專利名稱：快速檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)氣道流動(dòng)性能參數(shù)的試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于內(nèi)燃機(jī)性能參數(shù)檢測(cè)，具體涉及到一種內(nèi)燃機(jī)缸蓋氣道流動(dòng)性能參數(shù)快速檢測(cè)的裝置。技術(shù)背景流量系數(shù)、渦流強(qiáng)度、滾流強(qiáng)度等流動(dòng)特性參數(shù)是評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣道性能的重 要參數(shù)。目前氣道穩(wěn)態(tài)流動(dòng)試驗(yàn)流程是通過調(diào)節(jié)氣門升程，給定氣道前后一個(gè)穩(wěn)定的壓差， 然后進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流動(dòng)試驗(yàn)。但在做不同氣門升程的穩(wěn)流試驗(yàn)時(shí)，由于氣門升程的變化會(huì)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(huì)發(fā)生改變，要保證壓差值恒定，國(guó)內(nèi) 外普遍采取的措施是調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)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?yàn)槊恳淮螝獾婪€(wěn)流試驗(yàn)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(cè)試儀器，此舉除提高成本外，兩套流量測(cè)試儀器之間 的差異又無形中降低了氣道穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試精度，由此還產(chǎn)生了兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的噪聲。如何 解決快速測(cè)試氣道性能，以及提高測(cè)試精度、降低成本、改善噪音是本實(shí)用新型所要解決的 問題。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是，提供一種快速檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)氣道流動(dòng)性能參數(shù)的試驗(yàn)裝置， 實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)流水線對(duì)內(nèi)燃機(jī)缸蓋的即時(shí)檢測(cè)。以下結(jié)合圖1 圖3對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)原理予以說明?？焖贆z測(cè)內(nèi)燃機(jī)氣道 流動(dòng)性能參數(shù)的試驗(yàn)裝置具有缸套、動(dòng)量計(jì)或葉片風(fēng)速儀、穩(wěn)壓桶、電動(dòng)球閥、穩(wěn)壓箱、空濾 器、軟管、流量計(jì)、引風(fēng)機(jī)、變頻器、氣流梳理器等。測(cè)試氣道出口端置于缸套上面，缸套的中 心與動(dòng)量計(jì)為同軸心。動(dòng)量計(jì)下端接與穩(wěn)壓桶，穩(wěn)壓桶設(shè)有兩個(gè)通道，一個(gè)通道按順序接第 一個(gè)電動(dòng)球閥、穩(wěn)壓箱、流量計(jì)以及引風(fēng)機(jī)；穩(wěn)壓桶的另一通道按順序接第二個(gè)電動(dòng)球閥和 第一個(gè)空濾器。測(cè)試氣道的排氣端連接氣流梳理器。穩(wěn)壓箱有3個(gè)通道其上方設(shè)有第三個(gè) 電動(dòng)球閥，第三個(gè)電動(dòng)球閥與氣流梳理器之間通過軟管連通。引風(fēng)機(jī)的排風(fēng)側(cè)接有第二個(gè) 空濾器，引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通過變頻器控制。工作時(shí)，被測(cè)氣缸蓋(測(cè)試氣缸蓋氣道流動(dòng)特性參數(shù))置于該裝置的缸套上。試 驗(yàn)臺(tái)裝置為吸氣工作方式，氣流從進(jìn)氣道進(jìn)入缸套，如果測(cè)試小缸徑內(nèi)燃機(jī)氣道就采用動(dòng) 量計(jì)，如果對(duì)于大缸徑內(nèi)燃機(jī)氣道的測(cè)量則采用葉片風(fēng)速儀。經(jīng)過動(dòng)量計(jì)(或葉片轉(zhuǎn)速儀) 測(cè)得缸蓋氣道中渦流強(qiáng)度或滾流強(qiáng)度，由通過流量計(jì)獲取該流量，氣流最后經(jīng)過風(fēng)機(jī)排出。 當(dāng)氣門升程發(fā)生改變時(shí)，氣道前后壓差會(huì)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(jī)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(jìn)、排氣道 上分別設(shè)置了空濾器。進(jìn)、排氣測(cè)試系統(tǒng)采用同一套管道和流量計(jì)來測(cè)試流量，可提高其 測(cè)試精度。一般對(duì)于需要調(diào)整10個(gè)氣門升程的穩(wěn)流試驗(yàn)，整個(gè)試驗(yàn)過程只需要5分鐘。在 此基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)一步縮短穩(wěn)態(tài)流動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試時(shí)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(dòng)，其無量綱流量系數(shù)、渦流比、滾流比都是不變的”。因此在進(jìn)行 氣道穩(wěn)流試驗(yàn)時(shí)，只要保證最大氣門升程下內(nèi)燃機(jī)氣道內(nèi)的氣體流動(dòng)為充分發(fā)展的湍流流動(dòng)，那么在同一風(fēng)機(jī)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(gè)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(dòng)。對(duì)不同的氣門升程進(jìn)行穩(wěn)流試驗(yàn) 時(shí)，該方法免去了對(duì)氣道壓差的調(diào)節(jié)，使檢測(cè)效率大大提高。
圖1本實(shí)用新型裝置系統(tǒng)原理立體圖。圖2本實(shí)用新型排氣道穩(wěn)流試驗(yàn)示意簡(jiǎn)圖。圖3本實(shí)用新型進(jìn)氣道穩(wěn)流試驗(yàn)示意簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)裝置做進(jìn)一步的說明。快速檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)氣道流動(dòng)性能參數(shù)的試驗(yàn)裝置具有缸套、動(dòng)量計(jì)或葉片風(fēng)速儀、 穩(wěn)壓桶、電動(dòng)球閥、穩(wěn)壓箱、空濾器、軟管、流量計(jì)、引風(fēng)機(jī)、變頻器、氣流梳理器等。測(cè)試氣道 1出口端置于缸套2上面，缸套2的中心與動(dòng)量計(jì)3為同軸心。動(dòng)量計(jì)3下端接與穩(wěn)壓桶 4，穩(wěn)壓桶4設(shè)有兩個(gè)通道一個(gè)通道按順序接有第一個(gè)電動(dòng)球閥5-1、穩(wěn)壓箱6、流量計(jì)7以 及引風(fēng)機(jī)8 ；穩(wěn)壓桶4的另一通道按順序接有第二個(gè)電動(dòng)球閥5-2和第一個(gè)空濾器9-1。測(cè) 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(gè)電動(dòng)球閥5-3，第三個(gè)電 動(dòng)球閥5-3與氣流梳理器10之間通過軟管11連通。引風(fēng)機(jī)8的排風(fēng)側(cè)接有第二個(gè)空濾器 9-2。缸套2與試驗(yàn)臺(tái)面用止口定位連接，動(dòng)量計(jì)3下端與穩(wěn)壓桶4螺栓固定。兩個(gè)空濾器 主要用來減少噪音。第一個(gè)電動(dòng)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(gè)電動(dòng)球閥5-2控制穩(wěn)壓桶4和第一個(gè)空濾器9-1之間通道的開閉。第三個(gè)電動(dòng)球閥5-3 是用來控制測(cè)試氣道1排氣端與穩(wěn)壓箱6之間通道的開閉。引風(fēng)機(jī)8的轉(zhuǎn)速通過變頻器12 控制。本實(shí)用新型采用動(dòng)量計(jì)來測(cè)試小缸徑內(nèi)燃機(jī)氣道的渦流強(qiáng)度或滾流強(qiáng)度，采用葉片 風(fēng)速儀來測(cè)試大缸徑內(nèi)燃機(jī)氣道的渦流強(qiáng)度或滾流強(qiáng)度，使得測(cè)試范圍能達(dá)到缸徑500mm。實(shí)施例1排氣道穩(wěn)流試驗(yàn)。氣門最大升程為10mm，缸徑為100mm。將被測(cè)氣缸蓋置于缸套 上。第一個(gè)電動(dòng)球閥關(guān)閉，第二、三個(gè)電動(dòng)球閥打開，將氣門升程調(diào)節(jié)為1mm，進(jìn)氣門升程始 終為0mm，氣道壓差設(shè)置為5Kpa。啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，氣流流動(dòng)方向如圖2箭頭所示，經(jīng)由第一個(gè)空 濾器一穩(wěn)壓桶一動(dòng)量計(jì)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(jì)一 引風(fēng)機(jī)一第二個(gè)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(gè)取壓 口，大氣壓力與該處的壓力之差即為氣道壓差，計(jì)算機(jī)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(jī)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(jì)和動(dòng)量計(jì)分 別測(cè)得流量系數(shù)和渦流強(qiáng)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(jì)算機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)速， 使得氣道壓差仍保持為5Kpa，壓力穩(wěn)定后測(cè)試得到數(shù)據(jù)參數(shù)。按此方法依次分別測(cè)得3mm、 4mm,5mm……，直到氣門升程為IOmm的流量系數(shù)和渦流強(qiáng)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(gè)試驗(yàn)測(cè)試過程只需要5分鐘。實(shí)施例2進(jìn)氣道穩(wěn)流試驗(yàn)。在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高測(cè)試速度。前述條件與實(shí)施例 1相同，將進(jìn)氣門升程調(diào)節(jié)為10mm，排氣門升程始終為0mm。啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，氣流流動(dòng)方向如圖 3箭頭所示，經(jīng)由氣道(進(jìn)氣道)一缸套一動(dòng)量計(jì)一穩(wěn)壓桶一穩(wěn)壓箱一流量計(jì)一引風(fēng)機(jī)一第二個(gè)空濾器。設(shè)定在IOmm氣門升程下氣道壓差為5Kpa，缸套內(nèi)空氣流動(dòng)始終為充分發(fā)展了 的湍流狀態(tài)，那么通過計(jì)算機(jī)控制變頻器調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速使氣道壓差為5Kpa，待壓力穩(wěn)定 后測(cè)得流量系數(shù)和渦流強(qiáng)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(dòng)始終為充分發(fā)展了的湍流狀態(tài)，待壓力穩(wěn)定后測(cè)得流量系 數(shù)和渦流強(qiáng)度，然后按此步驟依次分別測(cè)得8mm、7mm、6mm……Imm的流量系數(shù)和渦流強(qiáng)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(gè)試驗(yàn)測(cè)試過程需要3分鐘。 本實(shí)用新型的特點(diǎn)及有益效果是，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，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(dòng)條件下，除了最大氣門升程情況下之外，可以 免去對(duì)壓力差的調(diào)節(jié)和控制，以節(jié)省測(cè)試時(shí)間。本實(shí)用新型在保證測(cè)試精度提高的基礎(chǔ)上 降低了測(cè)試設(shè)備成本、降低了實(shí)驗(yàn)噪音，而且可用 于對(duì)生產(chǎn)線中的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋進(jìn)行即時(shí)檢 測(cè)。
權(quán)利要求快速檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)氣道流動(dòng)性能參數(shù)的試驗(yàn)裝置，具有缸套、動(dòng)量計(jì)、穩(wěn)壓桶、電動(dòng)球閥、穩(wěn)壓箱、空濾器、軟管、流量計(jì)、引風(fēng)機(jī)、變頻器，其特征是測(cè)試氣道(1)出口端置于缸套(2)上面，缸套(2)的中心與動(dòng)量計(jì)(3)為同軸心，動(dòng)量計(jì)(3)下端接與穩(wěn)壓桶(4)，穩(wěn)壓桶(4)設(shè)有兩個(gè)通道一個(gè)通道按順序接有第一個(gè)電動(dòng)球閥(5-1)、穩(wěn)壓箱(6)、流量計(jì)(7)以及引風(fēng)機(jī)(8)；穩(wěn)壓桶(4)的另一通道按順序接有第二個(gè)電動(dòng)球閥(5-2)和第一個(gè)空濾器(9-1)，測(cè)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(gè)電動(dòng)球閥(5-3)，第三個(gè)電動(dòng)球閥(5-3)與氣流梳理器(10)之間通過軟管(11)連通，引風(fēng)機(jī)(8)的排風(fēng)側(cè)接有第二個(gè)空濾器(9-2)。
2.按照權(quán)利要求1所述的快速檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)氣道流動(dòng)性能參數(shù)的試驗(yàn)裝置，其特征在于 所述引風(fēng)機(jī)(8)的轉(zhuǎn)速通過變頻器(12)控制。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到一種對(duì)內(nèi)燃機(jī)缸蓋氣道流動(dòng)性能參數(shù)快速檢測(cè)的裝置。具體設(shè)置為測(cè)試氣道置于缸套上面，缸套的中心與動(dòng)量計(jì)為同軸心。動(dòng)量計(jì)下端接與穩(wěn)壓桶，穩(wěn)壓桶設(shè)有兩個(gè)通道一個(gè)通道按順序接有電動(dòng)球閥、穩(wěn)壓箱、流量計(jì)以及引風(fēng)機(jī)；穩(wěn)壓桶的另一通道按順序接有第二個(gè)電動(dòng)球閥和第一個(gè)空濾器。測(cè)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(gè)電動(dòng)球閥，第三個(gè)電動(dòng)球閥與氣流梳理器之間通過軟管連通，引風(fēng)機(jī)的排風(fēng)側(cè)接有第二個(gè)空濾器。引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通過變頻器控制。整個(gè)試驗(yàn)測(cè)試過程僅需要3～5分鐘。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是，在保證測(cè)試精度提高的基礎(chǔ)上降低了測(cè)試設(shè)備成本、降低了實(shí)驗(yàn)噪音，而且可用于對(duì)生產(chǎn)線中的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋進(jìn)行即時(shí)檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01M15/05GK201569569SQ20092022107
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)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, 魯?shù)?申請(qǐng)人:天津大學(xué)