發(fā)動(dòng)機(jī)全壓差氣道滾流試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)全壓差氣道滾流試驗(yàn)裝置，包括進(jìn)氣壓氣機(jī)(1)、第一穩(wěn)壓箱(2)、進(jìn)氣調(diào)壓閥(3)、進(jìn)氣流量計(jì)(4)、第二穩(wěn)壓箱(5)、氣門升程傳感器(6)、氣門升程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(7)、缸蓋(8)、模擬氣缸(9)、風(fēng)速儀(10)、缸內(nèi)壓力傳感器(11)、轉(zhuǎn)速傳感器(12)、采集器(13)、計(jì)算機(jī)(14)，第三穩(wěn)壓箱(15)、排氣流量計(jì)(16)、排氣調(diào)壓閥(17)、進(jìn)氣壓力傳感器(19)，可以調(diào)節(jié)氣道進(jìn)出氣壓力，將穩(wěn)流氣道試驗(yàn)裝置擴(kuò)展為全壓差范圍內(nèi)的滾流試驗(yàn)裝置，使?jié)L流氣道試驗(yàn)臺可以實(shí)現(xiàn)在全壓差范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，從低速、低壓、低氣門平均馬赫數(shù)到高壓、高速，高氣門平均馬赫數(shù)條件下，都能真實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)汽油機(jī)進(jìn)氣。
【專利說明】
發(fā)動(dòng)機(jī)全壓差氣道滾流試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣道滾流試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程是否良好，是否能夠獲得理想的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及低排放的性能指標(biāo)，主要在于合理匹配燃燒系統(tǒng)?；旌蠚庑纬蛇^程和燃燒過程完善的重要因素在于缸內(nèi)是否有充足的新鮮空氣和合理的旋流運(yùn)動(dòng)。而汽油機(jī)氣缸內(nèi)氣體的滾流是通過氣體在進(jìn)氣道的流動(dòng)產(chǎn)生的，所以進(jìn)、排氣道性能對發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放特性都有重要影響。
[0003]氣道穩(wěn)流試驗(yàn)裝置是目前工業(yè)上最常用的綜合評價(jià)進(jìn)、排氣道流動(dòng)特性的試驗(yàn)裝置?，F(xiàn)有的氣道穩(wěn)流試驗(yàn)是在定壓流動(dòng)的條件下測量進(jìn)、排氣道流動(dòng)特性。進(jìn)氣壓力為大氣壓，穩(wěn)流氣道試驗(yàn)裝置使用抽氣機(jī)和真空調(diào)節(jié)閥保持模擬缸套內(nèi)的真空壓力恒定，用渦流計(jì)和流量計(jì)測量氣道的禍流比和流量系數(shù)。
[0004]而目前現(xiàn)代汽油機(jī)也在向高轉(zhuǎn)速和高增壓的強(qiáng)化方向發(fā)展，真空負(fù)壓穩(wěn)流試驗(yàn)結(jié)果與汽油機(jī)實(shí)際增壓進(jìn)氣過程相差較大，并且汽油機(jī)氣道中氣體的流動(dòng)形式以滾流為主，這樣使現(xiàn)有的穩(wěn)流試驗(yàn)裝置不能夠在增壓的高壓差下對汽油機(jī)的滾流進(jìn)氣過程進(jìn)行試驗(yàn)。
[0005]因此，有必要進(jìn)行全壓差進(jìn)氣條件下試驗(yàn)分析，研究各種進(jìn)氣道在全壓差壓力范圍下的滾流流通能力，找出氣道在全壓差范圍下氣體流動(dòng)對換氣過程的影響及變化規(guī)律。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的氣道穩(wěn)流試驗(yàn)裝置存在進(jìn)氣壓力低，氣道壓力狀態(tài)為真空負(fù)壓狀態(tài)，不適合汽油機(jī)進(jìn)氣道滾流試驗(yàn)的技術(shù)問題，提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)全壓差氣道滾流試驗(yàn)裝置，使氣道穩(wěn)流試驗(yàn)裝置從真空負(fù)壓擴(kuò)展到全壓差，從穩(wěn)流擴(kuò)展到滾流的工作范圍，即能夠在全壓差的條件下對汽油機(jī)滾流進(jìn)氣進(jìn)行試驗(yàn)測量。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種發(fā)動(dòng)機(jī)全壓差氣道滾流試驗(yàn)裝置，包括進(jìn)氣壓氣機(jī)1、第一穩(wěn)壓箱2、進(jìn)氣調(diào)壓閥3、進(jìn)氣流量計(jì)4、第二穩(wěn)壓箱5、氣門升程傳感器6、氣門升程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)7、缸蓋8、模擬氣缸9、風(fēng)速儀10、缸內(nèi)壓力傳感器11、轉(zhuǎn)速傳感器12、采集器13、計(jì)算機(jī)14，第三穩(wěn)壓箱15、排氣流量計(jì)16、排氣調(diào)壓閥17、進(jìn)氣壓力傳感器19;氣門升程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)7安裝在缸蓋8上，缸蓋8安裝在模擬氣缸9上，在模擬氣缸9內(nèi)安裝有缸內(nèi)壓力傳感器11，通過缸內(nèi)壓力傳感器11測量模擬氣缸9內(nèi)壓力;在缸蓋8的進(jìn)氣方向前有一管道連接第二穩(wěn)壓箱5，在缸蓋8和第二穩(wěn)壓箱5之間的管道上安裝進(jìn)氣壓力傳感器19測量進(jìn)氣壓力，在第二穩(wěn)壓箱5的進(jìn)氣方向連接第一穩(wěn)壓箱2，在第一穩(wěn)壓箱2和第二穩(wěn)壓箱5之間連接進(jìn)氣調(diào)壓閥3和進(jìn)氣流量計(jì)4，通過進(jìn)氣調(diào)壓閥3調(diào)節(jié)進(jìn)入缸蓋8的壓力，在第一穩(wěn)壓箱2的進(jìn)氣方向前安裝進(jìn)氣壓氣機(jī)I提高進(jìn)氣壓力;其特征在于:在模擬氣缸9側(cè)部安裝風(fēng)速儀10，所述風(fēng)速儀10的旋轉(zhuǎn)軸線與模擬氣缸9的軸線相垂直;通過轉(zhuǎn)速傳感器12測量風(fēng)速儀10的葉片轉(zhuǎn)速;模擬氣缸9的出口方向通過管路連接到第三穩(wěn)壓箱15，第三穩(wěn)壓箱15出口端連接排氣流量計(jì)16，排氣流量計(jì)16出口端連接排氣調(diào)壓閥17，通過排氣調(diào)壓閥17調(diào)節(jié)第三穩(wěn)壓箱15的壓力；還包括排氣壓氣機(jī)18，所述排氣壓氣機(jī)18連接到排氣調(diào)壓閥17的出口端。
[0008]進(jìn)氣壓氣機(jī)可以提高整個(gè)試驗(yàn)裝置內(nèi)部的壓力水平，使試驗(yàn)裝置能夠模擬汽油機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)的壓力狀態(tài)；
[0009]排氣壓氣機(jī)可以使出口壓力高于大氣壓，使得進(jìn)氣道的試驗(yàn)壓力達(dá)到全壓差范圍。
[0010]第一穩(wěn)壓箱、第二穩(wěn)壓箱及進(jìn)氣壓氣機(jī)、排氣壓氣機(jī)配合使用可以滿足高增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力要求，壓力>3.5kPa。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過在現(xiàn)有穩(wěn)流試驗(yàn)裝置上加裝進(jìn)氣壓氣機(jī)、穩(wěn)壓箱、調(diào)壓閥及排氣壓氣機(jī)來調(diào)節(jié)氣道進(jìn)出氣壓力，并設(shè)置風(fēng)速儀的旋轉(zhuǎn)軸線與模擬氣缸9的軸線相垂直，可擴(kuò)展穩(wěn)流氣道試驗(yàn)裝置為全壓差范圍內(nèi)的滾流試驗(yàn)裝置，使?jié)L流氣道試驗(yàn)臺可以實(shí)現(xiàn)在全壓差范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，從低速、低壓、低氣門平均馬赫數(shù)到高壓、高速，高氣門平均馬赫數(shù)條件下，都能真實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)汽油機(jī)進(jìn)氣。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]I進(jìn)氣壓氣機(jī)、2第一穩(wěn)壓箱、3進(jìn)氣調(diào)壓閥、4進(jìn)氣流量計(jì)、5第二穩(wěn)壓箱、6氣門升程傳感器、7氣門升程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、8缸蓋、9模擬氣缸、10風(fēng)速儀、11缸內(nèi)壓力傳感器、12轉(zhuǎn)速傳感器、13采集器、14計(jì)算機(jī)、15第三穩(wěn)壓箱、16排氣流量計(jì)、17排氣調(diào)壓閥、18排氣壓氣機(jī)、19進(jìn)氣壓力傳感器。
[0014]圖2為第二穩(wěn)壓箱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]51前擴(kuò)張段、52中穩(wěn)流段、53后收縮段。
【具體實(shí)施方式】
[0016]發(fā)動(dòng)機(jī)全壓差氣道滾流試驗(yàn)裝置主要由壓氣機(jī)、三個(gè)穩(wěn)壓箱、兩個(gè)調(diào)壓閥、兩個(gè)流量計(jì)、兩個(gè)壓力傳感器、升程傳感器、風(fēng)速儀、轉(zhuǎn)速傳感器、氣門升程調(diào)節(jié)裝置、模擬氣缸、抽風(fēng)機(jī)、采集器、計(jì)算機(jī)等組成。
[0017]優(yōu)選第一穩(wěn)壓箱2、第二穩(wěn)壓箱5和第三穩(wěn)壓箱15的容積比為6:2:0.9-1,模擬氣缸9前的進(jìn)氣側(cè)的穩(wěn)壓箱容積越大，對氣流的穩(wěn)壓作用越顯著，有利于模擬氣缸內(nèi)氣體流動(dòng)平穩(wěn)，有利于風(fēng)速儀10的葉片平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，測量結(jié)果更加精確。
[0018]為進(jìn)一步減小進(jìn)氣調(diào)壓閥3調(diào)整過程中對第二穩(wěn)壓箱5的壓力波動(dòng)，優(yōu)選第二穩(wěn)壓箱5分為前擴(kuò)張段51、中穩(wěn)流段52和后收縮段53三部分，沿氣流傳播方向，前擴(kuò)張段51內(nèi)腔直徑逐漸增大，中穩(wěn)流段5252內(nèi)腔直徑不變，后收縮段53內(nèi)腔直徑逐漸縮小。當(dāng)通過進(jìn)氣調(diào)壓閥3對第二穩(wěn)壓箱5的壓力進(jìn)行調(diào)整時(shí)，氣流先經(jīng)過前擴(kuò)張段51可以有效消除壓力波動(dòng)，減小第二穩(wěn)壓箱5后的壓力波動(dòng)。
[0019]—種發(fā)動(dòng)機(jī)全壓差氣道滾流試驗(yàn)方法，其特征在于:空氣經(jīng)進(jìn)氣壓氣機(jī)I加壓后達(dá)至lj700kPa，然后進(jìn)入3000L容積的第一穩(wěn)壓箱2，在進(jìn)氣調(diào)壓閥3調(diào)節(jié)流經(jīng)進(jìn)氣流量計(jì)4后進(jìn)入容積為1000L的第二穩(wěn)壓箱5進(jìn)氣壓力為250kPa，然后進(jìn)入缸蓋8的進(jìn)氣道和模擬氣缸9，再進(jìn)入容積為450L的第三穩(wěn)壓箱15，排氣調(diào)壓閥17調(diào)節(jié)第三穩(wěn)壓箱15的壓力到200kPa，最后通過排氣壓氣機(jī)18排出到大氣；
[0020]氣道壓差由安裝在氣道前管路上的進(jìn)氣壓力傳感器19和模擬氣缸9上的缸內(nèi)壓力傳感器11測量，大小為50kPa;
[0021]空氣流量由進(jìn)氣流量計(jì)4和排氣流量計(jì)16測量，為617kg/h;
[0022]試驗(yàn)數(shù)據(jù)由各個(gè)傳感器通過采集器13輸入計(jì)算機(jī)14進(jìn)行處理。
[0023]進(jìn)氣道試驗(yàn)的空氣流向與發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)的空氣流向相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)全壓差氣道滾流試驗(yàn)裝置，包括進(jìn)氣壓氣機(jī)(I)、第一穩(wěn)壓箱(2)、進(jìn)氣調(diào)壓閥(3)、進(jìn)氣流量計(jì)(4)、第二穩(wěn)壓箱(5)、氣門升程傳感器(6)、氣門升程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(7)、缸蓋(8)、模擬氣缸(9)、風(fēng)速儀(10)、缸內(nèi)壓力傳感器(11)、轉(zhuǎn)速傳感器(12)、采集器(13)、計(jì)算機(jī)(14)，第三穩(wěn)壓箱(15)、排氣流量計(jì)(16)、排氣調(diào)壓閥(17)、進(jìn)氣壓力傳感器(19);氣門升程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(7 )安裝在缸蓋(8 )上，缸蓋(8 )安裝在模擬氣缸(9 )上，在模擬氣缸(9 )內(nèi)安裝有缸內(nèi)壓力傳感器(11 )，通過缸內(nèi)壓力傳感器(11)測量模擬氣缸(9 )內(nèi)壓力;在缸蓋(8 )的進(jìn)氣方向前有一管道連接第二穩(wěn)壓箱(5)，在缸蓋(8)和第二穩(wěn)壓箱(5)之間的管道上安裝進(jìn)氣壓力傳感器(19)測量進(jìn)氣壓力，在第二穩(wěn)壓箱(5)的進(jìn)氣方向連接第一穩(wěn)壓箱(2)，在第一穩(wěn)壓箱(2)和第二穩(wěn)壓箱(5)之間連接進(jìn)氣調(diào)壓閥(3)和進(jìn)氣流量計(jì)(4)，通過進(jìn)氣調(diào)壓閥(3)調(diào)節(jié)進(jìn)入缸蓋(8)的壓力，在第一穩(wěn)壓箱(2)的進(jìn)氣方向前安裝進(jìn)氣壓氣機(jī)(I)提高進(jìn)氣壓力；其特征在于:在模擬氣缸(9)側(cè)部安裝風(fēng)速儀(10)，所述風(fēng)速儀(10)的旋轉(zhuǎn)軸線與模擬氣缸(9 )的軸線相垂直;通過轉(zhuǎn)速傳感器(12 )測量風(fēng)速儀(1 )的葉片轉(zhuǎn)速;模擬氣缸(9 )的出口方向通過管路連接到第三穩(wěn)壓箱(15)，第三穩(wěn)壓箱(15 )出口端連接排氣流量計(jì)(16)，排氣流量計(jì)(16)出口端連接排氣調(diào)壓閥(17)，通過排氣調(diào)壓閥(17)調(diào)節(jié)第三穩(wěn)壓箱(15)的壓力；還包括排氣壓氣機(jī)(18)，所述排氣壓氣機(jī)(18)連接到排氣調(diào)壓閥(17)的出口端。
【文檔編號】G01M15/04GK205426525SQ201521091662
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月25日
【發(fā)明人】許俊峰, 李哲, 尤國棟, 王艷華, 馮耀南, 傅湘雨, 張志香, 蘇鐵熊
【申請人】中北大學(xué)