發(fā)動機高壓滾流進氣試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)動機高壓滾流進氣試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機缸內(nèi)氣流運動對混合氣的形成和燃燒過程有決定性的影響，直接影響著內(nèi)燃機的動力性、經(jīng)濟性以及其他特性。而缸內(nèi)氣流運動在很大程度上受氣道流動性能影響。因此進氣道設(shè)計十分重要。
[0003]氣道穩(wěn)流試驗裝置是目前工業(yè)上最常用的綜合評價進氣道流動特性的試驗裝置?，F(xiàn)有的穩(wěn)流氣道試驗裝置，主要由抽氣機、真空調(diào)節(jié)閥、穩(wěn)壓箱、模擬缸套、渦流計和流量計組成。測量采用定壓差法，進氣壓力為大氣壓，保持氣道壓降為一恒定值，最大壓差只能達到6kPa。并采用葉片風(fēng)速儀測量渦流大小。
[0004]汽油機的發(fā)展過程是由自然吸氣到增壓，自然吸氣式滾流實驗臺的實驗條件是與自然吸氣式汽油機進氣條件一致的，隨著增壓技術(shù)在汽油機上的應(yīng)用，氣道的實驗條件與汽油機真實狀態(tài)差距加大。并且汽油機的增壓過程在不斷地向高增壓的方向發(fā)展，氣道的實驗條件與汽油機真實狀態(tài)差距會越來越大。為了得到與真實進氣狀態(tài)一致的氣道參數(shù)，需要通過實驗研究高壓進氣狀態(tài)下氣道的滾流比和流通系數(shù)。
[0005]因此，有必要在高壓進氣條件下試驗，研究不同類型進氣道在高進氣壓力下滾流及流通能力的變化規(guī)律及影響因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的汽油機進氣滾流難以測量的問題，提供了一種適應(yīng)汽油機的增壓進氣系統(tǒng)的發(fā)動機高壓滾流進氣試驗裝置。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種發(fā)動機高壓進氣滾流試驗裝置，包括壓氣機1、第一穩(wěn)壓箱2、進口調(diào)壓閥3、流量計4、第二穩(wěn)壓箱5、氣道壓力傳感器6、升程傳感器7、氣門升程調(diào)整機構(gòu)8、待測缸蓋9、缸內(nèi)壓力傳感器10、模擬氣缸11、葉片風(fēng)速儀12、第三穩(wěn)壓箱13、第四穩(wěn)壓箱14、出口調(diào)壓閥15，其特征在于:待測缸蓋9安裝在模擬氣缸11上，氣門升程調(diào)整機構(gòu)8安裝在待測缸蓋9上，在待測缸蓋9的進氣方向前有管道連接第二穩(wěn)壓箱5，在待測缸蓋9和第二穩(wěn)壓箱5之間的管道上安裝有氣道壓力傳感器6，在第二穩(wěn)壓箱5的進氣方向前有管道連接第一穩(wěn)壓箱2，在第一穩(wěn)壓箱2和第二穩(wěn)壓箱5之間的管道上安裝有進口調(diào)壓閥3和流量計4，在第一穩(wěn)壓箱2的進氣方向前安裝壓氣機1 ;模擬氣缸11與第三穩(wěn)壓箱13連接，第三穩(wěn)壓箱13與第四穩(wěn)壓箱14連接，第四穩(wěn)壓箱14通過出口調(diào)壓閥15與大氣相通，在模擬氣缸11內(nèi)安裝有缸內(nèi)壓力傳感器10，模擬氣缸11內(nèi)安裝有測量滾流轉(zhuǎn)速的葉片風(fēng)速儀12。
[0008]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過在缸蓋進氣道前增加高壓壓氣機及穩(wěn)壓箱，提高進氣壓力，最高進氣壓力可達500kPa，進氣壓差可達200kPa，達到與增壓汽油機相同的進氣狀態(tài)，從而可以有效地進行試驗，在高壓、高速，以及高的氣門平均馬赫數(shù)下，能真實模擬試驗汽油機的滾流進氣。同時其具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護方便以及可進一步擴展等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖:
1壓氣機、2第一穩(wěn)壓箱、3進口調(diào)壓閥、4流量計、5第二穩(wěn)壓箱、6氣道壓力傳感器、7升程傳感器、8氣門升程調(diào)整機構(gòu)、9待測缸蓋、10缸內(nèi)壓力傳感器、11模擬氣缸、12葉片風(fēng)速儀、13第三穩(wěn)壓箱、14第四穩(wěn)壓箱、15出口調(diào)壓閥；
圖2為第三穩(wěn)壓箱的結(jié)構(gòu)示意圖:
141擴張段、142中間段、143收縮段;
圖3為第二穩(wěn)壓箱的結(jié)構(gòu)示意圖:
51分為前擴張段、52后穩(wěn)流段。
【具體實施方式】
[0010]結(jié)合附圖1對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明:
一種發(fā)動機高壓進氣滾流試驗裝置，包括壓氣機1、第一穩(wěn)壓箱2、進口調(diào)壓閥3、流量計4、第二穩(wěn)壓箱5、氣道壓力傳感器6、升程傳感器7、氣門升程調(diào)整機構(gòu)8、待測缸蓋9、缸內(nèi)壓力傳感器10、模擬氣缸11、葉片風(fēng)速儀12、第三穩(wěn)壓箱13、第四穩(wěn)壓箱14、出口調(diào)壓閥15，其特征在于:待測缸蓋9安裝在模擬氣缸11上，氣門升程調(diào)整機構(gòu)8安裝在待測缸蓋9上，在待測缸蓋9的進氣方向前有管道連接第二穩(wěn)壓箱5，在待測缸蓋9和第二穩(wěn)壓箱5之間的管道上安裝有氣道壓力傳感器6，在第二穩(wěn)壓箱5的進氣方向前有管道連接第一穩(wěn)壓箱2，在第一穩(wěn)壓箱2和第二穩(wěn)壓箱5之間的管道上安裝有進口調(diào)壓閥3和流量計4，在第一穩(wěn)壓箱2的進氣方向前安裝壓氣機1 ;模擬氣缸11與第三穩(wěn)壓箱13連接，第三穩(wěn)壓箱13與第四穩(wěn)壓箱14連接，第四穩(wěn)壓箱14通過出口調(diào)壓閥15與大氣相通，在模擬氣缸11內(nèi)安裝有缸內(nèi)壓力傳感器10，模擬氣缸11內(nèi)安裝有測量滾流轉(zhuǎn)速的葉片風(fēng)速儀12。
[0011]空氣通過壓氣機1流入試驗裝置，進入模擬氣缸11，通過第四穩(wěn)壓箱14后排出到大氣。
[0012]通過壓氣機1可以提高進氣壓力，通過進口調(diào)壓閥3可以調(diào)節(jié)進氣道前壓力，通過氣道壓力傳感器6測量進氣道前壓力，通過出口調(diào)壓閥15可以調(diào)節(jié)模擬氣缸11內(nèi)的壓力，通過缸內(nèi)壓力傳感器10可以測量模擬氣缸11內(nèi)的壓力。
[0013]通過進口調(diào)壓閥3和出口調(diào)壓閥15控制待測缸蓋9的進氣道前后的壓力，氣門升程調(diào)整機構(gòu)8可以控制氣門升程，流量計4可以測得待測缸蓋9的進氣道流量，葉片風(fēng)速儀12可以測得滾流轉(zhuǎn)速，也可用動量矩測試儀測量滾流轉(zhuǎn)速。
[0014]為進一步減小出口調(diào)壓閥15調(diào)整過程中對模擬氣缸11內(nèi)壓力波動的干擾，對第四穩(wěn)壓箱14的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)選第四穩(wěn)壓箱14分為擴張段141、中間段142和收縮段143三部分，沿氣流傳播方向，擴張段141內(nèi)腔直徑逐漸增大，中間段142內(nèi)腔直徑不變和收縮段143內(nèi)腔直徑逐漸縮小。當(dāng)通過出口調(diào)壓閥15對模擬氣缸11內(nèi)壓力進行調(diào)整時，反射波在第四穩(wěn)壓箱14中逆向傳播，先經(jīng)過收縮段143可以有效消除反射波，減小模擬氣缸11內(nèi)壓力波動。
[0015]為進一步減小出口調(diào)壓閥15調(diào)整過程中對模擬氣缸11內(nèi)壓力的響應(yīng)時間，對第三穩(wěn)壓箱13的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)選第三穩(wěn)壓箱13與第四穩(wěn)壓箱14的體積比為1:5。
[0016]為進一步減小進口調(diào)壓閥3調(diào)整過程中對第二穩(wěn)壓箱5的壓力波動，對第二穩(wěn)壓箱5的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)選第二穩(wěn)壓箱5分為前擴張段51、后穩(wěn)流段52兩部分，沿氣流傳播方向，前擴張段51內(nèi)腔直徑逐漸增大，后穩(wěn)流段52內(nèi)腔直徑不變。當(dāng)通過進口調(diào)壓閥3對第二穩(wěn)壓箱5的壓力進行調(diào)整時，氣流先經(jīng)過前擴張段51可以有效消除壓力波動，減小第二穩(wěn)壓箱5后的壓力波動。
[0017]—種發(fā)動機高壓進氣滾流試驗裝置的工作方法，其特征在于:空氣經(jīng)壓氣機1增壓到700kPa，然后進入容積為3000L的第一穩(wěn)壓箱2，然后流經(jīng)進口調(diào)壓閥3和流量計4，進口調(diào)壓閥3將第二穩(wěn)壓箱5的壓力調(diào)節(jié)為350kPa，然后進入待測缸蓋9的氣道和模擬氣缸11，然后進入第三穩(wěn)壓箱13，再從第三穩(wěn)壓箱13流入第四穩(wěn)壓箱14，經(jīng)過出口調(diào)壓閥15調(diào)整模擬氣缸11內(nèi)部的壓力到180kPa，最后進入到大氣；
空氣流量由流量計4測量，待測缸蓋9的氣道阻力由安裝在氣道前管路上的氣道壓力傳感器6和模擬氣缸11上的缸內(nèi)壓力傳感器10測量，待測缸蓋9的氣道的前后進氣壓差為 170kPa ；
葉片風(fēng)速儀或流動量矩測量儀測量滾流轉(zhuǎn)速。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)動機高壓進氣滾流試驗裝置，包括壓氣機(1)、第一穩(wěn)壓箱(2)、進口調(diào)壓閥(3)、流量計(4)、第二穩(wěn)壓箱(5)、氣道壓力傳感器(6)、升程傳感器(7)、氣門升程調(diào)整機構(gòu)(8 )、待測缸蓋(9 )、缸內(nèi)壓力傳感器(10 )、模擬氣缸(11)、葉片風(fēng)速儀(12 )、第三穩(wěn)壓箱(13)、第四穩(wěn)壓箱(14)、出口調(diào)壓閥(15)，其特征在于:待測缸蓋(9)安裝在模擬氣缸(11)上，氣門升程調(diào)整機構(gòu)(8)安裝在待測缸蓋(9)上，在待測缸蓋(9)的進氣方向前有管道連接第二穩(wěn)壓箱(5)，在待測缸蓋(9)和第二穩(wěn)壓箱(5)之間的管道上安裝有氣道壓力傳感器(6 )，在第二穩(wěn)壓箱(5 )的進氣方向前有管道連接第一穩(wěn)壓箱(2 )，在第一穩(wěn)壓箱(2 )和第二穩(wěn)壓箱(5)之間的管道上安裝有進口調(diào)壓閥(3)和流量計(4)，在第一穩(wěn)壓箱(2)的進氣方向前安裝壓氣機(1);模擬氣缸(11)與第三穩(wěn)壓箱(13)連接，第三穩(wěn)壓箱(13)與第四穩(wěn)壓箱(14)連接，第四穩(wěn)壓箱(14)通過出口調(diào)壓閥(15)與大氣相通，在模擬氣缸(11)內(nèi)安裝有缸內(nèi)壓力傳感器(10 )，模擬氣缸(11)內(nèi)安裝有測量滾流轉(zhuǎn)速的葉片風(fēng)速儀(12 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機高壓進氣滾流試驗裝置，其特征在于:所述第四穩(wěn)壓箱(14)分為擴張段(141)、中間段(142)和收縮段(143)三部分，沿氣流傳播方向，擴張段(141)內(nèi)腔直徑逐漸增大，中間段(142)內(nèi)腔直徑不變，收縮段(143)內(nèi)腔直徑逐漸縮小。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機高壓進氣滾流試驗裝置，其特征在于:第三穩(wěn)壓箱(13)與第四穩(wěn)壓箱(14)的體積比為1:5。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機高壓進氣滾流試驗裝置，其特征在于:第二穩(wěn)壓箱(5)分為前擴張段(51)、后穩(wěn)流段(52)兩部分，沿氣流傳播方向，前擴張段(51)內(nèi)腔直徑逐漸增大，后穩(wěn)流段(52)內(nèi)腔直徑不變。5.一種發(fā)動機高壓進氣滾流試驗裝置的工作方法，其特征在于:空氣經(jīng)壓氣機(1)增壓到700kPa，然后進入容積為3000L的第一穩(wěn)壓箱(2)，然后流經(jīng)進口調(diào)壓閥(3)和流量計(4)，進口調(diào)壓閥(3)將第二穩(wěn)壓箱(5)的壓力調(diào)節(jié)為350kPa，然后進入待測缸蓋(9)的氣道和模擬氣缸(11 )，然后進入第三穩(wěn)壓箱(13)，再從第三穩(wěn)壓箱(13)流入第四穩(wěn)壓箱(14)，經(jīng)過出口調(diào)壓閥(15)調(diào)整模擬氣缸(11)內(nèi)部的壓力到180kPa，最后進入到大氣； 空氣流量由流量計(4)測量，待測缸蓋(9)的氣道阻力由安裝在氣道前管路上的氣道壓力傳感器(6 )和模擬氣缸(11)上的缸內(nèi)壓力傳感器(10 )測量，待測缸蓋(9 )的氣道的前后進氣壓差為170kPa ； 葉片風(fēng)速儀(12)測量滾流轉(zhuǎn)速。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)動機高壓進氣滾流試驗裝置，包括壓氣機1、第一穩(wěn)壓箱2、進口調(diào)壓閥3、流量計4、第二穩(wěn)壓箱5、氣道壓力傳感器6、升程傳感器7、氣門升程調(diào)整機構(gòu)8、待測缸蓋9、缸內(nèi)壓力傳感器10、模擬氣缸11、葉片風(fēng)速儀12、第三穩(wěn)壓箱13、第四穩(wěn)壓箱14、出口調(diào)壓閥15，所述發(fā)動機高壓進氣滾流試驗裝置可以對汽油機進氣道在高進氣壓力下滾流及流通能力的變化規(guī)律及影響因素進行試驗研究。本發(fā)明還涉及一種發(fā)動機高壓進氣滾流試驗方法。
【IPC分類】G01M15/04
【公開號】CN105372073
【申請?zhí)枴緾N201510988169
【發(fā)明人】許俊峰, 李哲, 王艷華, 馮耀南, 傅湘雨, 張志香, 尤國棟, 蘇鐵熊
【申請人】中北大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月25日