本發(fā)明涉及冷卻裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種適合低溫條件下使用的空氣放大器。
背景技術(shù)：
：汽車新產(chǎn)品開發(fā)過程中，需要對整車進(jìn)行高低溫環(huán)境下的振動耐久試驗驗證，該試驗有兩方面的要求，一方面是環(huán)境要求，包括溫度要求，濕度要求，最高溫度可達(dá)到49℃，最低溫可達(dá)到-29℃；另一方面，振動要求，汽車要在振動臺上持續(xù)不斷的振動，除去中間的檢查時間或維修時間，試驗一般持續(xù)運(yùn)行到試驗結(jié)束。汽車在道路上行駛時或在試驗場進(jìn)行試驗時，由于有迎面風(fēng)可以對減振器進(jìn)行冷卻，所以一般不會出現(xiàn)減振器超溫?fù)p壞的問題。由于是在臺架上做振動試驗，汽車減振器一直處于工作狀態(tài)，試驗室內(nèi)沒有迎面風(fēng)，如果不增加額外的冷卻裝置，汽車減振器很快就會超溫?fù)p壞。因此，一般會使用空氣放大器對減振器進(jìn)行冷卻?？諝夥糯笃魇且环N廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的冷卻裝置，利用附壁效應(yīng)(CoandaEffects),將小流量高壓壓縮空氣轉(zhuǎn)換成低壓大流量氣流，流量可達(dá)到壓縮空氣流量的50倍。在進(jìn)行汽車整車臺架振動疲勞試驗時，可采用空氣放大器對汽車減振器進(jìn)行冷卻，保證減振器在試驗過程中不會因為溫度過高而損壞。然而有些試驗工況要求試驗環(huán)境溫度低于0℃(例如-20℃)，此時空氣放大器上壓縮空氣噴口處凝結(jié)的水容易結(jié)冰，堵塞噴口，從而導(dǎo)致空氣放大器效能降低甚至完全失效。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對空氣放大器在低溫環(huán)境下使用時壓縮空氣噴口結(jié)冰堵塞的問題，將噴口處的結(jié)構(gòu)設(shè)計為彈性膜片。當(dāng)噴口被冰塊堵塞時，環(huán)形通氣通道12內(nèi)氣壓升高，彈性膜片在氣體壓力作用下發(fā)生變形，膜片端部帶動冰塊脫落；冰塊脫落后噴口不堵塞，環(huán)形通氣通道12內(nèi)壓力下降，彈性膜片恢復(fù)到原來的工作位置。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種適合低溫條件下使用的空氣放大器，包括：進(jìn)氣管、壓縮空氣噴口、壓縮空氣進(jìn)氣口、外套、出氣管、環(huán)形通氣通道、彈性膜片、出氣口、進(jìn)氣口，通孔，其特征在于：進(jìn)氣管通過進(jìn)氣管與外套連接螺紋與外套相連；外套具有前后貫穿的通孔，外套的中部設(shè)有壓縮空氣進(jìn)氣口，該壓縮空氣進(jìn)氣口與外部壓縮空氣管道連接，并向空氣放大器提供壓縮空氣；空氣放大器的出氣管端部安裝有四片彈性膜片，彈性膜片在圓周方向均布；彈性膜片在外套內(nèi)部沿軸向延伸，外套通孔內(nèi)壁與彈性膜片配合，形成環(huán)形通氣通道，環(huán)形通氣通道與壓縮空氣進(jìn)氣口連通。彈性膜片的端部與外套的端部之間的間隙，形成壓縮空氣噴口，壓縮空氣噴口為環(huán)形的噴口，環(huán)形通氣通道中的壓縮空氣即通過壓縮空氣噴口噴出；壓縮空氣從壓縮空氣噴口噴出后，在附壁效應(yīng)作用下，空氣從進(jìn)氣口進(jìn)入空氣放大器，并從出氣口流出；在壓縮空氣壓力作用下，彈性膜片能夠發(fā)生彈性變形。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種適合低溫條件下使用的空氣放大器的工作方法，其具體包括一下步驟：步驟1、將空氣放大器安裝或固定在被冷卻物體附件，出風(fēng)口對準(zhǔn)被冷卻物體，將外部壓縮空氣管接入壓縮空氣進(jìn)氣口，將熱電偶貼于被冷卻的物體上，用于檢測被冷卻物體的溫度；將控制器電源插頭插入外部插座，啟動控制器；步驟2、設(shè)定被冷卻物體的上限溫度Tu。步驟3、根據(jù)被冷卻物體的溫度情況，設(shè)定流量控制的閥門的調(diào)節(jié)的比例增益系數(shù)P，微分增益系數(shù)D，并控制流量控制的閥門的開度；步驟4、當(dāng)被冷卻物體處于實際工作狀態(tài)時，將空氣放大器的壓縮空氣氣源打開，對被冷卻物體進(jìn)行冷卻；根據(jù)一段時間的實際冷卻效果，對比例增益系數(shù)P，微分增益系數(shù)D進(jìn)行調(diào)整，直到這兩個參數(shù)調(diào)到合適為止；步驟5、加熱電阻絲線路的通斷由溫控開關(guān)控制。當(dāng)壓縮空氣噴口處的溫度低于0℃時，溫控開關(guān)閉合，加熱電阻絲3與外部電源連通并開始加熱，同時，控制器將流量控制閥門全閉，沒有氣流流過壓縮空氣噴口，使得電阻絲將所有結(jié)冰融化；步驟6、當(dāng)壓縮空氣噴口(4)處的溫度高于5℃時，溫控開關(guān)(22)斷開，加熱電阻絲(3)與外部電源斷開停止加熱，控制器(20)根據(jù)當(dāng)前實時溫度狀態(tài)控制流量控制閥門的開度有益效果：(1)能夠解決空氣放大器在低溫(低于0℃)條件下使用時，壓縮空氣噴口結(jié)冰、堵塞的問題。(1)硬件成本極低，只需要在控制器中增加電壓采集電路即可。其余工作都通過編碼以軟件方式完成。(2)可適用于多種構(gòu)型的液壓制動系統(tǒng)，對于不同構(gòu)型的制動系統(tǒng)只需簡單修改估算算法以及標(biāo)定相應(yīng)的硬件參數(shù)即可，可擴(kuò)展性強(qiáng)。(3)算法的不確定性低，準(zhǔn)確性高，可在一定程度上代替輪缸壓力傳感器，為控制系統(tǒng)提供可靠的反饋信息，在此基礎(chǔ)上可以較容易地實現(xiàn)輪缸壓力的準(zhǔn)確控制。(4)本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于基于液壓制動系統(tǒng)的汽車底盤電子控制系統(tǒng)。附圖說明圖1為空氣放大器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為膜片搭接示意圖；圖3為膜片工作位置示意圖；圖4為膜片搭接局部放大示意圖；圖5為閥門及點擊安裝示意圖；其中：1-進(jìn)氣管、2-進(jìn)氣管與外套連接螺紋、3-加熱電阻絲、4-壓縮空氣噴口、5-壓縮空氣進(jìn)氣口、6-閥門、7-外套、、8-出氣管連接螺紋、9-固定螺母、10-出氣管、11-膜片固定螺栓、12-環(huán)形通氣通道、13-彈性膜片、14-閥門電機(jī)電纜、15-出氣口、16-熱電偶、17-熱電偶線纜、18-插頭、19-線纜、20-控制器、21-溫控開關(guān)線纜、22-溫控開關(guān)、23-線纜凹槽、24-進(jìn)氣口，25-通孔、26-閥門連接桿、27-電機(jī)固定螺栓，28-電機(jī)。具體實施方式以下將結(jié)合附圖1-5對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。在本申請的描述中，“多個”的含義是指兩個或者兩個以上，除非另有明確具體的限定。本申請文件中，屬于“安裝”、“相連”、“相接”、“連接”、“固定”等應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，也可以是一體地連接，也可以是機(jī)械連接。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。如圖1所示，該實施例中提供了一種適合低溫條件下使用的空氣放大器，包括：進(jìn)氣管1、進(jìn)氣管與外套連接螺紋2、加熱電阻絲3、壓縮空氣噴口4、壓縮空氣進(jìn)氣口5、閥門6、外套7、外套與出氣管連接螺紋8、固定螺母9、出氣管10、膜片固定螺栓11、環(huán)形通氣通道12、彈性膜片13、閥門電機(jī)線纜14、出氣口15、熱電偶16、熱電偶線纜17、插頭18、線纜19、控制器20、溫控開關(guān)線纜21、溫控開關(guān)22、線纜凹槽23、進(jìn)氣口24，通孔25、閥門連接桿26、固定螺栓27，電機(jī)28。其中，外套7具有前后貫穿的通孔25，外套7的中部有壓縮空氣進(jìn)氣口5，該進(jìn)氣口與外部壓縮空氣管道連接，可向空氣放大器提供壓縮空氣。如圖2所示，出氣管10端部安裝有4片彈性膜片13，彈性膜片13在圓周方向均布。彈性膜片13在外套7內(nèi)部沿軸向延伸，外套7通孔內(nèi)壁與彈性膜片13配合，形成環(huán)形通氣通道12，環(huán)形通氣通道12與壓縮空氣進(jìn)氣口5連通。彈性膜片13的端部與外套7的端部保持1-2mm的間隙，形成壓縮空氣噴口4，壓縮空氣噴口4為環(huán)形的噴口，環(huán)形通氣通道12中的壓縮空氣即通過壓縮空氣噴口4噴出。壓縮空氣噴口4的尺寸可通過調(diào)整出氣管10與外套7的軸向位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，即通過調(diào)節(jié)出氣管10與外套7之間的螺紋進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到合適位置后，將固定螺母9擰緊。壓縮空氣從壓縮空氣噴口4噴出后，通過附壁效應(yīng)(CoandaEffect)吸入大量的空氣從進(jìn)氣口24進(jìn)入空氣放大器，并從出氣口15流出。在壓縮空氣壓力作用下，彈性膜片13會發(fā)生彈性變形，彈性膜片13在不同壓力下的工作位置如圖3所示。壓縮空氣進(jìn)氣口沒有接入壓縮空氣時，膜片處于原始位置a；壓縮空氣進(jìn)氣口接入壓縮空氣時，膜片處于工作位置b；如果在低溫環(huán)境下使用，噴口處結(jié)冰堵塞噴口后，環(huán)形通氣管12內(nèi)氣壓升高，彈性膜片會發(fā)生進(jìn)一步的彈性變形，變形到位置c，膜片在從位置b變形到位置c時，會帶動噴口的結(jié)冰一起運(yùn)動，使得冰塊脫落。外套7靠近壓縮空氣噴口4的位置處開設(shè)一環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)布置加熱電阻絲3，通過加熱電阻絲3可對壓縮空氣噴口4附近的局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱，從而保證在低溫狀態(tài)下(環(huán)境溫度低于0℃)使用空氣放大器時，壓縮空氣噴口4不會因結(jié)冰而堵塞。外套7靠近壓縮空氣噴口4處布置一個溫控開關(guān)22。加熱電阻絲3、溫控開關(guān)22通過溫控開關(guān)線纜21連接到控制器20。外套7與進(jìn)氣管1配合端面處開設(shè)線纜凹槽，用于布置溫控開關(guān)線纜。實際使用時，只要壓縮空氣噴口處有結(jié)冰，必然導(dǎo)致環(huán)形通道內(nèi)的壓力變化，彈性膜片13隨之產(chǎn)生變形，彈性膜片13端部不會長時間停留在一個位置，因此能夠有效防止冰塊把整個噴口堵塞。如圖4所示，考慮到彈性膜片13之間要能夠有效密封，將彈性膜片13側(cè)邊設(shè)計為搭接結(jié)構(gòu)。如圖5所示，壓縮空氣進(jìn)氣管5內(nèi)安裝一流量控制閥門6，閥門6的閥門連接桿26與閥門電機(jī)28連接，閥門電機(jī)28通過固定螺栓27固定在外套7上。閥門電機(jī)28通過線纜19與控制器20連接，并接收控制器20的指令調(diào)節(jié)閥門開度。當(dāng)閥門6表面與壓縮空氣進(jìn)氣口5的軸線平行時，閥門全開；當(dāng)閥門6表面與壓縮空氣進(jìn)氣口5的軸線垂直時，閥門全閉。通過調(diào)整閥門6開度可以調(diào)整進(jìn)入放大器的壓縮空氣的流量，從而改變空氣放大器總的空氣流量，改變冷卻效果。本發(fā)明還提供了一種適合低溫環(huán)境下使用的空氣放大器的工作方法，其具體包括一下步驟：步驟1、將空氣放大器安裝或固定在被冷卻物體附件，出風(fēng)口對準(zhǔn)被冷卻物體，將外部壓縮空氣管接入壓縮空氣進(jìn)氣口5，將熱電偶16貼于被冷卻的物體上，用于檢測被冷卻物體的溫度。將控制器電源插頭18插入外部插座，啟動控制器20。步驟2、設(shè)定被冷卻物體的上限溫度Tu。步驟3、根據(jù)被冷卻物體的溫度情況，設(shè)定流量控制閥門6的調(diào)節(jié)的比例增益系數(shù)P，微分增益系數(shù)D。流量控制閥門的開度θ=P×[1-(Tu-Tc)Tu]+D×dTcdtTc<T11Tc≥T1]]>式中，θ為流量控制閥門的開度，θ的范圍為0～1，當(dāng)θ＝0時，流量控制閥門全閉，當(dāng)θ＝1時，流量控制閥門全開；Tu為被冷卻物體的上限溫度，Tc為被冷卻物體的當(dāng)前實時溫度；為實時溫度的變化率；P為比例增益系數(shù)，D為微分增益系數(shù)。當(dāng)被冷卻物體的當(dāng)前實時溫度Tc≥Tu時，流量控制閥門全開。當(dāng)被冷卻物體的當(dāng)前實時溫度Tc<Tu時，流量控制閥門的開度等于上述第一行公式的計算值。表示了當(dāng)前實時溫度Tc與上限溫度Tu的接近程度，越接近該表達(dá)式的值越接近于1，該表達(dá)式的值乘以比例增益系數(shù)P得到一項流量控制閥門開度值。表示當(dāng)前實時溫度的變化率，該表達(dá)式的值乘以微分增益系數(shù)得到另一項流量控制閥門開度值，當(dāng)前實時溫度的變換速度越快，閥門開度調(diào)整量也越大。上述兩項開度值的和即為最終閥門開度值，如果計算得到的最終閥門開度值大于1，則開度值取1。步驟4、當(dāng)被冷卻物體處于實際工作狀態(tài)時，將空氣放大器的壓縮空氣氣源打開，對被冷卻物體進(jìn)行冷卻；根據(jù)一段時間的實際冷卻效果，對比例增益系數(shù)P，微分增益系數(shù)D進(jìn)行調(diào)整，直到這兩個參數(shù)調(diào)到合適為止。步驟5、加熱電阻絲線路的通斷由溫控開關(guān)22控制。當(dāng)壓縮空氣噴口4處的溫度低于0℃時，溫控開關(guān)22閉合，加熱電阻絲3與外部電源連通并開始加熱，同時，控制器20將流量控制閥門6全閉，沒有氣流流過壓縮空氣噴口，使得電阻絲能在幾秒鐘之內(nèi)將所有結(jié)冰融化。步驟6、當(dāng)壓縮空氣噴口4處的溫度高于5℃時，溫控開關(guān)22斷開，加熱電阻絲3與外部電源斷開停止加熱，控制器20根據(jù)當(dāng)前實時溫度狀態(tài)控制流量控制閥門的開度。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但實施例并不限定本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，所做的任何等效變化或潤飾，同樣屬于本發(fā)明之保護(hù)范圍。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求所界定的內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3