一种高增压发动机排气道性能测量装置的制作方法

本发明属于发动机排气技术领域，尤其是涉及一种高增压发动机排气道性能测量装置。

背景技术：

目前随着车用柴油机向高强化和小型化方向发展，发动机转速、增压压力、负荷快速提升，使热负荷、排温较高等问题也必将更加突出，导致燃烧性能品质下降，因此需要对高强化燃烧系统的排气道加大研究力度。

面对高强化发动机对排气道性能较强的要求，利用常规方法在常温、低压差排气条件下研究排气道性能，已经无法满足排气道开发需求，需要在高温高压排气条件下进行研究。气道稳流试验台，虽然自动化程度高、数据测量精确、使用方便,能实现各类气道测量,但只能进行常温压差10kpa以下的试验,无法对排气过程中的气体进行加温加压，不能模拟高温高压的排气，不能进行高温高压的排气道试验。

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种高增压发动机排气道性能测量装置，能够测量出高增压发动机高温高压排气流量系数。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种高增压发动机排气道性能测量装置，可以实现高温高压下排气道流量系数测试，使排气道性能更接近发动机真实值。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高增压发动机排气道性能测量装置，包括高压气源、空气加热器、前端稳压筒、三级稳压筒、排气背压调节阀、排气管、缸盖、模拟缸套、缸内加热器、主机和信号处理控制器；所述高压气源、空气加热器、前端稳压筒、三级稳压筒和模拟缸套通过管路依次连通，所述缸盖上的排气管连通模拟缸套，所述排气管出口设置所述排气背压调节阀，所述缸内加热器设置在三级稳压筒内；所述前端稳压筒的出口管路上设有流量计，所述三级稳压筒上安装第一温度传感器和第一压力传感器，所述模拟缸套上安装第二温度传感器和第二压力传感器，所述排气背压调节阀处安装排气背压压力传感器；所述流量计、第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器、第二压力传感器、排气背压调节阀、排气背压压力传感器均信号连接信号处理控制器，信号处理控制器连接主机。

进一步的，所述缸盖设置在试验台面上，模拟缸套设置在试验台面的底部。

进一步的，所述前端稳压筒包括串联的一级稳压筒和二级稳压筒。

进一步的，所述缸内加热器设置在三级稳压筒内临近空气入口处。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

采用上述技术方案，可实现高增压条件下不同压力、不同压差、不同排气温度的发动机排气道流量系数测试，为探索高增压条件下排气道性能提供了装置及方法，使排气道性能的测试结果更接近发动机真实值，提高了高增压发动机燃烧系统匹配效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述测量装置的结构原理图。

附图标记说明：

1-高压气源、2-空气加热器、3-一级稳压筒、4-二级稳压筒、5-流量计、6-三级稳压筒、7-第一温度传感器、8-第一压力传感器、9-第二温度传感器、10-第二压力传感器、11-排气背压调节阀、12-排气背压压力传感器、13-排气管、14-缸盖、15-试验台面、16-模拟缸套、17-缸内加热器、18-主机、19-信号处理控制器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例一种高增压发动机排气道性能测量装置，如图1所示，包括高压气源1、空气加热器2、一级稳压筒3、二级稳压筒4、三级稳压筒6、排气背压调节阀11、排气管13、缸盖14、模拟缸套16、缸内加热器17、主机18和信号处理控制器19；

所述高压气源1、空气加热器2、一级稳压筒3、二级稳压筒4、三级稳压筒6和模拟缸套16通过管路依次连通，所述缸盖14上的排气管13连通模拟缸套16，所述排气管13出口设置所述排气背压调节阀11，所述缸内加热器17设置在三级稳压筒6内临近空气入口处；

所述二级稳压筒4的出口管路上设有流量计5，所述三级稳压筒6上安装第一温度传感器7和第一压力传感器8，所述模拟缸套16上安装第二温度传感器9和第二压力传感器10，所述排气背压调节阀11处安装排气背压压力传感器12；所述流量计5、第一温度传感器7、第一压力传感器8、第二温度传感器9、第二压力传感器10、排气背压调节阀11、排气背压压力传感器12均信号连接信号处理控制器19，信号处理控制器19连接主机18。

具体的，所述缸盖14设置在试验台面15上，模拟缸套16设置在试验台面15的底部。

本发明所述高压气源1提供排气道性能测量过程中所需高压气体，模拟排气压力；空气加热器2为提供排气道性能测量过程中所需高温气体的加热装置，模拟排气温度；缸内加热器17模拟缸内环境，为排气二次加热。

本发明实施例的排气道性能测量装置使用过程中的高温高压气体流通路径如下：

高压气体依次进入高压气源1、空气加热器2、一级稳压筒3、二级稳压筒4、流量计5、三级稳压筒6、模拟缸套16、缸盖14，最终由排气管13上的排气背压调节阀11控制流出。

排气道性能测量过程控制策略：

缸套14、排气管13、排气背压调节阀11安装好，通过主机18设定排气道前压力(测量点为第二压力传感器10)、排气道后压力(测量点为排气背压压力传感器12)、缸内温度(测量点为第二温度传感器9)；启动高压气源1为空气增压，模拟排气压力；启动空气加热器2为空气加热，模拟排气温度；启动缸内加热器17模拟缸内环境，为排气二次加热；打开排气背压调节阀11，根据排气道前后设定的压力，调节排气背压调节阀11开度，使排气的第二压力传感器10和排气背压压力传感器12分别达到排气道前压力和排气道后压力设定值，此时开始测量和计算排气道流量系数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种高增压发动机排气道性能测量装置，包括高压气源、空气加热器、一级稳压筒、二级稳压筒、三级稳压筒、排气背压调节阀、排气管、缸盖、模拟缸套、缸内加热器、主机、信号处理控制器，高压气源提供排气道性能测量过程中所需高压气体，模拟排气压力；空气加热器为提供排气道性能测量过程中所需高温气体的加热装置，模拟排气温度；缸内加热器模拟缸内环境，为排气二次加热。本发明可实现高增压条件下不同压力、不同压差、不同排气温度的发动机排气道流量系数测试，为探索高增压条件下排气道性能提供了装置及方法，使排气道性能的测试结果更接近发动机真实值，提高了高增压发动机燃烧系统匹配效率。

技术研发人员：王雷;王子玉;李耀宗;王秀娟;文明;李海鹰;朱伟青;白洪林;蔡忠周;尹艳君;姜莉
受保护的技术使用者：中国北方发动机研究所（天津）
技术研发日：2018.12.12
技术公布日：2019.04.05