一種內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)件、管路、風(fēng)機(jī)、電機(jī)、調(diào)節(jié)閥、穩(wěn)流流量計、傳感器、穩(wěn)壓桶、過渡管和若干柔性管；試驗(yàn)件的三個端口還連接有三條過渡管，三條過渡管選擇性地通過柔性管或直接與三個管路分別兩兩相互連接，實(shí)現(xiàn)多種三通管路的連接方式的切換。本實(shí)用新型通過選擇性地控制調(diào)節(jié)閥的通斷，調(diào)節(jié)管路內(nèi)的氣流方向，分別實(shí)現(xiàn)以第一端口為起點(diǎn)或終點(diǎn)的兩種形式的氣體流型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三通進(jìn)排氣管的全部六種流型，包括三種分支流和三種聚合流，以及六種流型的流動特征測量，結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活，具有較高的通用性。
【專利說明】一種內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)的試驗(yàn)裝置，尤其涉及一種內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)排氣管路作為增壓系統(tǒng)的重要組成部分，其流動性能特征直接影響到柴油機(jī)的性能水平。關(guān)鍵管路和閥件流通能力測試是發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣管路設(shè)計優(yōu)化的必經(jīng)之路，也是發(fā)動機(jī)性能開發(fā)的重要一環(huán)。目前，大部分研究集中于車用發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣岐管及缸蓋進(jìn)排氣道，形成了一批成熟的產(chǎn)品，如天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的氣道吹風(fēng)試驗(yàn)臺即是一種已經(jīng)廣泛應(yīng)用的成熟平臺(中國專利02128945.X)。
[0003]但是，進(jìn)排氣管路與氣道吹風(fēng)試驗(yàn)的要求存在著差異。從結(jié)構(gòu)來看，進(jìn)排氣管路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更復(fù)雜，一般可看作多個三通單元組成；而氣道形狀復(fù)雜但拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對簡單(單通結(jié)構(gòu))。從研究內(nèi)容來看，氣道吹風(fēng)試驗(yàn)研究氣道的流通能力以及其組織缸內(nèi)氣體渦流的能力，而進(jìn)排氣管路主要關(guān)注管路的流通能力，尤其是聚合及分支流動時氣流間的相互影響，這一點(diǎn)在氣道試驗(yàn)臺上是無法展開研究的。
[0004]對于進(jìn)排氣管的三通單元，其流型可以分為六種，如圖1-圖6所示，分別給出了進(jìn)排氣管三通單元的六種流型示意圖，箭頭代表氣流的流動方向。其中，圖1-圖3顯示的流型為分支流，圖4-圖6顯示的流型為聚合流。針對三通管路單元六種流型的流通特征測量已有報道。如，英國學(xué)者Bassett等在文獻(xiàn)《Modeling Engines with Pulse ConvertedExhaust Manifolds Using One-Dimensional Techniques》中公開了一種用于船用柴油機(jī)的流動試驗(yàn)臺，能夠進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換器、MPC排氣管等三通管路的流動特征測量。中國華中科技大學(xué)的張小矛等在文獻(xiàn)《發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)穩(wěn)流試驗(yàn)裝置的設(shè)計與研制》中也公開了一種柴油機(jī)進(jìn)排氣管路測量的試驗(yàn)臺設(shè)計方案。但這種試驗(yàn)臺是針對某一種特定接口試驗(yàn)件的專門設(shè)計，而對于三通管，不但要考慮接口直徑的變化，還要考慮三通空間結(jié)構(gòu)的變化，因此這種結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)臺存在接口不靈活、不具有通用性等缺點(diǎn)。
[0005]目前，現(xiàn)有的流動測量試驗(yàn)臺存在以下問題:
[0006]1、技術(shù)成熟的缸蓋穩(wěn)流吹風(fēng)試驗(yàn)臺，只能同時進(jìn)行單通(一進(jìn)口一出口，不出現(xiàn)流動的聚合及分支現(xiàn)象)管路的流動特征測量。
[0007]2、針對三通類管路開發(fā)的流動測量試驗(yàn)臺，一般系統(tǒng)龐大，管系復(fù)雜，不能夠直接進(jìn)行不同直徑或不同接口空間位置的三通管流動特征測量。
[0008]3、針對某一流型下，不能實(shí)現(xiàn)支路不同流量比例下的流動測量。
[0009]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活，可直接進(jìn)行不同直徑或不同接口空間位置的三通管流動特征研究的試驗(yàn)裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活的內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，可實(shí)現(xiàn)不同通徑、不同形狀、不同空間角度的三通管件分別在六種流型下的流動特征測量，且在單一種流型下，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個支路不同流量比例下的流動特征測量。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，其包括試驗(yàn)件、主管系、電機(jī)和過渡管；試驗(yàn)件具有第一端口、第二端口和第三端口 ；主管系包括第一管路、第二管路和第三管路；過渡管包括第一過渡管、第二過渡管和第三過渡管。第一管路上設(shè)置了依次連接的第一穩(wěn)流流量計、第一穩(wěn)壓桶、風(fēng)機(jī)、第二穩(wěn)壓桶和第二穩(wěn)流流量計，構(gòu)成循環(huán)回路；第一穩(wěn)壓桶設(shè)置有通過第一調(diào)節(jié)閥通向外界環(huán)境的旁路，第二穩(wěn)壓桶設(shè)置有通過第二調(diào)節(jié)閥通向外界環(huán)境的旁路。第二管路包括第一支流及第二支流，第一支流上設(shè)置了依次連接的第三調(diào)節(jié)閥和第三穩(wěn)流流量計，第三穩(wěn)流流量計與外界環(huán)境連通；第二支流上設(shè)置了依次連接的第四調(diào)節(jié)閥和第四穩(wěn)流流量計，第四穩(wěn)流流量計與外界環(huán)境連通。第三管路上設(shè)置了第五調(diào)節(jié)閥，并與外界環(huán)境連通。風(fēng)機(jī)與電機(jī)電連接，風(fēng)機(jī)通過電機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動，用于維持試驗(yàn)裝置內(nèi)的氣體流動；試驗(yàn)件的第一端口、第二端口和第三端口分別通過第一過渡管、第二過渡管及第三過渡管選擇性地與第一管路、第二管路和第三管路兩兩連接，從而實(shí)現(xiàn)多種連接方式的切換。
[0012]優(yōu)選地，電機(jī)為變頻電機(jī)。
[0013]進(jìn)一步地，所述試驗(yàn)裝置還包括測控系統(tǒng)，試驗(yàn)件的第一端口還設(shè)置有第一傳感器，第二端口還設(shè)置有第二傳感器，第三端口還設(shè)置有第三傳感器；第一穩(wěn)壓桶還連接有第四傳感器，第二穩(wěn)壓桶還連接有第五傳感器，測控系統(tǒng)與第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器、第四傳感器、第五傳感器、第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥、第四調(diào)節(jié)閥和第五調(diào)節(jié)閥相連接，并根據(jù)第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器、第四傳感器及第五傳感器的感測信號，控制第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥、第四調(diào)節(jié)閥和第五調(diào)節(jié)閥。上述傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器等，用于監(jiān)測溫度、壓力、壓差等信號。
[0014]優(yōu)選地，調(diào)節(jié)閥包括手動閥和電動閥；第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥為手動閥；第三調(diào)節(jié)閥、第四調(diào)節(jié)閥、第五調(diào)節(jié)閥為電動閥。
[0015]可選地，所述試驗(yàn)裝置還包括柔性管，試驗(yàn)件的第一端口通過第一過渡管連接到第一管路；第二端口依次通過第二過渡管、柔性管連接到第二管路；第三端口依次通過第三過渡管、柔性管連接到第三管路。
[0016]可選地，試驗(yàn)件第一端口依次通過第一過渡管和柔性管連接到第三管路；第二端口依次通過第二過渡管和柔性管連接到第二管路；第三端口通過第三過渡管連接到第一管路。
[0017]可選地，試驗(yàn)件的第一端口依次通過第一過渡管和柔性管連接到第二管路；第二端口通過第二過渡管連接到第一管路；第三端口依次通過第三過渡管和柔性管連接到第三管路。
[0018]進(jìn)一步地，柔性管為波形管或PVC鋼絲管。
[0019]進(jìn)一步地，電動閥和手動閥選擇性地通斷，用于調(diào)節(jié)管路內(nèi)的氣流方向；電動閥還可以選擇性地調(diào)節(jié)開度，用于調(diào)節(jié)管路內(nèi)的氣流大小。
[0020]進(jìn)一步地，試驗(yàn)件為MPC排氣管或脈沖轉(zhuǎn)換器。
[0021]MPC (Modular Pulse Converter)是指模件式脈沖轉(zhuǎn)換器。[0022]在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式中，一種內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，包括具有三個端口的試驗(yàn)件、三條管路、風(fēng)機(jī)、與風(fēng)機(jī)電連接的變頻電機(jī)、五個調(diào)節(jié)閥、四個穩(wěn)流流量計、五個傳感器、兩個穩(wěn)壓桶、三條過渡管和若干柔性管；試驗(yàn)件的第一端口與第一管路的一端連接，第一管路還設(shè)置有依次連接的第一穩(wěn)流流量計、第一穩(wěn)壓桶、風(fēng)機(jī)、第二穩(wěn)壓桶、第二穩(wěn)流流量計，構(gòu)成循環(huán)回路；第一穩(wěn)壓桶、第二穩(wěn)壓桶分別設(shè)置有通過手動閥通向外界環(huán)境的旁路。試驗(yàn)件的第二端口與第二管路的一端連接，第二管路的另一端分為兩條支流，第一支流依次通過電動閥、穩(wěn)流流量計連接外界環(huán)境；第二支流依次通過電動閥、穩(wěn)流流量計連接外界環(huán)境。試驗(yàn)件的第三端口與第三管路的一端連接，第三管路的另一端通過電動閥與外界環(huán)境連接；穩(wěn)壓桶和試驗(yàn)件的三個端口還分別設(shè)置有用于監(jiān)測溫度、壓力、壓差的傳感器。試驗(yàn)件的端口與管路之間還設(shè)置有過渡管，過渡管選擇性地通過柔性管或直接與三個管路分別兩兩相互連接，實(shí)現(xiàn)三種三通管路的連接方式的切換。手動閥可選擇性地通斷、或電動閥可選擇性的通斷或調(diào)節(jié)開度，用于調(diào)節(jié)管路內(nèi)的氣流方向和氣流大小。
[0023]由此可見，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0024]1、通過選擇性地控制調(diào)節(jié)閥的通斷，調(diào)節(jié)管路內(nèi)的氣流方向，分別實(shí)現(xiàn)以第一端口為起點(diǎn)或終點(diǎn)的兩種形式的氣體流型，結(jié)合三通管路的上述三種連接方式，實(shí)現(xiàn)三通進(jìn)排氣管的全部六種流型，包括三種分支流和三種聚合流，以及六種流型的流動特征測量。
[0025]2、通過過渡管的選配，可以解決管路的管路通徑與試驗(yàn)件的端口界面大小、形狀不匹配的問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同通徑、不同形狀的三通管件分別在六種流型下流動特征測量，結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活，具有較高的通用性。
[0026]3、通過柔性管的采用，可以解決不同流型下管路的管路與試驗(yàn)件連接的空間角度溫度；采用特殊材質(zhì)的柔性管，包括波形管和PVC鋼絲管等，可承受試驗(yàn)的高壓力和高真空度。
[0027]4、本實(shí)用新型還可以選擇性地控制調(diào)節(jié)閥的開度，調(diào)節(jié)三通管路中第二管路、第三管路的流量大小，實(shí)現(xiàn)三通管路中不同流型、不同流量比例下的流動特征測量。
[0028]5、本實(shí)用新型的試驗(yàn)件為MPC排氣管或脈沖轉(zhuǎn)換器等進(jìn)排氣管，適用于船用大功率柴油機(jī)三通管路流動性能特征的測量。
[0029]以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1、圖2及圖3是典型的進(jìn)排氣管三通單元的分支流的流型示意圖；
[0031]圖4、圖5及圖6是典型的進(jìn)排氣管三通單元的聚合流的流型示意圖；
[0032]圖7是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中的內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8、圖9及圖10是本實(shí)用新型的試驗(yàn)件為MPC排氣管時的連接方式示意圖；
[0034]圖11及圖12是本實(shí)用新型的試驗(yàn)件為脈沖轉(zhuǎn)換器時的連接方式示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0035]如圖7所示，本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中的一種內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，其包括試驗(yàn)件701、風(fēng)機(jī)702、電機(jī)703、流動管系、調(diào)節(jié)閥、穩(wěn)流流量計、傳感器、穩(wěn)壓桶、過渡管和柔性管。其中，試驗(yàn)件701為三通管，具有三個端口，分別為第一端口704、第二端口 705和第三端口 706 ;流動管系包括三條管路，分別為第一管路707、第二管路714和第三管路721，這三條管路分別與試驗(yàn)件701的三個端口配合。
[0036]具體地，試驗(yàn)件701的第一端口 704與第一管路707的一端連接，第一管路707由共有管路及分支管路組成，分支管路上設(shè)置了依次連接的第一穩(wěn)流流量計708、第一穩(wěn)壓桶709、風(fēng)機(jī)702、第二穩(wěn)壓桶710及第二穩(wěn)流流量計711，構(gòu)成了一條循環(huán)回路。共有管路連接在第一穩(wěn)流流量計708和第二穩(wěn)流流量計711之間，試驗(yàn)件701的第一端口 704通過與共有管路連接而與第一管路707相連接。第一穩(wěn)壓桶709設(shè)置有通過第一調(diào)節(jié)閥712通向外界環(huán)境的旁路，第二穩(wěn)壓桶710設(shè)置有通過第二調(diào)節(jié)閥713通向外界環(huán)境的旁路。
[0037]試驗(yàn)件701的第二端口 705與第二管路714的一端連接，第二管路714包括第一支流管路715及第二支流管路718。第一支流管路715上設(shè)置了依次連接的第三調(diào)節(jié)閥716及第三穩(wěn)流流量計717，第三調(diào)節(jié)閥716與試驗(yàn)件701的第二端口 705相連接，第三穩(wěn)流流量計717與外界環(huán)境相連通；第二支流718上設(shè)置了依次連接的第四調(diào)節(jié)閥719及第四穩(wěn)流流量計720，第四調(diào)節(jié)閥719與試驗(yàn)件701的第二端口 705相連接，第四穩(wěn)流流量計720與外界環(huán)境相連通。
[0038]試驗(yàn)件701的第三端口 706與第三管路721的一端連接，第三管路721上設(shè)置了第五調(diào)節(jié)閥722，并通過第五調(diào)節(jié)閥722與外界環(huán)境連接。
[0039]上述外界環(huán)境均指大氣環(huán)境。
[0040]風(fēng)機(jī)702與電機(jī)703電連接，風(fēng)機(jī)702的吸風(fēng)口連接第一穩(wěn)壓桶709的出口，風(fēng)機(jī)702的吹風(fēng)口連接第二穩(wěn)壓桶710的入口，風(fēng)機(jī)702通過電機(jī)703實(shí)現(xiàn)驅(qū)動，用于維持管系內(nèi)的氣體流動。
[0041 ] 優(yōu)選地，電機(jī)703為變頻電機(jī)。
[0042]此外，試驗(yàn)件701的第一端口 704還設(shè)置有第一傳感器723，第二端口 705還設(shè)置有第二傳感器724，第三端口 706還設(shè)置有第三傳感器725 ;第一穩(wěn)壓桶709還連接有第四傳感器726，第二穩(wěn)壓桶710還連接有第五傳感器727。上述傳感器包括溫度傳感器或壓力傳感器或壓差傳感器等，可以用于測量試驗(yàn)件端口或吹氣穩(wěn)壓桶的溫度、壓力、壓差等。
[0043]試驗(yàn)件的三個端口與三條管路之間還設(shè)置有過渡管，分別對應(yīng)為第一過渡管728、第二過渡管729和第三過渡管730。過渡管的一端與試驗(yàn)件的相應(yīng)端口連接，過渡管的另一端可以選擇性地通過柔性管或直接與三條管路分別兩兩相互連接，實(shí)現(xiàn)多種三通管路的連接方式的切換。
[0044]在本實(shí)用新型涉及的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)排氣管路中，試驗(yàn)件可以為MPC管，可以為脈沖轉(zhuǎn)換器，但不限于此。
[0045]當(dāng)試驗(yàn)件為MPC管，圖8給出了第一種進(jìn)排氣管的連接方式的示意圖，MPC管801的三個端口分別連接第一過渡管728、第二過渡管729、第三過渡管730，第一端口 802通過第一過渡管728連接到第一管路707 ;第二端口 803依次通過第二過渡管729、第一柔性管804連接到第二管路714 ;第三端口 805依次通過第三過渡管730、第二柔性管806連接到第三管路721。其中，第二過渡管729與第二管路714之間連接的第一柔性管804為PVC鋼絲管；第三過渡管730與第三管路721之間連接的第二柔性管806為波紋管。
[0046]圖9給出了第二種MPC進(jìn)排氣管的試驗(yàn)件的連接方式的示意圖，MPC管801的三個端口分別連接第一過渡管728、第二過渡管729、第三過渡管730，第一端口 802依次通過第一過渡管728、第三柔性管901連接到第三管路721 ;第二端口 803依次通過第二過渡管729、第四柔性管902連接到第二管路714 ;第三端口 805通過第三過渡管730連接到第一管路707。其中，第一過渡管728與第三管路721之間連接的第三柔性管901為PVC鋼絲管；第二過渡管729與第二管路之714間連接的第四柔性管902為波紋管。
[0047]圖10給出了第三種MPC進(jìn)排氣管的試驗(yàn)件的連接方式的示意圖，MPC管801的三個端口分別連接第一過渡管728、第二過渡管729、第三過渡管730，第一端口 802依次通過第一過渡管728、第五柔性管101連接到第二管路714 ;第二端口 803通過第二過渡管729連接到第一管路707 ;第三端口 805依次通過第三過渡管730、第六柔性管102連接到第三管路721。其中，第一過渡管728與第二管路714之間連接的第五柔性管101為PVC鋼絲管；第三過渡管730與第三管路721之間連接的第六柔性管102為PVC鋼絲管。
[0048]當(dāng)然，上述柔性管可以均為PVC鋼絲管或其他，在此不再限定，只要滿足實(shí)際空間角度和距離連接需要即可。
[0049]對于上述三種MPC進(jìn)排氣管的試驗(yàn)件的連接方式，通過選擇性地控制調(diào)節(jié)閥的通斷，可調(diào)節(jié)管路系內(nèi)的氣流方向，分別實(shí)現(xiàn)以第一端口為起點(diǎn)、第二端口和第三端口為終點(diǎn)或者以第二端口和第三端口為起點(diǎn)、以第一端口為終點(diǎn)的兩種類型的流動特征測量。
[0050]下面以圖8的MPC進(jìn)排氣管的試驗(yàn)件的連接方式為例，結(jié)合圖7，其具體工作過程如下:
[0051]當(dāng)測量以第一端口為起點(diǎn)的流動時，調(diào)節(jié)閥控制策略為:第一調(diào)節(jié)閥712打開、第三調(diào)節(jié)閥716和第五調(diào)節(jié)閥722打開，第二調(diào)節(jié)閥713和第四調(diào)節(jié)閥719關(guān)閉。在風(fēng)機(jī)702的作用下，氣流的流動方向?yàn)?外界環(huán)境一第一調(diào)節(jié)閥712—第一穩(wěn)壓桶709—風(fēng)機(jī)702——第二穩(wěn)壓桶710——吹氣管路——第二穩(wěn)流流量計711——吹氣管路——第一管路707的共有管路——第一端口 704——分支一(第二端口 705——第二管路714——吹氣管路——第三調(diào)節(jié)閥716——吹氣管路——第三穩(wěn)流流量計717——吹氣管路)/分支二 (第三端口 706—第三管路721—第五調(diào)節(jié)閥722——吹氣管路)——外界環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)圖2中的分支流流型。
[0052]當(dāng)測量以第一端口為終點(diǎn)的流動時，調(diào)節(jié)閥控制策略為:第一調(diào)節(jié)閥712和第三調(diào)節(jié)閥716關(guān)閉，第二調(diào)節(jié)閥713、第四調(diào)節(jié)閥719和第五調(diào)節(jié)閥722打開。在風(fēng)機(jī)的作用下，氣流流動方向?yàn)?外界環(huán)境一分支一(吸氣管路一第四穩(wěn)流流量計720—吸氣管路一第四調(diào)節(jié)閥719—吸氣管路一第二管路714—第二端口 705)/分支二 (吸氣管路——第五調(diào)節(jié)閥722——第三管路721——第三端口 706)——第一端口 704——第一管路707——吸氣管路——第一穩(wěn)流流量計708——吸氣管路——第一穩(wěn)壓桶709——風(fēng)機(jī)702—第二穩(wěn)壓桶710—第二調(diào)節(jié)閥713——外界環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)圖5中的聚合流流型。
[0053]類似地，圖7結(jié)合圖9的MPC進(jìn)排氣管的試驗(yàn)件的連接方式，可實(shí)現(xiàn)圖3中的分支流流型和圖6中的聚合流流型；圖7結(jié)合圖10的MPC進(jìn)排氣管的試驗(yàn)件的連接方式，可實(shí)現(xiàn)圖1中的分支流流型和圖4中的聚合流流型。
[0054]優(yōu)選地，第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥為手動閥，可選擇性地實(shí)現(xiàn)通斷，用于調(diào)節(jié)第一管路內(nèi)的氣流方向。第三調(diào)節(jié)閥、第四調(diào)節(jié)閥和第五調(diào)節(jié)閥為電動閥，可選擇性的實(shí)現(xiàn)通斷或調(diào)節(jié)開度，用于調(diào)節(jié)第二管路和第三管路內(nèi)的氣流方向和氣流大小。通過控制手動閥和電動閥的通斷，產(chǎn)生以第一端口為起點(diǎn)或終點(diǎn)的兩種形式的氣體流型，結(jié)合三通管路的三種連接方式，實(shí)現(xiàn)三通進(jìn)排氣管的全部六種流型，包括三種分支流和三種聚合流。進(jìn)一步，通過調(diào)節(jié)電動閥的開度，結(jié)合與穩(wěn)流流量計的數(shù)據(jù)采集，可實(shí)現(xiàn)上述六種流型的不同流量的流動特征測量，適用于船用大功率柴油機(jī)三通管路流動性能特征的測量。
[0055]優(yōu)選地，本實(shí)用新型采取了反饋半自動控制用于實(shí)現(xiàn)三通管路的兩個支路不同流量比例下的流動特征測量，控制原理如下:測控系統(tǒng)與各流量計和電動閥連接，并通過流量計采集兩路分支的流量并自動計算出流量比例作為反饋，通過測控系統(tǒng)界面可調(diào)節(jié)電動閥，直至使兩路分支的流量比例符合測試要求，確認(rèn)后測控系統(tǒng)會進(jìn)行自動記錄。此外，系統(tǒng)還具有保證流量較小的那一路的流量能始終大于測量精度要求的最小流量。測控軟件還具有自動識別設(shè)計，軟件能夠根據(jù)手動閥門及試驗(yàn)件的位置，自動判別當(dāng)前試驗(yàn)流型，并選擇相應(yīng)的電控閥進(jìn)行調(diào)節(jié)與流動參數(shù)計算。
[0056]此外，本實(shí)用新型通過過渡管的選配，可以解決管路的管路通徑與試驗(yàn)件的端口界面大小、形狀不匹配的問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同通徑、不同形狀的三通管件分別在六種流型下流動特征測量，結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活，具有較高的通用性。通過柔性管的采用，可以解決不同流型下管路的管路與試驗(yàn)件連接的空間角度溫度；采用特殊材質(zhì)的柔性管，包括波形管和PVC鋼絲管，可承受實(shí)際實(shí)驗(yàn)的高壓力和高真空度。
[0057]如圖11所示，給出了將圖8中的MPC進(jìn)排氣管替換為脈沖轉(zhuǎn)換器111的試驗(yàn)件的連接方式的示意圖。脈沖轉(zhuǎn)換器111具有三個端口，分別為第一端口 112、第二端口 113、第三端口 114。該三個端口與本實(shí)用新型的管路系的連接類似于圖8中MPC進(jìn)排氣管的連接方法，在此不再贅述，用于實(shí)現(xiàn)兩種三通管路的流動形式。
[0058]圖12給出了將圖10中的MPC進(jìn)排氣管替換為脈沖轉(zhuǎn)換器121的試驗(yàn)件的連接方式的示意圖。脈沖轉(zhuǎn)換器的三個端口分別為第一端口 122、第二端口 123、第三端口 124。該三個端口與本實(shí)用新型的管路系的連接類似于圖9中MPC進(jìn)排氣管的連接方法，在此不再贅述。注意到脈沖轉(zhuǎn)換器為對稱結(jié)構(gòu)，因此圖12中的脈沖轉(zhuǎn)換器的試驗(yàn)件的連接方式也可以理解為將圖10中的MPC進(jìn)排氣管替換為脈沖轉(zhuǎn)換器121的試驗(yàn)件的連接方式的示意圖。從而可以實(shí)現(xiàn)四種不同的三通管路的流動形式。
[0059]本實(shí)用新型還考慮到不同試驗(yàn)件的切換，采用了積木式設(shè)計，管道彎頭和三通接頭可根據(jù)需要作轉(zhuǎn)動或平移布置，從而解決不同試驗(yàn)件與管路系的空間連接距離和角度問題。
[0060]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括試驗(yàn)件、主管系、電機(jī)、過渡管和測控系統(tǒng)； 所述試驗(yàn)件具有第一端口、第二端口和第三端口 ； 所述主管系包括第一管路、第二管路和第三管路； 所述過渡管包括第一過渡管、第二過渡管和第三過渡管； 所述第一管路上設(shè)置了依次連接的第一穩(wěn)流流量計、第一穩(wěn)壓桶、風(fēng)機(jī)、第二穩(wěn)壓桶和第二穩(wěn)流流量計，構(gòu)成循環(huán)回路；所述第一穩(wěn)壓桶設(shè)置有通過第一調(diào)節(jié)閥通向外界環(huán)境的旁路，所述第二穩(wěn)壓桶設(shè)置有通過第二調(diào)節(jié)閥通向外界環(huán)境的旁路； 所述第二管路包括第一支流及第二支流，所述第一支流上設(shè)置了依次連接的第三調(diào)節(jié)閥和第三穩(wěn)流流量計，所述第三穩(wěn)流流量計與外界環(huán)境連通；所述第二支流上設(shè)置了依次連接的第四調(diào)節(jié)閥和第四穩(wěn)流流量計，所述第四穩(wěn)流流量計與外界環(huán)境連通； 所述第三管路上設(shè)置了第五調(diào)節(jié)閥，并與外界環(huán)境連通； 所述風(fēng)機(jī)與所述電機(jī)電連接，所述風(fēng)機(jī)通過電機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動，用于維持所述試驗(yàn)裝置內(nèi)的氣體流動； 所述試驗(yàn)件的所述第一端口、所述第二端口和所述第三端口分別通過所述第一過渡管、所述第二過渡管及所述第三過渡管、再直接或通過柔性管選擇性地與所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路兩兩連接，從而實(shí)現(xiàn)多種連接方式的切換；所述柔性管為波形管或PVC鋼絲管； 所述試驗(yàn)件的所述第一端口還設(shè)置有第一傳感器，所述第二端口還設(shè)置有第二傳感器，所述第三端口還設(shè)置有第三傳感器；所述第一穩(wěn)壓桶還連接有第四傳感器，所述第二穩(wěn)壓桶還連接有第五傳感器，所述測控系統(tǒng)與所述第一傳感器、所述第二傳感器、所述第三傳感器、所述第四傳感器、所述第五傳感器、所述第一調(diào)節(jié)閥、所述第二調(diào)節(jié)閥、所述第三調(diào)節(jié)閥、所述第四調(diào)節(jié)閥和所述第五調(diào)節(jié)閥相連接，并根據(jù)所述第一傳感器、所述第二傳感器、所述第三傳感器、所述第四傳感器及所述第五傳感器的感測信號，控制所述第一調(diào)節(jié)閥、所述第二調(diào)節(jié)閥、所述第三調(diào)節(jié)閥、所述第四調(diào)節(jié)閥和所述第五調(diào)節(jié)閥； 所述傳感器為溫度傳感器、壓力傳感器或壓差傳感器； 所述第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥為手動閥；所述第三調(diào)節(jié)閥、第四調(diào)節(jié)閥、第五調(diào)節(jié)閥為電動閥。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，其中，所述第一調(diào)節(jié)閥、所述第二調(diào)節(jié)閥、所述第三調(diào)節(jié)閥、所述第四調(diào)節(jié)閥和所述第五調(diào)節(jié)閥選擇性地通斷，用于調(diào)節(jié)管路內(nèi)的氣流方向；所述第三調(diào)節(jié)閥、所述第四調(diào)節(jié)閥和所述第五調(diào)節(jié)閥選擇性地調(diào)節(jié)開度，用于調(diào)節(jié)管路內(nèi)的氣流大小。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，其中，還包括兩條柔性管，所述第一端口通過所述第一過渡管連接到所述第一管路；所述第二端口依次通過所述第二過渡管和所述柔性管連接到所述第二管路；所述第三端口依次通過所述第三過渡管和所述柔性管連接到第三管路。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，其中，還包括兩條柔性管，所述第一端口依次通過所述第一過渡管和所述柔性管連接到所述第三管路；所述第二端口依次通過所述第二過渡管和所述柔性管連接到所述第二管路；所述第三端口通過所述第三過渡管連接到所述第一管路。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，其中，還包括兩條柔性管，所述第一端口依次通過所述第一過渡管和所述柔性管連接到所述第二管路；所述第二端口通過所述第二過渡管連接到所述第一管路；所述第三端口依次通過所述第三過渡管和所述柔性管連接到所述第三管路。
6.如權(quán)利要求3~5中任一項所述的內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，其中，所述柔性管為波形管或PVC鋼絲管 。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)三通進(jìn)排氣管的流動性能特征試驗(yàn)裝置，其中，所述試驗(yàn)件為MPC排氣管或脈沖轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號】G01M15/04GK203745203SQ201320566388
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】鄭亮, 王新權(quán), 任自中, 平濤, 黃立 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所