32依次连接进油管路4上；所述的出口压力计29和出口流量计30依次连接回油管路6上；入口压力计31和入口流量计32分别显示缓速器组件3的入口压力和入口流量；出口压力计29和出口流量计30分别显示缓速器组件3的出口压力和出口流量；充液率控制面板34显示缓速器的充液率q；所述的充液率显示面板34、液压泵24、主油路换向阀26、充液率调整换向阀28、入口流量计32和出口流量计30通过连接电路与ECU控制单元33电连接。所述的ECU控制单元33设有第一按钮A、第二按钮B和第三按钮C，第一按钮A控制ECU控制单元33的得电与否，并且只要ECU控制单元33得电，液压泵24就处于工作状态；第二按钮B控制主油路换向阀26的工作与否；第三按钮C控制充液率调整换向阀28的工作与否；所述的ECU控制单元33接收从入口流量计32和出口流量计30流过的油液的体积信号，在ECU控制单元33中进行处理，将得到的充液率控制信号输出到充液率控制面板34进行充液率q的显示。调整可调节流阀27的调节旋钮37，使可调节流阀27的节流压差等于缓速器组件3在某一充液率q下缓速器组件3的出口压力，缓速器组件3进口流量等于回油流量，缓速器组件3内部保持动态平衡，即液压控制系统5对缓速器组件3的充液率q的进行控制。所述的滤清器23对将要进入到液压控制系统5的油液进行过滤。所述的安全阀25控制液压控制系统5的最大系统压力。所述的可调节流阀27和充液率调整换向阀28的配合工作，使得缓速器组件3的入口流量大于出口流量，对缓速器组件3进行快速充液。本专利技术的工作过程如下：首先打开变频调速控制柜的总开关，设置试验需要电机1转速；电机1的输出轴通过经联轴器2驱动缓速器组件3的转子12转动；按动第一按钮A，ECU控制单元33得电，液压泵24工作；液压油从油箱36，经滤清器23和液压泵24，到达主油路换向阀26；按动第二按钮B，主油路换向阀26的电磁线圈得电使得主油路换向阀26换向工作，然后液压油经进油管路4和定子16进油口进入缓速器组件3内；按动第三按钮C，充液率调整换向阀28的线圈得电工作，可调节流阀27对缓速器组件3回油进行节流调速，使得缓速器组件3入口流量大于出口流量，可实现液压控制系统5对缓速器组件3的快速充液；调整可调节流阀27的调节旋钮37，使得可调节流阀27的节流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于缓速器内部流场测试的粒子图像测速试验装置，包括基座(10)，通过调整垫板(11)固定在基座(10)左端的电机(1)，固定在基座(10)中部的前支撑(9)和后支撑(7)，左端旋转安装于前支撑(9)、右端固定安装于后支撑(7)的缓速器组件(3)；安装在电机(1)输出轴和缓速器组件(3)左端输入轴之间的联轴器(2)；其特征在于：所述的转子(12)和定子(16)为透明材料制成；还包括固定在基座(10)右端的液压控制系统(5)；所述的缓速器组件(3)的进油口与液压控制系统(5)的出油口之间安装有回油管路(6)，缓速器组件(3)的出油口与液压控制系统(5)的回油口之间安装有进油管路(4)；还包括激光发生器(41)和PIV高速相机(39)，所述的激光发生器(41)通过激光器支撑(40)固定在缓速器组件(3)的径向位置，PIV高速相机(39)通过磁力座(38)固定在基座(10)上，PIV高速相机(39)正对着缓速器组件(3)中被激光发生器(41)产生的片光源照亮的区域，PIV高速相机(39)的镜头与缓速器组件(3)留有避免磨损镜头的缝隙。

【技术特征摘要】
1.一种用于缓速器内部流场测试的粒子图像测速试验装置，包括基座(10)，通过调整垫板(11)固定在基座(10)左端的电机(1)，固定在基座(10)中部的前支撑(9)和后支撑(7)，左端旋转安装于前支撑(9)、右端固定安装于后支撑(7)的缓速器组件(3)；安装在电机(1)输出轴和缓速器组件(3)左端输入轴之间的联轴器(2)；其特征在于：还包括固定在基座(10)右端的液压控制系统(5)；所述的缓速器组件(3)的进油口与液压控制系统(5)的出油口之间安装有回油管路(6)，缓速器组件(3)的出油口与液压控制系统(5)的回油口之间安装有进油管路(4)；还包括激光发生器(41)和PIV高速相机(39)，所述的激光发生器(41)通过激光器支撑(40)固定在缓速器组件(3)的径向位置，PIV高速相机(39)通过磁力座(38)固定在基座(10)上，PIV高速相机(39)正对着缓速器组件(3)中被激光发生器(41)产生的片光源照亮的区域，PIV高速相机(39)的镜头与缓速器组件(3)留有避免磨损镜头的缝隙；所述的缓速器组件(3)包括通过轴承旋转安装于前支撑(9)上的转子(12)，通过平键(18)和定子调整螺栓(8)固定安装于后支撑(7)上的定子(16)，构成缓速器组件(3)的外部径向密封的密封调整螺栓(13)、调整环(14)和密封填料(15)，保证缓速器组件(3)内部轴向密封的密封圈(20)，保证缓速器组件(3)的转子(12)与定子(16)轴向定位的滑动轴承(22)，通过螺栓紧固于后支撑(7)上的端盖(19)，将进油管路(4)紧固于缓速器组件(3)进油口上的进油紧固螺母(17)、将回油管路(6)紧固于缓速器组件(3)出油口上的回油紧固螺母(21)；所述的转子(12)和定子(16)为透明材料制成。2.根据权利要求1所述的一种用于缓速器内部流场测试的粒子图像测速试验装置，其特征在于：所述的激光发生器(41)发出的光为厚度可调的片光源，并且为功率连续可调的连续光。3.根据权利要求1所述的一种用于缓速器内部流场测试的粒子图像测速试验装置，其特征在于：所述的PIV高速相机(39)为帧频可调、曝光时间可调的PIV高速相机，根据试验要求，选取不同的帧频和曝光时间。4.根据权利要求1所述的一种用于缓速器内部流场测试的粒子图像测速试验装置，其特征在于：所述的液压控制系统(5)由滤清器(23)、液压泵(24)、安全阀(25)、主油路换向阀(26)、可调节流阀(27)、充液率调整换向阀(28)、出口压力计(29)、出口流量计(30)、入口压力计(31)、入口流量计(32)、ECU控制单元(33)、充液率显示面板(34)、散热器(35)和油箱(36)组成；所述的滤清器(23)、安全阀(25)和散热器(35)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春宝，马文星，张玉博，葛林杉，徐东，王文博，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22