[发明专利]一种用于汽车发动机PIV测量的安装平台及其使用方法

说明书

本发明公开了一种用于汽车发动机PIV测量的安装平台及其使用方法。它包括侧边丝杠安装平台、侧边丝杠运动系统及电机、中央主安装平台、液压升降系统、侧置式安装梁，侧置丝杠运动系统及电机、跨置式安装梁、跨置丝杠运动系统及电机、PIV固定装置等。本发明适用于在PIV实验时对汽车发动机及PIV装置的固定安装，并分别实现粒子发生器，摄像机和发动机在三维空间内的自由运动，以完成对发动机中不同测量平面内的流场数据采集。将粒子发生器和摄像机根据需求分别安装在侧置和跨置的安装梁上，并通过液压装置和各丝杠运动系统实现三维空间内的运动和测量。本发明使用方法简单，自动化程度高，数据采集范围广，适用于不同测量要求的PIV测量实验。

技术领域

本发明公开了一种汽车发动机PIV测量时的安装平台，特别是针对不同待测平面的示踪粒子运动情况的记录。

背景技术

PIV(粒子图像测速法)，是一种瞬态、多点、无接触式的流体力学测速方法, 能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布信息，并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。由于汽车发动机结构的封闭性，对于其内部冷却液流动情况的分析，一般采用PIV技术进行流动数据的采集。PIV技术除向流场散布示踪粒子外，所有测量装置并不介入流场，因此为保证测量的精确性，PIV中的粒子发生器以及摄像装置需要以特定的角度和位置安装在待测机构的周围。目前对于PIV方法中的测量装置的布置，基本上采用人工测量定点后进行安装固定的方案，安装精确度较低，同时针对待测发动机中不同的切面的流动情况测量的情况，需要不断更新和改变测量装置的安装位置，以完成不同平面内示踪粒子的布置和流动数据的拍摄记录，因此每改变一次测量平面，都要人工调整粒子发生器以及摄像机的位置和角度，测量效率低，测量精度不能保证。此外，对于模拟发动机内冷却液的流动形式，还需要额外架设水箱以及同发动机连接的水管，整个测量系统的占地面积较大，不利于其余装置的布置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于汽车发动机PIV测量的安装平台及其使用方法。

本发明的一种用于汽车发动机PIV测量的安装平台，包括地面安装平台，侧边丝杠安装平台，中央主安装平台，四套侧边丝杠运动系统，跨置PIV运动系统，侧置PIV运动系统，水箱；

侧边丝杠安装平台、水箱、中央主安装平台均设置于地面安装平台上，侧边丝杠安装平台中部镂空，中央主安装平台设于其中空空间内，通过液压升降装置实现升降，水箱上连接水管，水管伸出中央主安装平台用于与待测发动机相连；

四套侧边丝杠运动系统分设于侧边丝杠安装平台的四个侧边，每套包括固定于地面安装平台上的侧边导轨、固定于侧边丝杠安装平台侧边的侧边丝杠、用于驱动侧边丝杠的侧边驱动电机以及用于安装固定侧边驱动电机的电机安装支架；

跨置PIV运动系统包括跨设于侧边丝杠安装平台两侧的跨置式安装梁、固定于梁上的跨置丝杠、用于驱动跨置丝杠的跨置驱动电机及第一PIV固定装置，跨置式安装梁通过侧边丝杠螺母与侧边丝杠配合，跨置式安装梁底部通过滑块与侧边导轨配合，第一PIV固定装置通过跨置丝杠螺母与跨置丝杠配合；

侧置PIV运动系统包括侧置式安装梁、固定于侧置式安装梁上的侧置丝杠、用于驱动侧置丝杠的侧置驱动电机以及第二PIV固定装置，侧置式安装梁通过侧边丝杠螺母与侧边丝杠配合，侧置式安装梁底部通过滑块与侧边导轨配合，第二PIV固定装置通过侧置丝杠螺母与侧置丝杠配合。

上述技术方案中，在每一个丝杠的两端均设置红外线碰撞警报发生器。在保证运动系统正常工作的基础上提升整套机构的安全性，防止因为控制系统的错误而产生机构的干涉甚至碰撞，保护整体结构不受破坏，提升测量的安全性。