专利名称：一种潜用大功率柴油机陆上试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种潜用大功率柴油机陆上试验装置，应用于在陆上实现潜用大功率柴油机水上水下环境模拟、试验、性能测试。
背景技术：
目前，柴油机试验装置及方法主要有两种一种是针对陆用柴油机大气环境下的试验装置及方法，其进气和排气压力为大气压力；第二种是针对陆用柴油机在高原环境下的试验装置及方法，该方法是将柴油机置于压力可调的密封舱内，降低舱内压力实现柴油机进气和排气压力的同时降低，进而实现高原环境下的柴油机试验。而潜用柴油机通常工作在通气管状态，此时，柴油机进气压力低于大气压力，而排气压力高于大气压力。上述两种试验装置及方法都不能在陆上实现潜用大功率柴油机环境模拟、试验、性能测试。
发明内容为克服现有柴油机试验装置不能模拟潜用大功率柴油机水下工作环境的不足，本实用新型提供一种潜用大功率柴油机陆上试验装置，该实用新型不仅能实现潜用大功率柴油机水上工作环境下的试验和性能测试，而且能在陆上实现潜用大功率柴油机水下环境模拟、试验和性能测试。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种适用于潜用大功率柴油机的试验装置，其特征在于其包括进气系统、排气系统，所述进气系统包括进气真空度调节阀、装有加热丝的稳压箱，所述排气系统包括集水箱、排气外挡板、电动排气波动背压调节阀、排气背压调节阀、消音器，装有加热丝的稳压箱一端和柴油机的进气口连接，所述稳压箱的进气入口通过蝶阀和环境大气相通，蝶阀开度可调节控制进气口入口流通面积；柴油机排气管与所述集水箱相连接，所述集水箱通过一个排气分支截止阀后连接排气外挡板，所述排气分支截止阀与排气外挡板构成的管路两端还连接有旁通管路，所述旁通管路上连接有另一排气分支截止阀，所述排气外挡板依次连接电动排气波动背压调节阀、排气背压调节阀、消音器直至涡轮机出口。按以上方案，在所述稳压箱中布置加热装置，实现进气温度模拟并保证模拟温度的稳定性。本实用新型的总体实现原理为柴油机和水力测功器安装在钢质机架构成的基座上，实现柴油机和水力测功器的固定；水力测功器通过弹性联轴器和柴油机功率输出轴连接，作为柴油机的负荷调节装置；冷却水塔、稳压水箱通过管路和阀门与柴油机机带海水泵、滑油冷却器、淡水冷却器、排气管冷却水套、水力测功器连接，实现对柴油机淡水、滑油、排气管的冷却以及水力测功器入口水压稳定；滑油柜、电动滑油泵、滤清器通过阀门和管路与柴油机滑油压入泵、滑油冷却器、滑油抽出泵连接，实现给柴油机预供油、将柴油机曲轴箱的油回抽回油柜、将油柜中的油抽出和将外容器的油导入油柜等功能；电动空压机、高压气瓶通过管路和阀门连接至柴油机的主启动阀和减压阀，实现柴油机的盘车和启动；日用燃油柜、手压泵、滤清器通过管路和阀门连接至柴油机燃油输送泵，实现柴油机燃油供给；装有加热丝的进气稳压箱和柴油机的进气口连接，稳压箱进气入口装有蝶阀，通过蝶阀控制进气入口流通截面积，进而使稳压箱内产生一定的真空度，以此模拟柴油机水下工作环境的进气压力；通过稳压箱内的加热丝，把进气加热到所需温度，以此来模拟柴油机水下进气温度；集水箱、排气背压调节阀、波动背压调节阀、排气外挡板、旁通管路、消音器与涡轮机出口连接，通过调节排气背压调节阀和控制波动背压调节阀使得排气管内产生一定频率和一定大小的压力波动，以此模拟柴油机水下工作状态时海浪所引起的排气背压的变化。本实用新型的有益效果是，既可实现潜用大功率柴油机水上工作环境下的试验和性能测试，又可实现潜用大功率柴油机水下工作环境的试验和性能测试。
图1是柴油机试验装置冷却系统原理图；图1中，1-第I电控截止阀，2-第I冷却塔，3-第2电控截止阀，4_第2冷却塔，5-第I阀门，6-第2阀门，7-稳压水箱，8-液位标尺，9-膨胀水箱，10-溢水管，11-注水口，12-排气系统，13-淡水泵，14-第3阀门，15-单向阀，16-第I流量计，17-第4阀门，18-第5阀门，19-第6阀门，20-淡水冷却器，21-第7阀门，22-第8阀门，23-流量计，24-第9阀门，25-海水泵，26-机带泵，27-空气进口，28-空气冷却器，29-空气出口，30-测功器，31-溢水管，32-回水管，33-滑油进口，34-滑油冷却器，35-滑油出口，36-第10阀门，37-第11阀门，38-机房抽水栗,39-第I单向阀，40-潜水栗,41-地下水池。图2是柴油机试验装置润滑系统原理图；图2中，42-第12阀门，43-第I安全阀，44-第2流量计，45-第13阀门，46-第14阀门，47-滑油箱，48-第15阀门，49-泄油口(接滤油机)，50-第16阀门，51-滑油泵，52-第17阀门，53-第2单向阀，54-第18阀门，55-第I精滤器，56-粗滤器，57-第19阀门，58-第20阀门，59-第21阀门，60-注油口，61-机带泵，62-柴油机，63-回油滤清器，64-第3流量计，65-第22阀门，66-泄油口，67-第23阀门，68-冷却水进口，69-滑油冷却器，70-第24阀门，71-冷却水出口。图3是柴油机试验装置启动系统原理图；图3中，72-空压机，73-压力继电器(3MPa)，74-第25阀门，75-第26阀门，76-第27阀门，77-第28阀门，78-第I高压气瓶，79-第29阀门，80-第30阀门，81-第31阀门，82-第32阀门，83-第33阀门，84-第2高压气瓶。图4是柴油机试验装置燃油系统原理图；图4中，85-第I恒压阀，86-喷油器，87-第34阀门，88-第2精滤器，89-机带泵，90-燃油箱，91-第35阀门，92-第36阀门，93-油耗仪，94-第37阀门，95-第38阀门，96-第39阀门，97-第40阀门，98-第41阀门，99-第42阀门，100-手动栗，101-电动栗，102-第43阀门。图5是柴油机试验装置进排气系统原理图；图5中，103-集水箱，104-第I排气分支截止阀门，105-第2排气分支截止阀门，106-排气外挡扳，107-电动排气波动背压调节阀，108-排气背压调节阀，109-消声器，110-电动紧急停车空气判断阀，111-稳压器，112-真空模拟器，113-进气真空度调节阀， 114-第4流量计，115-环境大气入口，116-排气口。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。在图1中，冷却系统分为两个部分内冷却系统和外冷却系统。内冷却系统是指淡水冷却系统，淡水循环为柴油机缸盖一调温器一淡水冷却器一机带淡水泵一柴油机机体—柴油机缸盖。通过调温器和淡水冷却器20共同作用，使冷却水温度保持在一定范围内。膨胀水箱9用于补偿淡水损失、容纳淡水受热膨胀的余量及释放系统内的蒸汽。内冷却系统的主要外围设备为膨胀水箱9和淡水冷却器20。柴油机紧急停车后电动淡水泵为系统提供强制冷却。外冷却系统是指海水冷却系统(本试验平台以淡水代替海水)，海水循环为地下水池41 —第I冷却塔2和第2冷却水塔4构成的管路一稳压水箱7 —机带海水泵25 —空冷器28 —滑油冷却器34 —淡水冷却器20 —排气系统12 —地下水池41。水力测功器30耗水由稳压水箱7提供，并回水至地下水池41。机房抽水泵组的流量应大于海水泵，并具有一定的扬程，以保证地下水池水位稳定。在地下水池设液位开关，当水位高于某一水位时机房抽水泵组开始工作，当水位低于某一水位时机房抽水泵组停止工作。在图2中，电动滑油泵有以下五种工作制(a)将油柜的滑油调入柴油机打开第15阀门48、第20阀门58、第17阀门52、第18阀门54，第24阀门70、第23阀门67、第21阀门59、第12阀门42、第16阀门50、第22阀门65。滑油流动路径为滑油柜一第15阀门48 —第20阀门58 —电动滑油泵一第17阀门52 —单向阀一粗滤器56 —精滤器55 —第18阀门54 —柴油机62。调油完毕关闭第20阀门58。(b)启动前，停车后柴油机滑油自循环打开第23阀门67、第17阀门52、第18阀门54、关闭第20阀门58、第21阀门59、第16阀门50、第12阀门42、第22阀门65。滑油流动路径为柴油机油底壳一第23阀门67 —电动滑油泵一第17阀门52 —单向阀53 —粗滤器56 —精滤器55 —第18阀门54 —柴油机62。(c)将油底壳内滑油回抽到滑油柜打开第23阀门67、第12阀门42，关闭第20阀门58、第17阀门52、第21阀门59、第16阀门50、第22阀门65。滑油流动路径为油底壳—第23阀门67 —电动滑油泵一第12阀门42 —滑油柜。(d)滑油柜泄油打开第15阀门48、第20阀门58、第16阀门50，关闭第24阀门70、第23阀门67、第17阀门52、第12阀门42、第21阀门59、第22阀门65。滑油流动路径为滑油柜一第15阀门48 —第20阀门58 —电动滑油泵一第16阀门50 —泄油口 66。(e)向滑油柜注油打开第21阀门59、第12阀门42，关闭第20阀门58、第23阀门67、第24阀门70、第17阀门52、第23阀门67、第16阀门50、第22阀门65，滑油流动路径为注油口一第21阀门59 —电动滑油泵一第12阀门42 —滑油柜。柴油机正常工作时系统工作过程如下电动泵系统停止工作，第13阀门45、第18阀门54、第24阀门70(或第23阀门67)、第15阀门48、第17阀门52、第23阀门67处开位，第20阀门58、第21阀门59、第16阀门50、第12阀门42、第22阀门65处关位。滑油流动路径为滑油柜一第13阀门45 —压入泵一粗滤器56 —精滤器55 —第18阀门54 —柴油机62 —柴油机油底壳一抽出泵一回油滤油器63 —第2流量计44 —第23阀门67、滑油冷却器69 —第24阀门70)—第15阀门48 —滑油柜，压入泵出口压力过高时滑油经安全阀I泄压至滑油柜。在图3中，空压机72通过第25阀门74和第29阀门79同时为高压气瓶78和高压气瓶84充气，压力继电器73根据气瓶压力控制空压机72的开关。高压空气经过第28阀门73、第33阀门83和第30阀门80分别送至柴油机盘车空气管路(接第I恒压阀85)和启动空气管路(接喷油器86)，实现柴油机的盘车和启动。在图4中，利用手动泵100将燃油总管里面的空气排掉；利用电动泵101将储油罐里的燃油经第43阀门102抽入日用油柜；打开第36阀门92、第37阀门94、第38阀门95、第41阀门98，关闭第39阀门96、第40阀门97、第42阀门99，燃油经油耗仪、机带燃油泵进入柴油机、从而测量柴油机油耗；打开第36阀门92、第39阀门96、第41阀门98，关闭第37阀门94、第38阀门95、第40阀门97、第42阀门99，燃油不经油耗仪直接进入柴油机。在图5中，本实用新型实施例一种适用于潜用大功率柴油机的试验装置，其包括进气系统、排气系统，所述进气系统包括进气真空度调节阀113、装有加热丝的稳压箱111，所述排气系统包括集水箱103、排气外挡板106、电动排气波动背压调节阀107、排气背压调节阀108、消音器109，装有加热丝的稳压箱111 一端和柴油机的进气口连接，所述稳压箱111的进气入口通过蝶阀和环境大气相通，蝶阀开度可调节控制进气口入口流通面积；柴油机排气管与所述集水箱103相连接，所述集水箱103通过一个第二排气分支截止阀105后连接排气外挡板106,所述第2排气分支截止阀105与排气外挡板106构成的管路两端还连接有旁通管路，所述旁通管路上连接有第I排气分支截止阀104，所述排气外挡板依次连接电动排气波动背压调节阀107、排气背压调节阀108、消音器109直至涡轮机出口。当第I排气分支截止阀门104、电动排气波动背压调节阀107、排气背压调节阀108打开，第2排气分支截止阀门105关闭，排气经集水箱103、消声器109直接排入大气。此时柴油机的进气环境和排气环境均为大气状态，无背压也无真空度。调节柴油机进气真空度调节阀113，使进气稳压箱111内的气体压力达到设定值，模拟进气真空度。调节电动排气波动背压调节阀107和排气背压调节阀108至设定值，模拟高排气背压和排气背压波动。在进气稳压箱111内设有电加热器，可实现对进气的加热，其加热容量按满载时柴油机空气耗量下温升提高20°C设计。在模拟进气温度用电加热器加热时，为使气流温度稳定，稳压箱111内装有电动气体搅拌器。
权利要求1.一种适用于潜用大功率柴油机的试验装置，其特征在于其包括进气系统、排气系统，所述进气系统包括进气真空度调节阀、装有加热丝的稳压箱，所述排气系统包括集水箱、排气外挡板、电动排气波动背压调节阀、排气背压调节阀、消音器，装有加热丝的稳压箱一端和柴油机的进气口连接，所述稳压箱的进气入口通过蝶阀和环境大气相通，蝶阀开度可调节控制进气口入口流通面积；柴油机排气管与所述集水箱相连接，所述集水箱通过一个排气分支截止阀后连接排气外挡板，所述排气分支截止阀与排气外挡板构成的管路两端还连接有旁通管路，所述旁通管路上连接有另一排气分支截止阀，所述排气外挡板依次连接电动排气波动背压调节阀、排气背压调节阀、消音器直至涡轮机出口。
2.根据权利要求1所述的适用于潜用大功率柴油机的试验装置，其特征在于在所述稳压箱中布置加热装置，实现进气温度模拟并保证模拟温度的稳定性。
专利摘要目前，柴油机试验装置及方法主要有两种一种是针对陆用柴油机大气环境下的试验装置及方法，其进气和排气压力为大气压力；第二种是针对陆用柴油机在高原环境下的试验装置及方法。上述两种试验装置及方法都不能在陆上实现潜用大功率柴油机在水下工作环境的试验。为克服现有柴油机试验装置及方法不能模拟潜用大功率柴油机水下工作环境的不足，本实用新型提供一种潜用大功率柴油机陆上试验装置及方法，主要包括柴油机基座，冷却系统、滑油系统，启动系统，燃油系统和进排气系统等。该实用新型不仅能实现潜用大功率柴油机水上工作环境下的试验和性能测试，而且能在陆上实现潜用大功率柴油机水下环境模拟、试验和性能测试。
文档编号G01M15/04GK202886106SQ20112051465
公开日2013年4月17日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者欧阳光耀, 安士杰, 刘振明, 李育学 申请人:欧阳光耀, 安士杰, 刘振明