CN101718628A - 内燃机用进气管理试验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动力机械技术领域，旨在提供一种内燃机用进气管理试验系统。包括：进气管和依次顺序连通的中冷器、增压器、空气滤清器；还包括：与稳压罐相连的真空泵或风机，稳压罐通过通过管路连接稳流罐，该管路上设流量计；稳流罐的顶部设有支架，支架上安设涡流测量装置和缸套，缸盖与缸套过盈配合确保密封；缸套上方设气门升程控制装置，气门升程控制装置上方设位移传感器；前述进气管安装在缸盖上，并通过测量段连接中冷器；测量段上安装压力传感器和温度传感器。本发明可以根据不同的试验目的灵活采取试验形式；进气量流量范围广、可控制范围大、控制方法灵活、实用性强；可以灵活布置。

Description

内燃机用进气管理试验系统
技术领域
本发明涉及一种动力机械技术领域，更具体地说，本发明涉及一种内燃机用进气管理试验系统。
背景技术
随着我国汽车保有量的日益增加，汽车的排放问题越来越引起国家和政府的关注。随着排放法规的日趋严格，汽车企业都采取了一系列的措施来改善发动机的性能，使其可以尽可能充分地组织燃烧，如采取可变配气正时技术、多气门技术、可变涡流比技术等，同时采取一系列先进的后处理方式，进而达到充分控制排放的目的。总之，随着国家排放法规的严格和市场要求的提高，需要从供油系统和进气系统两方面入手。通过喷射系统的改进，以及进气过程与喷油过程的合理匹配，满足动力性、经济性和排放要求。
为实现喷油过程与进气过程的合理匹配与优化，需要通过理论和试验研究，形成发动机进气系统(含进气滤清器、进气管、增压器、中冷器、气道、气门等)综合性能评价方法和相关零部件之间的匹配设计规范，建立并完善进气系统性能试验方法和理论分析方法。
目前，内燃机进气系统性能研究工作主要集中在零部件性能方面，如中冷器流动阻力特性研究、进气歧管流动均匀性研究、气道进气涡流及充气效率研究等。它们彼此之间往往都是孤立的，而并非一个整体，其设计值许多都是根据经验选取的，往往只是满足自身的条件，缺乏对进气系统整体性能研究，尤其是对进气系统零部件之间的匹配特性研究。而且，目前往往通过校核整机性能作为整体匹配与验证的依据，而整机性能影响因素众多，难以准确分析某特定进气辅件对整体性能的影响。因此，需要一种可以综合评价进气系统整体性能的试验系统，包括进气滤清器、中冷器、进气管、气道等零部件。这对于发动机在设计开发阶段，探寻一种进气系统零部件性能匹配的研究方法和验证依据，验证零部件设计性能，减少整机性能匹配工作量，降低发动机开发风险都具有重要作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，为弥补现有技术中的不足，提供一种包括整套进气辅件的发动机进气管理试验系统。为了解决技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种内燃机用进气管理试验系统，包括进气管和依次顺序连通的中冷器、增压器、空气滤清器；还包括：与稳压罐相连的真空泵或风机，稳压罐通过通过管路连接稳流罐，该管路上设流量计；稳流罐的顶部设有支架，支架上安设涡流测量装置和缸套，缸盖与缸套过盈配合确保密封；缸套上方设气门升程控制装置，气门升程控制装置上方设位移传感器；前述进气管安装在缸盖上，并通过测量段连接中冷器；测量段上安装压力传感器和温度传感器。
作为一种改进，在所述流量计之前和之后的管路上设置有压力传感器。
作为一种改进，在所述稳流罐上设置有压力传感器。
作为一种改进，所述稳压罐是通过连接法兰和快装接头与流量计实现相连的。
作为一种改进，所述流量计是通过可伸缩变形调整的活动连接管和法兰与稳流罐实现相连的。
作为一种改进，所述连接稳压罐与稳流罐的管路中设有节流阀。
作为一种改进，所述稳压罐上设有旁通阀。
作为一种改进，所述中冷器、增压器、空气滤清器、连接稳压罐与稳流罐的管路，都是固定在支架总成上的。
作为一种改进，所述温度传感器、压力传感器、位移传感器和流量计分别与A/D模块相连接，真空泵或风机经变频器与D/A模块相连，A/D模块和D/A模块分别与上位机相连。
作为一种改进，在所述流量计之前的管路上、或流量计之后的管路上、或稳流罐上，至少设置有一个温度传感器。
本发明的温度传感器、压力传感器、位移传感器和流量计信号通过安装在控制柜中的数据采集卡经A/D模块变换后，通过网络线传输到上位机。控制柜中还装有可以控制真空泵(风机)转速的变频器。为控制真空泵(风机)转速，上位机通过D/A模块改变变频器频率进而改变真空泵(风机)转速。
本发明的支架总成可以任意形状的拆装组合，可以适应各形状的中冷器、增压器和空气滤清器等。
本发明的试验系统的空气通过真空泵(风机)引入试验系统，其流量通过变频器、节流阀和旁通阀共同控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所提供的发动机进气管理试验系统可以同时测量气道涡流和各进气辅件的流动特性，功能性完备。由于本进气管理试验系统囊括了校核气道试验功能的缸套、缸盖以及各进气辅件，因此可以根据不同的试验目的灵活采取试验形式。本试验台可以单独实现气道试验功能，校核设计的气道性能，还可以校核各进气辅件自身的流动性能，同时可以评价不同进气辅件自身或组合时对进气涡流的影响程度。这对于构架整机和进气辅件间的联系、为新产品设计提供全新思路、缩短产品开发周期都具有重要意义。
2、本发本发明所提供的发动机进气管理试验系统的进气量流量范围广、可控制范围大、控制方法灵活、实用性强。本试验系统的进气量可以通过变频器对风机转速的控制、旁通阀、节流阀共同控制，流量可以从零到最大风机的额定进风量，因此可控范围相当大，这对于气门升程较小的时刻也可以满足其定压差试验控制要求的范围。变频器频率范围通过在上位机中的操作，系统通过D/A模块就可以实现，因此控制方便灵活、操作性强。
3、本发明所提供的发动机进气管理试验系统，可以灵活布置。由于进气管路和各进气辅件均布置在可灵活组装拆卸的支架总成上，因此可以根据不同机型不同尺寸的进气系统进行灵活调整和安装，不同尺寸机型只需加工相应缸套和测量管段即可，更改裕度大、适应面广可广泛适用与各汽车厂、发动机厂、零部件制造厂以及与之相关的各产品质量检验机构和产品性能研究机构，从而提高发动机进气管理系统整体的研究水平、更好的对进气系统进行匹配优化。
附图说明
图1为进气管理试验系统的结构原理示意图；
图2为进气管理试验系统一个具体实例的组装示意图；
图3为进气管理试验系统的控制过程实现的框图。
图中：真空泵(风机)1、稳压罐2、连接法兰3、快装接头4、流量计5、活动连接管6、支架总成7、稳流罐8、支板9、涡流测试装置10、加工缸套11、缸盖12、进气管13、测量段14、压力传感器15、温度传感器16、中冷器17、增压器18、空气滤清器19、旁通阀20、节流阀21、气门升程控制装置22、位移传感器23。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
如图1、2所示，进气管理试验系统的示意图和正视图。它包括：真空泵(风机)1、稳压罐2、连接法兰3、快装接头4、流量计5、活动连接管6、支架总成7、稳流罐8、支板9、涡流测试装置10、加工缸套11、缸盖12、进气管13、测量段14、压力传感器15、温度传感器16、中冷器17、增压器18、空气滤清器19、旁通阀20、节流阀21、气门升程控制装置22、位移传感器23、上位机和控制柜。真空泵(风机)1与稳压罐2相连，稳压罐2通过连接法兰3和快装接头4与流量计5相连，流量计5引出的管路通过可伸缩变形调整的活动连接管6和另一个法兰3与稳流罐8相连；该套管路架在支架总成7上，管路中布有节流阀21；稳压罐2上设有旁通阀20；稳流罐8的顶部设有用于安设涡流测量装置10和缸套11的支板9，缸盖12与缸套11过盈配合确保密封；气门升程控制装置22架在缸套11上方控制气门升程，位移传感器23安装在气门升程控制装置22的上方测量气门升程；进气管13安装在缸盖11上，并通过测量段14依次与中冷器17、增压器18、空气滤清器19相连，测量段14上安装了测量压力的压力传感器15和测量该处温度的温度传感器16；中冷器17、增压器18和空气滤清器19都固定在支架总成7上。流量计5的前后管路上以及稳流罐8上均可根据具体需要设置压力传感器和温度传感器。
如图3所示，进气管理试验系统的控制框图的电路连接关系如下：整套试验系统中的温度传感器16、压力传感器15、位移传感器23和流量计5分别与A/D模块相连接，布置在控制柜中控制真空泵(风机)转速的变频器与D/A模块相连，A/D模块、D/A模块分别与上位机相连。各传感器信号通过安装在控制柜中的数据采集装置经A/D模块变换后，通过网络线传输到上位机中。控制柜中还装有可以控制真空泵(风机)转速的变频器。
本实施例中所采用的数据采集装置可以采用NI(美国国家仪器)公司生产的CompactDAQ系列可扩展、热插拔数据采集装置的8插槽9178机箱配合8通道C-Series 9203电流数据采集模块、4通道C-Series 9215电压数据采集模块才各传感器信号。
本实施例中并未列出增压器的具体驱动形式，也未对涡流测试装置、气门升程控制装置和位移传感器的选型进行特别限定，本发明中，所有部件均可使用业内通用的型号。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种内燃机用进气管理试验系统，包括进气管和依次顺序连通的中冷器、增压器、空气滤清器；其特征在于，还包括：与稳压罐相连的真空泵或风机，稳压罐通过通过管路连接稳流罐，该管路上设流量计；稳流罐的顶部设有支架，支架上安设涡流测量装置和缸套，缸盖与缸套过盈配合确保密封；缸套上方设气门升程控制装置，气门升程控制装置上方设位移传感器；前述进气管安装在缸盖上，并通过测量段连接中冷器；测量段上安装压力传感器和温度传感器。
2.根据权利要求1所述的内燃机用进气管理试验系统，其特征在于，在所述流量计之前和之后的管路上设置有压力传感器。
3.根据权利要求1所述的内燃机用进气管理试验系统，其特征在于，在所述稳流罐上设置有压力传感器。
4.根据权利要求1所述的内燃机用进气管理试验系统，其特征在于，所述稳压罐是通过连接法兰和快装接头与流量计实现相连的。
5.根据权利要求1所述的内燃机用进气管理试验系统，其特征在于，所述流量计是通过可伸缩变形调整的活动连接管和法兰与稳流罐实现相连的。
6.根据权利要求1所述的内燃机用进气管理试验系统，其特征在于，所述连接稳压罐与稳流罐的管路中设有节流阀。
7.根据权利要求1所述的内燃机用进气管理试验系统，其特征在于，所述稳压罐上设有旁通阀。
8.根据权利要求1至7所述的任意一种内燃机用进气管理试验系统，其特征在于，所述中冷器、增压器、空气滤清器、连接稳压罐与稳流罐的管路，都是固定在支架总成上的。
9.根据权利要求8所述的内燃机用进气管理试验系统，其特征在于，所述温度传感器、压力传感器、位移传感器和流量计分别与A/D模块相连接，真空泵或风机经变频器与D/A模块相连，A/D模块和D/A模块分别与上位机相连。
10.根据权利要求8所述的内燃机用进气管理试验系统，其特征在于，在所述流量计之前的管路上、或流量计之后的管路上、或稳流罐上，至少设置有一个温度传感器。
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