硅谷杂志:整车淋雨装置的设计与试验控制 |
2012-07-02 15:11 作者:向玲 刘其东 来源:硅谷网-《硅谷》杂志 HV: 编辑: 【搜索试试】
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摘要:为评价车身的防雨密封性须建立淋雨装置,阐述淋雨装置的组成、原理、喷淋系统、补水系统、储水池内循环系统、排污系统等的设计与试验控制技术,按此方法设计和试验可以达到国标GB/T12480-90规定的要求。
关键词:淋雨装置;设计;试验控制
中图分类号:U461文献标识码:A文章编号:1671—7597(2012)0120
【《硅谷》杂志2012年1月刊文】
0前言
淋雨装置主要用于检测轿车的水密封性,把淋雨检测的条件与外面自然状态相类似,来确认整车的水密封状态。轿车车身防水密封是指车辆在雨天行驶关闭全部门窗和孔盖时,防止雨水进入车厢的能力。车身防雨密封性的检测,是检查车内渗漏水情况来评价车身的防雨密封性,它是汽车综合性能检测的关键项目之一,是保证客货运输安全可靠及乘车舒适性的一项基本要求。
1淋雨装置的组成与工作原理
1.1组成
淋雨装置主要包括:淋雨室体、喷淋系统、补水系统、储水池内循环系统、排污系统、电控系统等组成。
1.2系统的工作原理
其工作原理是由电机驱动水泵,把水从蓄水池内不断泵入主管路,经压力调节和流量调节进入各喷淋设备的各管路,通过喷嘴射向车体表面,通过时间继电器的作用,达到喷淋时间后水泵自动停止工作,喷射出的水被汇集回收,流入蓄水池,过滤后循环使用。
2设备各组成采用的技术形式
2.1喷淋系统
喷淋系统主要由水泵、喷嘴、管路、阀门、显示装置等组成。
2.1.1水泵
水泵对应流量的计算
Q=3FS/50
式中:
Q-流量,㎡/h;
F-待测部位规定的降雨强度,㎜/min(取较大值);
S-淋雨总面积,㎡;
总流量:Q总=22.5㎡/h
2.1.2水泵功率和杨程的确定
水泵的配套动力机的功率根据水泵的扬程H(米)和流量Q(米3/秒)来计算。扬程H由几何扬程Hj和管路损失HS两项组成,在初步选型时可按HS=(0.1~0.2)Hj估算。管路确定后可根据管道和接头的类型、尺寸按流体力学方法计算或查表求得。扬程一般为40m左右。可选择IS型单级离心泵。
2.2喷嘴
2.2.1喷嘴的布置
喷嘴在保证包容车体受雨面无死角区的条件下合理排列。间距可在300㎜~500㎜的范围内调整。
单个喷嘴流量计算
q=Q/n
式中:
n-喷水嘴个数
Q-总流量,㎡/h;
则喷嘴流量q=2.26L/min
2.2.2喷嘴选型
喷嘴结构首先要保证压力和覆盖面,其次不易堵塞。其喷嘴压力为1.5巴。
1)喷嘴的喷淋角度
前、后部喷嘴的轴线与轿车基准Y平面平行,与铅垂方向的夹角为30°~45°,喷嘴朝向车体。侧面喷嘴的轴线与轿车基准X平面平行,与铅垂方向的夹角为30°~45°,喷嘴朝向车体。顶部喷嘴的轴线与轿车基准Z平面垂直,喷嘴朝向车体、底部喷嘴位于轿车基准Y平面两侧,其轴线与轿车基准X平面平行,与铅垂方向的夹角为30°~45°,喷嘴上仰朝向另一侧车体。
2)设计验证计算
淋雨效果最次的状况是车辆宽度最小,而实际淋雨面积最大的状态,此时降雨强度最小,因而需用喷射压力为147KPa时降雨量来验算其降雨强度。由于汽车距离前后淋雨器的距离可以调节,因此只需校验侧面喷嘴的降雨效果。
①流量(降雨量)
Q=n×qi
式中:
n-侧部喷嘴数量,个
qi-单喷嘴出水量,L/min
则降雨量Q=5.2m3/h
②降雨强度
F=50Q/3S
式中:
Q-降雨量,m3/h
S-淋雨面积,㎡
则降雨强度F=5.8㎜/min。
③验算结论
降雨强度符合F=4~6mm/min的标准要求。
2.3喷淋管路的布置
管道布置尽量减小管道中的附件和管道长度,转弯时弯曲半径是管道直径的3~5倍,角度尽可能大于90℃。可采用分级变断面管路结构,非恒流传动输送,增强流体在管道内的内涨力,增大流速。
2.4阀门
泵的排出侧必须装设阀门,用来调节泵的工况点。
1)底阀在水泵的吸水口处设置,是防止水泵吸入空气或其它杂物。底阀与池底的高度为0.25~0.5m。
2)闸阀在主管路和顶部、侧部、前部、底部淋雨管路设置,使各管路分段控制,独立运行。
3)逆止阀在水泵的出口处设置,在液体倒流时可防止泵反转,并使泵避免水锤的打击,以防泵损坏。
4)减压阀在水循环系统中设置,自动维持阀门出口处的压力恒定。
5)安全阀是作为超压保护的装置。当管路内的压力升高超过允许值时,安全阀自动开启,继而全量排放。
6)显示装置是在水泵的出口处、管路系统的顶、侧部管路末端设置压力表,通过各阀门的控制从而保证各系统压力均匀。
2.5储水池内循环系统
水池由污水池、回水池、过滤池、清水池几部分组成。
1)泥沙沉淀池在轿车淋雨台端部,地面周边均开设断水槽。
2)储水池的最小容量应大于喷淋单台车辆用水量的50%(地下池)以上。单台车辆用水量是根据淋雨室中全部喷嘴单位时间内的总流量来确定的。
3)淋雨后的水经三级滤清后再继续使用,池中设50目的不锈钢过滤网,以清除杂物。
4)各级储水池底部采用阶梯型底,并形成一定的坡度,以加强过滤。
2.6排污系统
排污系统主要由污水泵,排污管道等组成。污水泵选用潜水排污泵。该泵可直接安装于污水池内。在设备运行一定时间后,须人工开启污水泵排水清污。
3试验
3.1试验要求
1)车辆应在空载、轮胎气压正常,乘坐一名驾驶员的条件下进行。
2)喷嘴的喷射压力应为69~147kPa;流量显示应在15~24m3/h。
3)试验淋雨时间为15min。
4)循环水位达到标线位置。
5)过渡沉淀槽过滤网应畅通。
3.2试验控制
1)试验车辆以≤5Km/h进入淋雨试验台,停放在合适位置。
2)试验员进入进入车厢,然后关闭全部门、窗及孔口盖。
3)启动淋雨装置,调节压力调节阀,调压力值在69~147kPa范围内,流量在15~24m3/h范围内。
4)待进入稳定工作状态5min后观察、记录车厢渗漏水情况。
5)淋雨时间达到15min后,关闭淋雨装置,结束试验。
3.3试验结果判定依据
每辆受试客车的初始分值为100分,按每出现一处渗扣1分,每出现一处慢滴扣3分,每出现一处快滴扣6分,每出现一处流扣14分累计,减去全部所扣分值即是实得分值,如出现负数,仍按零分计。
4结语
淋雨装置设计应达到GB/T12480-90客车防雨密封性试验方法规定的要求。本设计结构简洁、巧妙、经济,设备操作简单,便于检修、维护。通过对整车淋雨试验装置的设计和试验探索,积累了宝贵的经验,对评价车身的防雨密封性试验室的建立,具有重要的参考和指导意义。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准,客车防雨密封性试验方法,GB/T12480-90.
[2]张坚城,车身防雨密封性检测与喷淋装置,汽车技术,1998(8):38-45.(注:本文版权归作者本人和硅谷杂志所有,禁止他人未经授权转载)
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