[发明专利]一种用于缓速器内部流场测试的粒子图像测速试验装置

说明书

技术领域

本发明属于流场测试技术领域，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。

背景技术

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(Computational Fluid Dynamics,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(Laser Doppler Velocimetry，简称LDV)技术或粒子图像测速(Particle Image Velocimetry，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。

发明内容

本发明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，本发明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；