專利名稱：快速檢測內(nèi)燃機氣道流動性能參數(shù)的試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機性能參數(shù)測量，具體涉及到一種內(nèi)燃機缸蓋氣道流動性能參數(shù)快 速檢測的裝置。
背景技術(shù)：
流量系數(shù)、渦流強度、滾流強度等流動特性參數(shù)是評價內(nèi)燃機進、排氣道性能的重 要參數(shù)。目前氣道穩(wěn)態(tài)流動試驗流程是通過調(diào)節(jié)氣門升程，給定氣道前后一個穩(wěn)定的壓 差，然后進行穩(wěn)態(tài)流動試驗。但在做不同氣門升程的穩(wěn)流試驗時，由于氣門升程的變化 會導(dǎo)致氣道流通截面的改變，同樣的風(fēng)量，氣道前后的壓差會發(fā)生改變，要保證壓差值 恒定，國內(nèi)外普遍采取的措施是調(diào)節(jié)風(fēng)機前的閥門(保證氣道壓差恒定)，但該方法反 應(yīng)較慢，且調(diào)整困難。因為每一次氣道穩(wěn)流試驗需要改變氣門升程約10次，所以就需 要調(diào)整10次閥門。為了提高效率就需要兩套管道和流量測試儀器，此舉除提高成本外，
兩套流量測試儀器之間的差異又無形中降低了氣道穩(wěn)流試驗臺的測試精度，由此還產(chǎn)生 了兩臺風(fēng)機的噪聲。如何解決快速測試氣道性能，以及提高測試精度、降低成本、改善 噪音是本發(fā)明所要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種快速檢測內(nèi)燃機氣道流動性能參數(shù)的試驗裝置，實現(xiàn)在 生產(chǎn)流水線對內(nèi)燃機缸蓋的即時檢測。
以下結(jié)合圖1 圖3對本發(fā)明的技術(shù)原理予以說明?？焖贆z測內(nèi)燃機氣道流動性能 參數(shù)的試驗裝置具有缸套、動量計或葉片風(fēng)速儀、穩(wěn)壓桶、電動球閥、穩(wěn)壓箱、空濾器、 軟管、流量計、引風(fēng)機、變頻器、氣流梳理器等。測試氣道出口端置于缸套上面，缸套 的中心與動量計的中為一同軸。動量計下端接與穩(wěn)壓桶，穩(wěn)壓桶設(shè)有兩個通道， 一個通 道按順序接第一個電動球閥、穩(wěn)壓箱、流量計以及引風(fēng)機；穩(wěn)壓桶的另一通道按順序接 第二個電動球閥和第一個空濾器。測試氣道的排氣端連接氣流梳理器。穩(wěn)壓箱有3個通
道其上方設(shè)有第三個電動球閥，第三個電動球閥與氣流梳理器之間通過軟管連通。引風(fēng) 機的排風(fēng)側(cè)接有第二個空濾器，引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速通過變頻器控制。，
工作時，被測氣缸蓋(測試氣缸蓋氣道流動特性參數(shù))置于該裝置的缸套上。試驗 臺裝置為吸氣工作方式，氣流從進氣道進入缸套，如果測試小缸徑內(nèi)燃機氣道就采用動
3量計，如果對于大缸徑內(nèi)燃機氣道的測量則采用葉片風(fēng)速儀。經(jīng)過動量計(或葉片轉(zhuǎn)速儀)測得缸蓋氣道中渦流強度或滾流強度，由通過流量計獲取該流量，氣流最后經(jīng)過風(fēng)機排出。當(dāng)氣門升程發(fā)生改變時，氣道前后壓差會隨之改變，根據(jù)壓差由變頻器的頻率改變來調(diào)整引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，使氣道壓差維持在某一恒定值。為了減少噪聲，在系統(tǒng)裝置中的進、排氣道上分別設(shè)置了空濾器。進、排氣測試系統(tǒng)采用同一套管道和流量計來測試流量，可提高其測試精度。 一般對于需要調(diào)整10個氣門升程的穩(wěn)流試驗，整個試驗過程只需要5分鐘。在此基礎(chǔ)上，還可以進一步縮短穩(wěn)態(tài)流動試驗測試時間，該方法建立的理論依據(jù)是"如果缸套氣體為充分發(fā)展的湍流流動，其無量綱流量系數(shù)、渦流比、滾流比都是不變的"。因此在進行氣道穩(wěn)流試驗時，只要保證最大氣門升程下內(nèi)燃機氣道內(nèi)的氣體流動為充分發(fā)展的湍流流動，那么在同一風(fēng)機作用下，氣門升程越小，氣道的流通截面越小，壓差越大，在整個氣門升程變化范圍內(nèi)，缸套內(nèi)氣體始終為充分發(fā)展的湍流流動。對不同的氣門升程進行穩(wěn)流試驗時，該方法免去了對氣道壓差的調(diào)節(jié)，使檢測效率大大提高。


圖1本發(fā)明裝置系統(tǒng)原理立體圖。
圖2本發(fā)明排氣道穩(wěn)流試驗示意簡圖。
圖3本發(fā)明進氣道穩(wěn)流試驗示意簡圖。
具體實施例方式
以下通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)裝置做進一步的說明。
快速檢測內(nèi)燃機氣道流動性能參數(shù)的試驗裝置具有缸套、動量計或葉片風(fēng)速儀、穩(wěn)壓桶、電動球閥、穩(wěn)壓箱、空濾器、軟管、流量計、引風(fēng)機、變頻器、氣流梳理器等。
測試氣道l出口端置于缸套2上面，缸套2的中心與動量計3的中為一同軸。動量計3下端接與穩(wěn)壓桶4，穩(wěn)壓桶4設(shè)有兩個通道 一個通道按順序接有第一個電動球閥5-l、穩(wěn)壓箱6、流量計7以及引風(fēng)機8;穩(wěn)壓桶4的另一通道按順序接有第二個電動球閥5-2和第一個空濾器9-1。測試氣道1的排氣端連接氣流梳理器10，穩(wěn)壓箱6的上方設(shè)有第三個電動球閥5-3，第三個電動球閥5-3與氣流梳理器10之間通過軟管11連通。引風(fēng)機8的排風(fēng)側(cè)接有第二個空濾器9-2。缸套2與試驗臺面用止口定位連接，動量計3下端與穩(wěn)壓桶4螺栓固定。兩個空濾器主要用來減少噪音。第一個電動球閥5-1控制穩(wěn)壓桶4和穩(wěn)壓箱6之間通道的開閉，第二個電動球閥5-2控制穩(wěn)壓桶4和第一個空濾器9-1之間通道的開閉。第三個電動球閥5-3是用來控制測試氣道1排氣端與穩(wěn)壓箱6之間通道的開閉。引風(fēng)機8的轉(zhuǎn)速通過變頻器12控制。本發(fā)明采用動量計來測試小缸徑內(nèi)燃機氣道的渦流強度或滾流強度，采用葉片風(fēng)速儀來測試大缸徑內(nèi)燃機氣道的渦流強度或滾流強度，使得測試范圍能達到缸徑500mm。實施例1
排氣道穩(wěn)流試驗。氣門最大升程為10mm，缸徑為100mm。將被測氣缸蓋置于缸套上。第一個電動球閥關(guān)閉，第二、三個電動球閥打開，將氣門升程調(diào)節(jié)為lmm，進氣門升程始終為Omm，氣道壓差設(shè)置為5Kpa。啟動風(fēng)機，氣流流動方向如圖2箭頭所示，經(jīng)由第一個空濾器一穩(wěn)壓桶一動量計一缸套一氣道(排氣道)一氣流梳理器一軟管一穩(wěn)壓箱一流量計一引風(fēng)機一第二個空濾器。在缸套頂面向下1.75倍缸徑處(頂面向下175mm)設(shè)有一個取壓口，大氣壓力與該處的壓力之差即為氣道壓差，計算機根據(jù)該壓差調(diào)節(jié)變頻器，通過改變頻率調(diào)節(jié)引風(fēng)機轉(zhuǎn)速，使氣道壓差維持在5Kpa。當(dāng)氣道壓差恒定后，利用流量計和動量計分別測得流量系數(shù)和渦流強度，接著改變氣門升程為2mm，由于氣道流通截面變大，氣道壓差減小，計算機根據(jù)當(dāng)前(變化)的氣道壓差調(diào)節(jié)變頻器，由提高頻率來提高引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，使得氣道壓差仍保持為5Kpa，壓力穩(wěn)定后測試得到數(shù)據(jù)參數(shù)。按此方法依次分別測得3mm、 4mm、 5mm……，直到氣門升程為10mm的流量系數(shù)和渦流強度，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理獲得平均流量系數(shù)和渦流比或滾流比，整個試驗測試過程只需要5分鐘。
實施例2
進氣道穩(wěn)流試驗。在實施例1的基礎(chǔ)上進一步提高測試速度。前述條件與實施例1相同，將進氣門升程調(diào)節(jié)為10mm，排氣門升程始終為Omm。啟動引風(fēng)機，氣流流動方向如圖3箭頭所示，經(jīng)由氣道(進氣道)一缸套一動量計一穩(wěn)壓桶一穩(wěn)壓箱一流量計一引風(fēng)機一第二個空濾器。設(shè)定在10mm氣門升程下氣道壓差為5Kpa，缸套內(nèi)空氣流動始終為充分發(fā)展了的湍流狀態(tài)，那么通過計算機控制變頻器調(diào)節(jié)引風(fēng)機轉(zhuǎn)速使氣道壓差為5Kpa，待壓力穩(wěn)定后測得流量系數(shù)和渦流強度，接著改變氣門升程為9mm，變頻器保持不變，氣道的流通截面變小，壓差變大，缸套內(nèi)空氣流動始終為充分發(fā)展了的湍流狀態(tài)，待壓力穩(wěn)定后測得流量系數(shù)和渦流強度，然后按此步驟依次分別測得8mm、 7mm、6mm……lram的流量系數(shù)和渦流強度，最后經(jīng)數(shù)據(jù)處理獲得平均流量系數(shù)和渦流比或滾流比。整個試驗測試過程需要3分鐘。
本發(fā)明的特點及有益效果是，進行穩(wěn)態(tài)流動試驗時，在最大氣門升程情況下，保證缸套內(nèi)氣體始終為充分發(fā)展的湍流流動條件下，除了最大氣門升程情況下之外，可以免
5去對壓力差的調(diào)節(jié)和控制，以節(jié)省測試時間。本發(fā)明在保證測試精度提高的基礎(chǔ)上降低了測試設(shè)備成本、降低了實驗噪音，而且可用于對生產(chǎn)線中的發(fā)動機缸蓋進行即時檢測。
權(quán)利要求
1.快速檢測內(nèi)燃機氣道流動性能參數(shù)的試驗裝置，具有缸套、動量計、穩(wěn)壓桶、電動球閥、穩(wěn)壓箱、空濾器、軟管、流量計、引風(fēng)機、變頻器，其特征是測試氣道(1)出口端置于缸套(2)上面，缸套(2)的中心與動量計(3)的中為一同軸，動量計(3)下端接與穩(wěn)壓桶(4)，穩(wěn)壓桶(4)設(shè)有兩個通道一個通道按順序接有第一個電動球閥(5-1)、穩(wěn)壓箱(6)、流量計(7)以及引風(fēng)機(8)；穩(wěn)壓桶(4)的另一通道按順序接有第二個電動球閥(5-2)和第一個空濾器(9-1)，測試氣道(1)的排氣端連接氣流梳理器(10)，穩(wěn)壓箱(6)的上方設(shè)有第三個電動球閥(5-3)，第三個電動球閥(5-3)與氣流梳理器(10)之間通過軟管(11)連通，引風(fēng)機(8)的排風(fēng)側(cè)接有第二個空濾器(9-2)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的快速檢測內(nèi)燃機氣道流動性能參數(shù)的試驗裝置，其特征在 于所述引風(fēng)機(8)的轉(zhuǎn)速通過變頻器(12)控制。
3. 按照權(quán)利要求1所述的快速穩(wěn)流試驗方法，其特征在于采用所述動量計(3)測試 小缸徑內(nèi)燃機氣道，對于大缸徑內(nèi)燃機氣道的測量采用葉片風(fēng)速儀。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種對內(nèi)燃機缸蓋氣道流動性能參數(shù)快速檢測的裝置。具體設(shè)置為測試氣道置于缸套上面，缸套的中心與動量計的中為一同軸。動量計下端接與穩(wěn)壓桶，穩(wěn)壓桶設(shè)有兩個通道一個通道按順序接有電動球閥、穩(wěn)壓箱、流量計以及引風(fēng)機；穩(wěn)壓桶的另一通道按順序接有第二個電動球閥和第一個空濾器。測試氣道的排氣端連接氣流梳理器，穩(wěn)壓箱的上方設(shè)有第三個電動球閥，第三個電動球閥與氣流梳理器之間通過軟管連通，引風(fēng)機的排風(fēng)側(cè)接有第二個空濾器。引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速通過變頻器控制。整個試驗測試過程僅需要3～5分鐘。本發(fā)明的特點是，在保證測試精度提高的基礎(chǔ)上降低了測試設(shè)備成本、降低了實驗噪音，而且可用于對生產(chǎn)線中的發(fā)動機缸蓋進行即時檢測。
文檔編號G01M15/04GK101655413SQ200910070710
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者劉書亮, 王天友, 禎 魯 申請人:天津大學(xué)