[發(fā)明專利]一種用于汽車發(fā)動機PIV測量的安裝平臺及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711050159.4
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107796626B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋小文;戚昱宸;張鳴曉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;G01P5/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明公開了一種用于汽車發(fā)動機PIV測量的安裝平臺及其使用方法。它包括側(cè)邊絲杠安裝平臺、側(cè)邊絲杠運動系統(tǒng)及電機、中央主安裝平臺、液壓升降系統(tǒng)、側(cè)置式安裝梁，側(cè)置絲杠運動系統(tǒng)及電機、跨置式安裝梁、跨置絲杠運動系統(tǒng)及電機、PIV固定裝置等。本發(fā)明適用于在PIV實驗時對汽車發(fā)動機及PIV裝置的固定安裝，并分別實現(xiàn)粒子發(fā)生器，攝像機和發(fā)動機在三維空間內(nèi)的自由運動，以完成對發(fā)動機中不同測量平面內(nèi)的流場數(shù)據(jù)采集。將粒子發(fā)生器和攝像機根據(jù)需求分別安裝在側(cè)置和跨置的安裝梁上，并通過液壓裝置和各絲杠運動系統(tǒng)實現(xiàn)三維空間內(nèi)的運動和測量。本發(fā)明使用方法簡單，自動化程度高，數(shù)據(jù)采集范圍廣，適用于不同測量要求的PIV測量實驗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種汽車發(fā)動機PIV測量時的安裝平臺，特別是針對不同待測平面的示蹤粒子運動情況的記錄。

背景技術(shù)

PIV(粒子圖像測速法)，是一種瞬態(tài)、多點、無接觸式的流體力學(xué)測速方法, 能在同一瞬態(tài)記錄下大量空間點上的速度分布信息，并可提供豐富的流場空間結(jié)構(gòu)以及流動特性。由于汽車發(fā)動機結(jié)構(gòu)的封閉性，對于其內(nèi)部冷卻液流動情況的分析，一般采用PIV技術(shù)進(jìn)行流動數(shù)據(jù)的采集。PIV技術(shù)除向流場散布示蹤粒子外，所有測量裝置并不介入流場，因此為保證測量的精確性，PIV中的粒子發(fā)生器以及攝像裝置需要以特定的角度和位置安裝在待測機構(gòu)的周圍。目前對于PIV方法中的測量裝置的布置，基本上采用人工測量定點后進(jìn)行安裝固定的方案，安裝精確度較低，同時針對待測發(fā)動機中不同的切面的流動情況測量的情況，需要不斷更新和改變測量裝置的安裝位置，以完成不同平面內(nèi)示蹤粒子的布置和流動數(shù)據(jù)的拍攝記錄，因此每改變一次測量平面，都要人工調(diào)整粒子發(fā)生器以及攝像機的位置和角度，測量效率低，測量精度不能保證。此外，對于模擬發(fā)動機內(nèi)冷卻液的流動形式，還需要額外架設(shè)水箱以及同發(fā)動機連接的水管，整個測量系統(tǒng)的占地面積較大，不利于其余裝置的布置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于汽車發(fā)動機PIV測量的安裝平臺及其使用方法。

本發(fā)明的一種用于汽車發(fā)動機PIV測量的安裝平臺，包括地面安裝平臺，側(cè)邊絲杠安裝平臺，中央主安裝平臺，四套側(cè)邊絲杠運動系統(tǒng)，跨置PIV運動系統(tǒng)，側(cè)置PIV運動系統(tǒng)，水箱；

側(cè)邊絲杠安裝平臺、水箱、中央主安裝平臺均設(shè)置于地面安裝平臺上，側(cè)邊絲杠安裝平臺中部鏤空，中央主安裝平臺設(shè)于其中空空間內(nèi)，通過液壓升降裝置實現(xiàn)升降，水箱上連接水管，水管伸出中央主安裝平臺用于與待測發(fā)動機相連；

四套側(cè)邊絲杠運動系統(tǒng)分設(shè)于側(cè)邊絲杠安裝平臺的四個側(cè)邊，每套包括固定于地面安裝平臺上的側(cè)邊導(dǎo)軌、固定于側(cè)邊絲杠安裝平臺側(cè)邊的側(cè)邊絲杠、用于驅(qū)動側(cè)邊絲杠的側(cè)邊驅(qū)動電機以及用于安裝固定側(cè)邊驅(qū)動電機的電機安裝支架；

跨置PIV運動系統(tǒng)包括跨設(shè)于側(cè)邊絲杠安裝平臺兩側(cè)的跨置式安裝梁、固定于梁上的跨置絲杠、用于驅(qū)動跨置絲杠的跨置驅(qū)動電機及第一PIV固定裝置，跨置式安裝梁通過側(cè)邊絲杠螺母與側(cè)邊絲杠配合，跨置式安裝梁底部通過滑塊與側(cè)邊導(dǎo)軌配合，第一PIV固定裝置通過跨置絲杠螺母與跨置絲杠配合；

側(cè)置PIV運動系統(tǒng)包括側(cè)置式安裝梁、固定于側(cè)置式安裝梁上的側(cè)置絲杠、用于驅(qū)動側(cè)置絲杠的側(cè)置驅(qū)動電機以及第二PIV固定裝置，側(cè)置式安裝梁通過側(cè)邊絲杠螺母與側(cè)邊絲杠配合，側(cè)置式安裝梁底部通過滑塊與側(cè)邊導(dǎo)軌配合，第二PIV固定裝置通過側(cè)置絲杠螺母與側(cè)置絲杠配合。

上述技術(shù)方案中，在每一個絲杠的兩端均設(shè)置紅外線碰撞警報發(fā)生器。在保證運動系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)上提升整套機構(gòu)的安全性，防止因為控制系統(tǒng)的錯誤而產(chǎn)生機構(gòu)的干涉甚至碰撞，保護(hù)整體結(jié)構(gòu)不受破壞，提升測量的安全性。