[發明專利]一種用于緩速器內部流場測試的粒子圖像測速試驗裝置

有效

• 申請號: 201410351177.6
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104133077B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 劉春寶;馬文星;張玉博;葛林杉;徐東;王文博
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01P5/20
• 分類號: G01P5/20;G01N21/84
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 王立文

技術領域

本發明屬于流場測試技術領域，特別涉及一種用于緩速器定子和轉子內部流場測試的粒子圖像測速(PIV)試驗裝置。

背景技術

液力緩速器是一種車輛用輔助制動系統裝置，由定子和轉子兩部分組成。轉子旋轉帶動液力旋轉并沖擊定子，定子通過液體產生一個反作用力作用在轉子上，從而阻礙轉子的轉動。液力緩速器將設備的機械能轉化為液體的熱能，并通過冷卻系統對其進行散熱。

與其他的制動系統相比：液力緩速器的制動轉矩與其轉速的平方和循環圓直徑的五次方成正比，因而高轉速大循環圓直徑的液力緩速器有更大的制動轉矩；液力緩速器無機械磨損，可長期無檢修的運行，使用壽命更長。

液力緩速器在公路上應用時，可以大大改善制動和傳動品質。在長大坡道下行時，它能夠準確無誤而且可靠地連續提供下行速度的阻力，保證行車安全；在平路制動時，它能夠平穩地無磨損地提供車輛所需的約90％的制動力，最后靠摩擦制動使車輛停車。在整個制動過程中，速度變化均勻，不出現沖擊現象。另外，由于車輛的平穩制動，減少對路面的損傷，因而減少路面維修工作量。

數值分析主要利用計算流體動力學(Computational?Fluid?Dynamics,簡稱CFD)商業軟件，首先進行流道提取、網格劃分等前處理，然后導入CFD軟件進行迭代計算；目前實驗法中主要是將液力變矩器的殼體用透明的有機玻璃代替傳統的金屬材料，然后利用激光多普勒測速(Laser?Doppler?Velocimetry，簡稱LDV)技術或粒子圖像測速(Particle?Image?Velocimetry，簡稱PIV)技術對內部流場進行測試。

為了能夠好的掌握和了解緩速器內部流場的流動規律，改善緩速器的性能，對其進行PIV流場測速是必要的。

對現有技術進行檢索，沒有發現對緩速器內部流場進行測試的實驗用PIV試驗裝置。用于PIV測試用的封閉試件都是透明的。對現有緩速器結構進行分析可知，緩速器轉子都是包裹在定子罩和定子形成的封閉的空腔內，即使把緩速器做成透明的，由于受到包裹層液體的影響，對其轉子內部流場的測試是不準確的。

發明內容

本發明為了克服現有技術缺陷，提出了一種用于測試緩速器內部流場的粒子圖像測速試驗裝置，它不僅可以實現對緩速器定子和轉子內部流場進行測試，還帶有獨立的液壓控制系統，檢測緩速器的進、出口的壓力和流量，并可以對緩速器的充液率進行無級調節。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案實現：

一種用于緩速器內部流場測試的粒子圖像測速試驗裝置，包括基座10，通過調整墊板11固定在基座10左端的電機1，固定在基座10中部的前支撐9和后支撐7，左端旋轉安裝于前支撐9、右端固定安裝于后支撐7的緩速器組件3；安裝在電機1輸出軸和緩速器組件3左端輸入軸之間的聯軸器2；

還包括固定在基座10右端的液壓控制系統5；激光發生器41和PIV高速相機39，所述的激光發生器41通過激光器支撐40固定在緩速器組件3的徑向位置，PIV高速相機39通過磁力座38固定在基座10上，PIV高速相機39正對著緩速器組件3中被激光發生器41產生的片光源照亮的區域，PIV高速相機39的鏡頭與緩速器組件3留有避免磨損鏡頭的縫隙。

所述的轉子12和定子16為透明材料制成；

所述的緩速器組件3的進油口與液壓控制系統5的出油口之間安裝有回油管路6，緩速器組件3的出油口與液壓控制系統5的回油口之間安裝有進油管路4；

所述的緩速器組件3包括通過軸承旋轉安裝于前支撐9上的轉子12，通過平鍵18和定子調整螺栓8固定安裝于后支撐7上的定子16，構成緩速器組件3的外部徑向密封的密封調整螺栓13、調整環14和密封填料15，保證緩速器組件3內部軸向密封的密封圈20，保證緩速器組件3的轉子12與定子16軸向定位的滑動軸承22，通過螺栓緊固于后支撐7上的端蓋19，將進油管路4緊固于緩速器組件3進油口上的進油緊固螺母17、將回油管路6緊固于緩速器組件3出油口上的回油緊固螺母21。

所述的激光發生器41發出的光為厚度可調的片光源，并且為功率連續可調的連續光。

所述的PIV高速相機39為幀頻可調、曝光時間可調的PIV高速相機，根據試驗要求，選取不同的幀頻和曝光時間。

所述的液壓控制系統5由濾清器23、液壓泵24、安全閥25、主油路換向閥26、可調節流閥27、充液率調整換向閥28、出口壓力計29、出口流量計30、入口壓力計31、入口流量計32、ECU控制單元33、充液率顯示面板34、散熱器35和油箱36組成；