專利名稱：增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能模擬試驗(yàn)方法及其實(shí)施裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的試驗(yàn)方法，特別是一種增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能模擬試驗(yàn)方法及其實(shí)施裝置。
背景技術(shù)：
增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在高原工況運(yùn)行時(shí)，相比于平原工況，功率明顯下降，增壓器轉(zhuǎn)速增加并可能超速，燃燒和經(jīng)濟(jì)性惡化。這主要是由于高海拔大氣壓力遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力所導(dǎo)致的。為了研究增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的高原性能，需要開(kāi)展高原實(shí)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)高原模擬試驗(yàn)對(duì)排氣背壓的模擬普遍采用引射或抽吸的方式。為了能模擬高海拔，引射氣體量可達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量的4倍。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)，需要大型的壓縮機(jī)才能達(dá)到引射要求，設(shè)備投資巨大。 經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01010587183. 3，專利名稱發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)順序增壓裝置及發(fā)動(dòng)機(jī)在平原和高原增壓的方法，該專利技術(shù)提供了一種平原和高原增壓的方法在平原工況采用一級(jí)增壓，在高原工況采用兩級(jí)增壓，但是該專利技術(shù)沒(méi)有給出在平原工況模擬高原工況的試驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能模擬試驗(yàn)方法及其實(shí)施裝置。本發(fā)明不需要投資昂貴的大型的壓縮機(jī)等排氣引射設(shè)備，而是運(yùn)用簡(jiǎn)單的改變渦輪流通面積的方法來(lái)模擬高原排氣環(huán)境，能大幅節(jié)省試驗(yàn)設(shè)備投資。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能模擬試驗(yàn)方法，包括如下步驟步驟一，高原進(jìn)氣環(huán)境壓力的模擬采用進(jìn)氣節(jié)流加穩(wěn)壓的方法獲得；步驟二，高原下的排氣背壓影響由采用縮小了流通面積的渦輪來(lái)模擬，渦輪流通面積的大小根據(jù)高原大氣壓力和渦輪增壓器匹配公式計(jì)算得到，具體如下At = tPq
Po式中，AtS原機(jī)渦輪流通面積，Pci為實(shí)驗(yàn)室環(huán)境大氣壓力，P'。為需要模擬的高原環(huán)境大氣壓力，A' τ為模擬環(huán)境壓力為P'。的高原環(huán)境所采用的縮小的渦輪流通面積值。本發(fā)明還涉及一種實(shí)施以上所述增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能模擬試驗(yàn)方法的裝置，包括壓氣機(jī)進(jìn)氣管、壓氣機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管、中冷器、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、進(jìn)氣節(jié)流閥、進(jìn)氣穩(wěn)壓箱、可改變流通面積的渦輪、渦輪排氣管和連接軸，壓氣機(jī)的進(jìn)出氣口分別與壓氣機(jī)進(jìn)氣管的出氣口、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管的進(jìn)氣口相連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)出氣口分別與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管的出氣口、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的進(jìn)氣口相連接，中冷器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管上，壓氣機(jī)和可改變流通面積的渦輪通過(guò)連接軸同軸相連，可改變流通面積的渦輪的進(jìn)出氣口分別與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的出氣口、渦輪排氣管的進(jìn)氣口相連接，在壓氣機(jī)進(jìn)氣管上沿進(jìn)氣流動(dòng)方向依次安裝進(jìn)氣節(jié)流閥和進(jìn)氣穩(wěn)壓箱，壓氣機(jī)進(jìn)氣管的進(jìn)氣口、渦輪排氣管的出氣口均與大氣環(huán)境相連通。在本發(fā)明中，通過(guò)控制進(jìn)氣節(jié)流閥的開(kāi)度來(lái)模擬高原進(jìn)氣壓力，通過(guò)改變渦輪的流通面積來(lái)模擬高原排氣背壓。渦輪流通面積的改變，即可以通過(guò)更換渦輪噴嘴或渦殼來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)把它更換成不同流通面積的同一型譜渦輪或者可變截面渦輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(I)不需要采用復(fù)雜的排氣壓力模擬系統(tǒng)，如排氣引射裝置或真空泵，大幅節(jié)省試驗(yàn)設(shè)備投資。(2)可以對(duì)任何功率的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行高原性能模擬試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的排量不受限 制。(3)能夠模擬各種海拔的大氣壓力環(huán)境。


圖I為本發(fā)明實(shí)施裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、壓氣機(jī)進(jìn)氣管，2、壓氣機(jī),3、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管,4、中冷器,5、發(fā)動(dòng)機(jī),6、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，7、進(jìn)氣節(jié)流閥，8、進(jìn)氣穩(wěn)壓箱，9、可改變流通面積的渦輪，10、渦輪排氣管，11、連接軸。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖I所示，本發(fā)明的實(shí)施裝置包括壓氣機(jī)進(jìn)氣管I、壓氣機(jī)2、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管3、中冷器4、發(fā)動(dòng)機(jī)5、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管6、進(jìn)氣節(jié)流閥7、進(jìn)氣穩(wěn)壓箱8、可改變流通面積的渦輪9、渦輪排氣管10和連接軸11，壓氣機(jī)2的進(jìn)出氣口分別與壓氣機(jī)進(jìn)氣管I的出氣口、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管3的進(jìn)氣口相連接，發(fā)動(dòng)機(jī)5的進(jìn)出氣口分別與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管3的出氣口、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管6的進(jìn)氣口相連接，中冷器4安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管3上，壓氣機(jī)2和可改變流通面積的渦輪9通過(guò)連接軸11同軸相連，可改變流通面積的渦輪9的進(jìn)出氣口分別與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管6的出氣口、渦輪排氣管10的進(jìn)氣口相連接，在壓氣機(jī)進(jìn)氣管I上沿進(jìn)氣流動(dòng)方向依次安裝進(jìn)氣節(jié)流閥7和進(jìn)氣穩(wěn)壓箱8，壓氣機(jī)進(jìn)氣管I的進(jìn)氣口、渦輪排氣管10的出氣口均與大氣環(huán)境相連通。在本發(fā)明中，壓氣機(jī)進(jìn)氣管I、壓氣機(jī)2、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管3、中冷器4、進(jìn)氣節(jié)流閥7和進(jìn)氣穩(wěn)壓箱8組成高原進(jìn)氣模擬系統(tǒng)，通過(guò)改變進(jìn)氣節(jié)流閥7的開(kāi)度來(lái)模擬高原進(jìn)氣壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管6、可改變流通面積的渦輪9和渦輪排氣管10組成高原排氣模擬系統(tǒng)，通過(guò)改變可改變流通面積的渦輪9的流通面積來(lái)模擬高原排氣背壓。渦輪流通面積的改變，即可以通過(guò)更換渦輪噴嘴或渦殼來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)把它更換成不同流通面積的同一型譜渦輪或者可變截面渦輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。高原試驗(yàn)時(shí)渦輪流通面積A' τ由下式確定At =
Po式中，AtS原機(jī)渦輪流通面積，Pci為實(shí)驗(yàn)室環(huán)境大氣壓力，p'。為需要模擬的高原環(huán)境大氣壓力，A' τ為模擬環(huán)境壓力為P'。的高原環(huán)境所采用的縮小的渦輪流通面積值 。
權(quán)利要求
1.一種增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能模擬試驗(yàn)方法，其特征在于包括如下步驟步驟一，高原進(jìn)氣環(huán)境壓力的模擬采用進(jìn)氣節(jié)流加穩(wěn)壓的方法獲得；步驟二，高原下的排氣背壓影響由采用縮小了流通面積的渦輪來(lái)模擬，渦輪流通面積的大小根據(jù)高原大氣壓力和渦輪增壓器匹配公式計(jì)算得到，具體如下
2.一種實(shí)施權(quán)利要求I所述增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能模擬試驗(yàn)方法的裝置，包括壓氣機(jī)進(jìn)氣管(I)、壓氣機(jī)(2)、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管(3)、中冷器(4)、發(fā)動(dòng)機(jī)(5)和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管(6)，壓氣機(jī)(2)的進(jìn)出氣口分別與壓氣機(jī)進(jìn)氣管(I)的出氣口、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管(3)的進(jìn)氣口相連接，發(fā)動(dòng)機(jī)(5)的進(jìn)出氣口分別與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管(3)的出氣口、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管(6)的進(jìn)氣口相連接，中冷器(4)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管(3)上，其特征在于還包括進(jìn)氣節(jié)流閥(7)、進(jìn)氣穩(wěn)壓箱(8)、可改變流通面積的渦輪(9)、渦輪排氣管(10)和連接軸(11)，壓氣機(jī)(2)和可改變流通面積的渦輪(9)通過(guò)連接軸(11)同軸相連，可改變流通面積的渦輪(9)的進(jìn)出氣口分別與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管(6)的出氣口、渦輪排氣管(10)的進(jìn)氣口相連接，在壓氣機(jī)進(jìn)氣管(I)上沿進(jìn)氣流動(dòng)方向依次安裝進(jìn)氣節(jié)流閥(7)和進(jìn)氣穩(wěn)壓箱(8)，壓氣機(jī)進(jìn)氣管(I)的進(jìn)氣口、渦輪排氣管(10)的出氣口均與大氣環(huán)境相連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能模擬試驗(yàn)方法及其實(shí)施裝置，采用進(jìn)氣節(jié)流來(lái)模擬高原進(jìn)氣壓力，采用縮小的渦輪流通面積來(lái)模擬高原排氣背壓，渦輪流通面積的大小可以根據(jù)高原大氣壓力和渦輪增壓器匹配公式計(jì)算得到。本發(fā)明采用的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能模擬試驗(yàn)方法，能很好地模擬高原大氣壓力對(duì)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求較低，能大幅度降低增壓柴油機(jī)的高原試驗(yàn)成本。
文檔編號(hào)G01M15/04GK102818706SQ201210310919
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者崔毅, 鄧康耀, 田中旭, 石磊, 李華雷 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)