发动机高压滚流进气试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种发动机高压滚流进气试验装置。
【背景技术】
[0002]内燃机缸内气流运动对混合气的形成和燃烧过程有决定性的影响，直接影响着内燃机的动力性、经济性以及其他特性。而缸内气流运动在很大程度上受气道流动性能影响。因此进气道设计十分重要。
[0003]气道稳流试验装置是目前工业上最常用的综合评价进气道流动特性的试验装置。现有的稳流气道试验装置，主要由抽气机、真空调节阀、稳压箱、模拟缸套、涡流计和流量计组成。测量采用定压差法，进气压力为大气压，保持气道压降为一恒定值，最大压差只能达到6kPa。并采用叶片风速仪测量涡流大小。
[0004]汽油机的发展过程是由自然吸气到增压，自然吸气式滚流实验台的实验条件是与自然吸气式汽油机进气条件一致的，随着增压技术在汽油机上的应用，气道的实验条件与汽油机真实状态差距加大。并且汽油机的增压过程在不断地向高增压的方向发展，气道的实验条件与汽油机真实状态差距会越来越大。为了得到与真实进气状态一致的气道参数，需要通过实验研究高压进气状态下气道的滚流比和流通系数。
[0005]因此，有必要在高压进气条件下试验，研究不同类型进气道在高进气压力下滚流及流通能力的变化规律及影响因素。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术存在的汽油机进气滚流难以测量的问题，提供了一种适应汽油机的增压进气系统的发动机高压滚流进气试验装置。
[0007]本发明的技术方案是:一种发动机高压进气滚流试验装置，包括压气机1、第一稳压箱2、进口调压阀3、流量计4、第二稳压箱5、气道压力传感器6、升程传感器7、气门升程调整机构8、待测缸盖9、缸内压力传感器10、模拟气缸11、叶片风速仪12、第三稳压箱13、第四稳压箱14、出口调压阀15，其特征在于:待测缸盖9安装在模拟气缸11上，气门升程调整机构8安装在待测缸盖9上，在待测缸盖9的进气方向前有管道连接第二稳压箱5，在待测缸盖9和第二稳压箱5之间的管道上安装有气道压力传感器6，在第二稳压箱5的进气方向前有管道连接第一稳压箱2，在第一稳压箱2和第二稳压箱5之间的管道上安装有进口调压阀3和流量计4，在第一稳压箱2的进气方向前安装压气机1 ;模拟气缸11与第三稳压箱13连接，第三稳压箱13与第四稳压箱14连接，第四稳压箱14通过出口调压阀15与大气相通，在模拟气缸11内安装有缸内压力传感器10，模拟气缸11内安装有测量滚流转速的叶片风速仪12。
[0008]本发明的有益效果:本发明通过在缸盖进气道前增加高压压气机及稳压箱，提高进气压力，最高进气压力可达500kPa，进气压差可达200kPa，达到与增压汽油机相同的进气状态，从而可以有效地进行试验，在高压、高速，以及高的气门平均马赫数下，能真实模拟试验汽油机的滚流进气。同时其具有结构简单，安装维护方便以及可进一步扩展等优点。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构示意图:
1压气机、2第一稳压箱、3进口调压阀、4流量计、5第二稳压箱、6气道压力传感器、7升程传感器、8气门升程调整机构、9待测缸盖、10缸内压力传感器、11模拟气缸、12叶片风速仪、13第三稳压箱、14第四稳压箱、15出口调压阀；
图2为第三稳压箱的结构示意图:
141扩张段、142中间段、143收缩段;
图3为第二稳压箱的结构示意图:
51分为前扩张段、52后稳流段。
【具体实施方式】
[0010]结合附图1对本发明的【具体实施方式】进行详细说明:
一种发动机高压进气滚流试验装置，包括压气机1、第一稳压箱2、进口调压阀3、流量计4、第二稳压箱5、气道压力传感器6、升程传感器7、气门升程调整机构8、待测缸盖9、缸内压力传感器10、模拟气缸11、叶片风速仪12、第三稳压箱13、第四稳压箱14、出口调压阀15，其特征在于:待测缸盖9安装在模拟气缸11上，气门升程调整机构8安装在待测缸盖9上，在待测缸盖9的进气方向前有管道连接第二稳压箱5，在待测缸盖9和第二稳压箱5之间的管道上安装有气道压力传感器6，在第二稳压箱5的进气方向前有管道连接第一稳压箱2，在第一稳压箱2和第二稳压箱5之间的管道上安装有进口调压阀3和流量计4，在第一稳压箱2的进气方向前安装压气机1 ;模拟气缸11与第三稳压箱13连接，第三稳压箱13与第四稳压箱14连接，第四稳压箱14通过出口调压阀15与大气相通，在模拟气缸11内安装有缸内压力传感器10，模拟气缸11内安装有测量滚流转速的叶片风速仪12。
[0011]空气通过压气机1流入试验装置，进入模拟气缸11，通过第四稳压箱14后排出到大气。
[0012]通过压气机1可以提高进气压力，通过进口调压阀3可以调节进气道前压力，通过气道压力传感器6测量进气道前压力，通过出口调压阀15可以调节模拟气缸11内的压力，通过缸内压力传感器10可以测量模拟气缸11内的压力。
[0013]通过进口调压阀3和出口调压阀15控制待测缸盖9的进气道前后的压力，气门升程调整机构8可以控制气门升程，流量计4可以测得待测缸盖9的进气道流量，叶片风速仪12可以测得滚流转速，也可用动量矩测试仪测量滚流转速。
[0014]为进一步减小出口调压阀15调整过程中对模拟气缸11内压力波动的干扰，对第四稳压箱14的结构进行优化设计，优选第四稳压箱14分为扩张段141、中间段142和收缩段143三部分，沿气流传播方向，扩张段141内腔直径逐渐增大，中间段142内腔直径不变和收缩段143内腔直径逐渐缩小。当通过出口调压阀15对模拟气缸11内压力进行调整时，反射波在第四稳压箱14中逆向传播，先经过收缩段143可以有效消除反射波，减小模拟气缸11内压力波动。
[0015]为进一步减小出口调压阀15调整过程中对模拟气缸11内压力的响应时间，对第三稳压箱13的结构进行优化设计，优选第三稳压箱13与第四稳压箱14的体积比为1:5。
[0016]为进一步减小进口调压阀3调整过程中对第二稳压箱5的压力波动，对第二稳压箱5的结构进行优化设计，优选第二稳压箱5分为前扩张段51、后稳流段52两部分，沿气流传播方向，前扩张段51内腔直径逐渐增大，后稳流段52内腔直径不变。当通过进口调压阀3对第二稳压箱5的压力进行调整时，气流先经过前扩张段51可以有效消除压力波动，减小第二稳压箱5后的压力波动。
[0017]—种发动机高压进气滚流试验装置的工作方法，其特征在于:空气经压气机1增压到700kPa，然后进入容积为3000L的第一稳压箱2，然后流经进口调压阀3和流量计4，进口调压阀3将第二稳压箱5的压力调节为350kPa，然后进入待测缸盖9的气道和模拟气缸11，然后进入第三稳压箱13，再从第三稳压箱13流入第四稳压箱14，经过出口调压阀15调整模拟气缸11内部的压力到180kPa，最后进入到大气；
空气流量由流量计4测量，待测缸盖9的气道阻力由安装在气道前管路上的气道压力传感器6和模拟气缸11上的缸内压力传感器10测量，待测缸盖9的气道的前后进气压差为 170kPa ；
叶片风速仪或流动量矩测量仪测量滚流转速。
【主权项】
1.一种发动机高压进气滚流试验装置，包括压气机(1)、第一稳压箱(2)、进口调压阀(3)、流量计(4)、第二稳压箱(5)、气道压力传感器(6)、升程传感器(7)、气门升程调整机构(8 )、待测缸盖(9 )、缸内压力传感器(10 )、模拟气缸(11)、叶片风速仪(12 )、第三稳压箱(13)、第四稳压箱(14)、出口调压阀(15)，其特征在于:待测缸盖(9)安装在模拟气缸(11)上，气门升程调整机构(8)安装在待测缸盖(9)上，在待测缸盖(9)的进气方向前有管道连接第二稳压箱(5)，在待测缸盖(9)和第二稳压箱(5)之间的管道上安装有气道压力传感器(6 )，在第二稳压箱(5 )的进气方向前有管道连接第一稳压箱(2 )，在第一稳压箱(2 )和第二稳压箱(5)之间的管道上安装有进口调压阀(3)和流量计(4)，在第一稳压箱(2)的进气方向前安装压气机(1);模拟气缸(11)与第三稳压箱(13)连接，第三稳压箱(13)与第四稳压箱(14)连接，第四稳压箱(14)通过出口调压阀(15)与大气相通，在模拟气缸(11)内安装有缸内压力传感器(10 )，模拟气缸(11)内安装有测量滚流转速的叶片风速仪(12 )。2.根据权利要求1所述的发动机高压进气滚流试验装置，其特征在于:所述第四稳压箱(14)分为扩张段(141)、中间段(142)和收缩段(143)三部分，沿气流传播方向，扩张段(141)内腔直径逐渐增大，中间段(142)内腔直径不变，收缩段(143)内腔直径逐渐缩小。3.根据权利要求1所述的发动机高压进气滚流试验装置，其特征在于:第三稳压箱(13)与第四稳压箱(14)的体积比为1:5。4.根据权利要求1所述的发动机高压进气滚流试验装置，其特征在于:第二稳压箱(5)分为前扩张段(51)、后稳流段(52)两部分，沿气流传播方向，前扩张段(51)内腔直径逐渐增大，后稳流段(52)内腔直径不变。5.一种发动机高压进气滚流试验装置的工作方法，其特征在于:空气经压气机(1)增压到700kPa，然后进入容积为3000L的第一稳压箱(2)，然后流经进口调压阀(3)和流量计(4)，进口调压阀(3)将第二稳压箱(5)的压力调节为350kPa，然后进入待测缸盖(9)的气道和模拟气缸(11 )，然后进入第三稳压箱(13)，再从第三稳压箱(13)流入第四稳压箱(14)，经过出口调压阀(15)调整模拟气缸(11)内部的压力到180kPa，最后进入到大气； 空气流量由流量计(4)测量，待测缸盖(9)的气道阻力由安装在气道前管路上的气道压力传感器(6 )和模拟气缸(11)上的缸内压力传感器(10 )测量，待测缸盖(9 )的气道的前后进气压差为170kPa ； 叶片风速仪(12)测量滚流转速。
【专利摘要】本发明涉及一种发动机高压进气滚流试验装置，包括压气机1、第一稳压箱2、进口调压阀3、流量计4、第二稳压箱5、气道压力传感器6、升程传感器7、气门升程调整机构8、待测缸盖9、缸内压力传感器10、模拟气缸11、叶片风速仪12、第三稳压箱13、第四稳压箱14、出口调压阀15，所述发动机高压进气滚流试验装置可以对汽油机进气道在高进气压力下滚流及流通能力的变化规律及影响因素进行试验研究。本发明还涉及一种发动机高压进气滚流试验方法。
【IPC分类】G01M15/04
【公开号】CN105372073
【申请号】CN201510988169
【发明人】许俊峰, 李哲, 王艳华, 冯耀南, 傅湘雨, 张志香, 尤国栋, 苏铁熊
【申请人】中北大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月25日