CN101655413A - 快速检测内燃机气道流动性能参数的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种对内燃机缸盖气道流动性能参数快速检测的装置。具体设置为：测试气道置于缸套上面，缸套的中心与动量计的中为一同轴。动量计下端接与稳压桶，稳压桶设有两个通道：一个通道按顺序接有电动球阀、稳压箱、流量计以及引风机；稳压桶的另一通道按顺序接有第二个电动球阀和第一个空滤器。测试气道的排气端连接气流梳理器，稳压箱的上方设有第三个电动球阀，第三个电动球阀与气流梳理器之间通过软管连通，引风机的排风侧接有第二个空滤器。引风机的转速通过变频器控制。整个试验测试过程仅需要3～5分钟。本发明的特点是，在保证测试精度提高的基础上降低了测试设备成本、降低了实验噪音，而且可用于对生产线中的发动机缸盖进行即时检测。

Description

快速检测内燃机气道流动性能参数的试验装置

技术领域

本发明属于内燃机性能参数测量，具体涉及到一种内燃机缸盖气道流动性能参数快速检测的装置。

技术背景

流量系数、涡流强度、滚流强度等流动特性参数是评价内燃机进、排气道性能的重要参数。目前气道稳态流动试验流程是通过调节气门升程，给定气道前后一个稳定的压差，然后进行稳态流动试验。但在做不同气门升程的稳流试验时，由于气门升程的变化会导致气道流通截面的改变，同样的风量，气道前后的压差会发生改变，要保证压差值恒定，国内外普遍采取的措施是调节风机前的阀门(保证气道压差恒定)，但该方法反应较慢，且调整困难。因为每一次气道稳流试验需要改变气门升程约10次，所以就需要调整10次阀门。为了提高效率就需要两套管道和流量测试仪器，此举除提高成本外，两套流量测试仪器之间的差异又无形中降低了气道稳流试验台的测试精度，由此还产生了两台风机的噪声。如何解决快速测试气道性能，以及提高测试精度、降低成本、改善噪音是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是，提供一种快速检测内燃机气道流动性能参数的试验装置，实现在生产流水线对内燃机缸盖的即时检测。

以下结合图1～图3对本发明的技术原理予以说明。快速检测内燃机气道流动性能参数的试验装置具有缸套、动量计或叶片风速仪、稳压桶、电动球阀、稳压箱、空滤器、软管、流量计、引风机、变频器、气流梳理器等。测试气道出口端置于缸套上面，缸套的中心与动量计的中为一同轴。动量计下端接与稳压桶，稳压桶设有两个通道，一个通道按顺序接第一个电动球阀、稳压箱、流量计以及引风机；稳压桶的另一通道按顺序接第二个电动球阀和第一个空滤器。测试气道的排气端连接气流梳理器。稳压箱有3个通道其上方设有第三个电动球阀，第三个电动球阀与气流梳理器之间通过软管连通。引风机的排风侧接有第二个空滤器，引风机的转速通过变频器控制。，

工作时，被测气缸盖(测试气缸盖气道流动特性参数)置于该装置的缸套上。试验台装置为吸气工作方式，气流从进气道进入缸套，如果测试小缸径内燃机气道就采用动量计，如果对于大缸径内燃机气道的测量则采用叶片风速仪。经过动量计(或叶片转速仪)测得缸盖气道中涡流强度或滚流强度，由通过流量计获取该流量，气流最后经过风机排出。当气门升程发生改变时，气道前后压差会随之改变，根据压差由变频器的频率改变来调整引风机的转速，使气道压差维持在某一恒定值。为了减少噪声，在系统装置中的进、排气道上分别设置了空滤器。进、排气测试系统采用同一套管道和流量计来测试流量，可提高其测试精度。一般对于需要调整10个气门升程的稳流试验，整个试验过程只需要5分钟。在此基础上，还可以进一步缩短稳态流动试验测试时间，该方法建立的理论依据是“如果缸套气体为充分发展的湍流流动，其无量纲流量系数、涡流比、滚流比都是不变的”。因此在进行气道稳流试验时，只要保证最大气门升程下内燃机气道内的气体流动为充分发展的湍流流动，那么在同一风机作用下，气门升程越小，气道的流通截面越小，压差越大，在整个气门升程变化范围内，缸套内气体始终为充分发展的湍流流动。对不同的气门升程进行稳流试验时，该方法免去了对气道压差的调节，使检测效率大大提高。

附图说明

图1本发明装置系统原理立体图。

图2本发明排气道稳流试验示意简图。

图3本发明进气道稳流试验示意简图。

具体实施方式

以下通过实施例并结合附图对本发明的结构装置做进一步的说明。

快速检测内燃机气道流动性能参数的试验装置具有：缸套、动量计或叶片风速仪、稳压桶、电动球阀、稳压箱、空滤器、软管、流量计、引风机、变频器、气流梳理器等。测试气道1出口端置于缸套2上面，缸套2的中心与动量计3的中为一同轴。动量计3下端接与稳压桶4，稳压桶4设有两个通道：一个通道按顺序接有第一个电动球阀5-1、稳压箱6、流量计7以及引风机8；稳压桶4的另一通道按顺序接有第二个电动球阀5-2和第一个空滤器9-1。测试气道1的排气端连接气流梳理器10，稳压箱6的上方设有第三个电动球阀5-3，第三个电动球阀5-3与气流梳理器10之间通过软管11连通。引风机8的排风侧接有第二个空滤器9-2。缸套2与试验台面用止口定位连接，动量计3下端与稳压桶4螺栓固定。两个空滤器主要用来减少噪音。第一个电动球阀5-1控制稳压桶4和稳压箱6之间通道的开闭，第二个电动球阀5-2控制稳压桶4和第一个空滤器9-1之间通道的开闭。第三个电动球阀5-3是用来控制测试气道1排气端与稳压箱6之间通道的开闭。引风机8的转速通过变频器12控制。本发明采用动量计来测试小缸径内燃机气道的涡流强度或滚流强度，采用叶片风速仪来测试大缸径内燃机气道的涡流强度或滚流强度，使得测试范围能达到缸径500mm。

实施例1

排气道稳流试验。气门最大升程为10mm，缸径为100mm。将被测气缸盖置于缸套上。第一个电动球阀关闭，第二、三个电动球阀打开，将气门升程调节为1mm，进气门升程始终为0mm，气道压差设置为5Kpa。启动风机，气流流动方向如图2箭头所示，经由第一个空滤器→稳压桶→动量计→缸套→气道(排气道)→气流梳理器→软管→稳压箱→流量计→引风机→第二个空滤器。在缸套顶面向下1.75倍缸径处(顶面向下175mm)设有一个取压口，大气压力与该处的压力之差即为气道压差，计算机根据该压差调节变频器，通过改变频率调节引风机转速，使气道压差维持在5Kpa。当气道压差恒定后，利用流量计和动量计分别测得流量系数和涡流强度，接着改变气门升程为2mm，由于气道流通截面变大，气道压差减小，计算机根据当前(变化)的气道压差调节变频器，由提高频率来提高引风机的转速，使得气道压差仍保持为5Kpa，压力稳定后测试得到数据参数。按此方法依次分别测得3mm、4mm、5mm……，直到气门升程为10mm的流量系数和涡流强度，经过数据处理获得平均流量系数和涡流比或滚流比，整个试验测试过程只需要5分钟。

实施例2

进气道稳流试验。在实施例1的基础上进一步提高测试速度。前述条件与实施例1相同，将进气门升程调节为10mm，排气门升程始终为0mm。启动引风机，气流流动方向如图3箭头所示，经由气道(进气道)→缸套→动量计→稳压桶→稳压箱→流量计→引风机→第二个空滤器。设定在10mm气门升程下气道压差为5Kpa，缸套内空气流动始终为充分发展了的湍流状态，那么通过计算机控制变频器调节引风机转速使气道压差为5Kpa，待压力稳定后测得流量系数和涡流强度，接着改变气门升程为9mm，变频器保持不变，气道的流通截面变小，压差变大，缸套内空气流动始终为充分发展了的湍流状态，待压力稳定后测得流量系数和涡流强度，然后按此步骤依次分别测得8mm、7mm、6mm……1mm的流量系数和涡流强度，最后经数据处理获得平均流量系数和涡流比或滚流比。整个试验测试过程需要3分钟。

本发明的特点及有益效果是，进行稳态流动试验时，在最大气门升程情况下，保证缸套内气体始终为充分发展的湍流流动条件下，除了最大气门升程情况下之外，可以免去对压力差的调节和控制，以节省测试时间。本发明在保证测试精度提高的基础上降低了测试设备成本、降低了实验噪音，而且可用于对生产线中的发动机缸盖进行即时检测。

Claims (3)

1.快速检测内燃机气道流动性能参数的试验装置，具有缸套、动量计、稳压桶、电动球阀、稳压箱、空滤器、软管、流量计、引风机、变频器，其特征是测试气道(1)出口端置于缸套(2)上面，缸套(2)的中心与动量计(3)的中为一同轴，动量计(3)下端接与稳压桶(4)，稳压桶(4)设有两个通道：一个通道按顺序接有第一个电动球阀(5-1)、稳压箱(6)、流量计(7)以及引风机(8)；稳压桶(4)的另一通道按顺序接有第二个电动球阀(5-2)和第一个空滤器(9-1)，测试气道(1)的排气端连接气流梳理器(10)，稳压箱(6)的上方设有第三个电动球阀(5-3)，第三个电动球阀(5-3)与气流梳理器(10)之间通过软管(11)连通，引风机(8)的排风侧接有第二个空滤器(9-2)。

2.按照权利要求1所述的快速检测内燃机气道流动性能参数的试验装置，其特征在于所述引风机(8)的转速通过变频器(12)控制。

3.按照权利要求1所述的快速稳流试验方法，其特征在于采用所述动量计(3)测试小缸径内燃机气道，对于大缸径内燃机气道的测量采用叶片风速仪。

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