發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘余廢氣測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘余廢氣測(cè)量裝置。本實(shí)用新型中的高壓氣源的出氣口通過進(jìn)氣管與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門連通，在進(jìn)氣管上安裝有進(jìn)氣流量傳感器和進(jìn)氣壓力傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上安裝有氣缸壓力傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門連接出氣管，出氣管上安裝有排氣壓力傳感器、排氣調(diào)壓閥。發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上裝有曲軸轉(zhuǎn)角編碼器。本實(shí)用新型可在不同轉(zhuǎn)速、配氣正時(shí)、進(jìn)排氣壓力條件下，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘余廢氣量。
【專利說明】發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘余廢氣測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘余廢氣測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣過程中，由于氣門疊開期的存在，排氣管和氣缸內(nèi)的廢氣可能會(huì)回流進(jìn)入進(jìn)氣管，形成內(nèi)部殘余廢氣。
[0003]目前，控制氣缸內(nèi)殘余廢氣量已經(jīng)成為發(fā)動(dòng)機(jī)減少NOx生成量的重要方法，在發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但是，對(duì)于氣門疊開在進(jìn)排氣過程中不同工況下所造成的內(nèi)部殘余廢氣量，尚缺少準(zhǔn)確且可行的試驗(yàn)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘余廢氣測(cè)量裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:
[0006]本實(shí)用新型包括發(fā)動(dòng)機(jī)、高壓氣源、進(jìn)氣流量傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、氣缸壓力傳感器、排氣壓力傳感器、排氣調(diào)壓閥和曲軸轉(zhuǎn)角編碼器。
[0007]高壓氣源的出氣口通過進(jìn)氣管與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門連通，在進(jìn)氣管上安裝有進(jìn)氣流量傳感器和進(jìn)氣壓力傳感器，所述進(jìn)氣壓力傳感器距離進(jìn)氣門2-3倍管徑。
[0008]發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上安裝有氣缸壓力傳感器。
[0009]發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門連接出氣管，出氣管上安裝有排氣壓力傳感器、排氣調(diào)壓閥，所述排氣壓力傳感器距離排氣門2-3倍管徑。
[0010]所述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上裝有曲軸轉(zhuǎn)角編碼器。
[0011 ] 本實(shí)用新型有益效果:
[0012]本實(shí)用新型提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘余廢氣測(cè)量裝置，可在不同轉(zhuǎn)速、配氣正時(shí)、進(jìn)排氣壓力條件下，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘余廢氣量。
[0013]該裝置在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)下工作，無需燃料燃燒，可在發(fā)動(dòng)機(jī)零部件設(shè)計(jì)階段進(jìn)行內(nèi)部殘余廢氣試驗(yàn)，可靈活調(diào)節(jié)配氣正時(shí)、進(jìn)排氣壓力等試驗(yàn)參數(shù)；
[0014]該裝置可應(yīng)用于車用汽油機(jī)、車用柴油機(jī)、船用柴油機(jī)等不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，試驗(yàn)簡(jiǎn)便可行

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，本實(shí)施例包括發(fā)動(dòng)機(jī)、高壓氣源1、進(jìn)氣流量傳感器2、進(jìn)氣壓力傳感器3、氣缸壓力傳感器5、排氣壓力傳感器7、排氣調(diào)壓閥8和曲軸轉(zhuǎn)角編碼器10。高壓氣源的出氣口通過進(jìn)氣管與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門4連通，在進(jìn)氣管上安裝有進(jìn)氣流量傳感器和進(jìn)氣壓力傳感器，進(jìn)氣壓力傳感器距離進(jìn)氣門2-3倍管徑，氣體在該距離范圍內(nèi)形成穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上安裝有氣缸壓力傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門6連接出氣管，出氣管上安裝有排氣壓力傳感器、排氣調(diào)壓閥8，所述排氣壓力傳感器距離排氣門2-3倍管徑。所述發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞連桿9安裝的曲軸上裝有曲軸轉(zhuǎn)角編碼器10。
[0017]利用上述裝置進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘余廢氣測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0018]步驟1、停止發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、噴油，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣與排氣過程。
[0019]步驟2、電機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)至所需試驗(yàn)轉(zhuǎn)速，調(diào)整高壓氣源壓力、排氣調(diào)壓閥，使進(jìn)排氣壓力滿足試驗(yàn)要求。
[0020]步驟3、測(cè)量進(jìn)氣管壓力、氣缸壓力、排氣管壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角變化。
[0021]步驟4、根據(jù)進(jìn)氣管與氣缸和排氣管壓力差，計(jì)算回流廢氣流量；
[0022]m 丨=
?bn η κ( - ^?Λ
[0023]W2 = ΑΨ 1...............-......—..................π7κ -π2
- ~ 1 U J
PtP2cP
[0024]=，K=丄
Po PiCv
[0025]A = 3? DvLv
[0026]其中表不氣缸至進(jìn)氣管瞬時(shí)廢氣流量,單位為kg/s,爾2表不排氣管至氣缸瞬時(shí)廢氣流量，單位為kg/s，A表示氣門有效流通面積，Dv表示氣門直徑，單位為m，Lv表示氣門升程，單位為m，Ψ表示氣門流通系數(shù)，P1表示氣缸壓力，單位為pa，P0表示進(jìn)氣管壓力，單位為pa, p2表不進(jìn)氣管壓力，單位為pa, P ^表不缸內(nèi)氣體密度,Cp表不定壓比熱容,Cv定容比熱容。
[0027]步驟5、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，計(jì)算氣門開啟到關(guān)閉期間不同轉(zhuǎn)角所對(duì)應(yīng)廢氣流動(dòng)速率，計(jì)算進(jìn)氣管內(nèi)累積廢氣量Hl1 ；
[0028]


* Δ#


IH1 = > M1

, 11
[0029]其中Ag表示曲軸轉(zhuǎn)角編碼器脈沖信號(hào)間隔，單位為rad，η表示曲軸轉(zhuǎn)速，單位為rad/s, Wi表示進(jìn)氣門開啟轉(zhuǎn)角，單位為rad, 表示進(jìn)氣門關(guān)閉轉(zhuǎn)角，單位為rad。
[0030]步驟6、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，計(jì)算氣門開啟到關(guān)閉期間不同轉(zhuǎn)角所對(duì)應(yīng)廢氣流動(dòng)速率，計(jì)算排氣管回流累積廢氣量Hl2 ;
[0031]

1.Δφ


Bi1 = y m2


— η
[0032]其中Λ表示排氣管倒流起始轉(zhuǎn)角，單位為rad，Λ表示排氣管倒流結(jié)束轉(zhuǎn)角，單位為 rad。
[0033]步驟7、根據(jù)進(jìn)氣流量傳感器所測(cè)流量Q(L/s)和進(jìn)排氣管回流的累積廢氣量，計(jì)算進(jìn)排氣管倒流引起的殘余廢氣系數(shù)Φ ;

Wl1 +m2
[0034]r = ——— ο
?
【權(quán)利要求】
1.發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部殘余廢氣測(cè)量裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、高壓氣源、進(jìn)氣流量傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、氣缸壓力傳感器、排氣壓力傳感器、排氣調(diào)壓閥和曲軸轉(zhuǎn)角編碼器，其特征在于:高壓氣源的出氣口通過進(jìn)氣管與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門連通，在進(jìn)氣管上安裝有進(jìn)氣流量傳感器和進(jìn)氣壓力傳感器，所述進(jìn)氣壓力傳感器距離進(jìn)氣門2-3倍管徑； 發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上安裝有氣缸壓力傳感器； 發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門連接出氣管，出氣管上安裝有排氣壓力傳感器、排氣調(diào)壓閥，所述排氣壓力傳感器距離排氣門2-3倍管徑； 所述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上裝有曲軸轉(zhuǎn)角編碼器。
【文檔編號(hào)】G01F1/00GK203981223SQ201420350396
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】劉忠民, 吳軍, 張啟平 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)