CN101788384B - 发动机高原环境实验室 - Google Patents
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Abstract
一种发动机高原环境实验室，由进气压力模拟系统、排气压力模拟系统、用于放置发动机的高、低温控制舱和控制系统组成；进气压力模拟系统由进气稳压箱、低温箱体和制冷机组依次连接组成。排气压力模拟系统由排气热交换器、排气稳压箱、排气电动调节阀、真空泵和气水分离器组成。该实验室将分散的高海拔自然环境条件(气压、温度、湿度)模拟集中于实验室内，从而提高了发动机高海拔环境试验的精度和效率。
Description
技术领域：
本发明属于一种实验设备，特别涉及一种发动机高原环境实验室。
背景技术：
汽车在高原行驶时，海拔高度的升高对发动机性能有明显的影响。随着海拔高度的升高，发动机会普遍出现起动困难、动力性下降、经济性恶化、排放污染严重等问题，且不同型号和用途的发动机，性能下降的程度不同。究其原因，主要是由于高原地区低气压和低温等大气条件的影响。
研究和探讨高海拔地区大气条件对发动机性能的影响，是开展汽车发动机高海拔性能研究的基础和前提，并且能够为改善发动机燃烧过程，降低燃油消耗和排放污染，以及为开发设计和标定适合高原地区使用的高原型发动机提供试验参考依据。
目前，国内汽车发动机高海拔环境试验条件建设的滞后严重制约了汽车工业的发展，国内相关研究机构和企业的发动机高原模拟实验室建设水平总体不高。国内发动机高原环境模拟只是采用对发动机进排气模拟来模拟高原压力，在压力模拟中，进气模拟一般采用节流方式，排气模拟采用引射或抽吸方式。这些实验台不能将分散的高海拔自然环境条件(气压、温度、湿度)模拟集中于一体，并且，模拟的高原环境不够真实，从而影响发动机高海拔环境试验的精度和效率。
发明内容：
本发明的目的就在于提供一种发动机高原环境实验室，该实验室将分散的高海拔自然环境条件(气压、温度、湿度)模拟集中于实验室内，从而提高了发动机高海拔环境试验的精度和效率。
本发明的技术方案是：一种发动机高原环境实验室，其特征在于：由进气压力模拟系统、排气压力模拟系统、用于放置发动机的高、低温控制舱和控制系统组成；进气压力模拟系统由进气稳压箱、低温箱体和制冷机组依次连接组成，进气稳压箱的出口与放置在低温箱体内的发动机的进气口连通，在进气稳压箱与低温箱体连接的管路上安装有空气流量计、进气电动调节阀、压力传感器和三通阀，进气稳压箱上安装有压力传感器和温度传感器；排气压力模拟系统由排气热交换器、排气稳压箱、排气电动调节阀、真空泵和气水分离器组成；排气热交换器的进口与放置在高、低温控制舱内的发动机的出气口连通，在排气热交换器和排气稳压箱连接的管道上安装有温度传感器，在排气稳压箱与真空泵连接的管道上安装有排气电动调节阀、压力传感器和止回电磁阀，止回电磁阀的出口连接真空泵，真空泵与气水分离器连接；在进气稳压箱和排气稳压箱连接的管道上安装有启动联通电磁阀；在排气稳压箱上安装有压力传感器和温度传感器；控制系统接收上述空气流量计和各个压力传感器和温度传感器的信号，并控制进气电动调节阀、排气电动调节阀、三通阀和止回电磁阀的开启。
上述止回电磁阀与压力传感器连接的管道上安装有电动调节阀。
本发明具有如下的优点和积极效果：
1、将分散的高海拔自然环境条件(气压、温度)模拟集中于试验室内，能够确保发动机高海拔环境试验的精度和效率。
2、能够模拟海拔0-6000m(101～47KPa)大气压力下的发动机进排气，以及常温--45℃的发动机运行环境温度以及进气温度。具体的技术指标为：
(1)进排气压力控制系统参数：101kPa～47kPa，压力控制精度≤±1.5kPa(稳压罐)，压力调节时间≤3min；
(2)高、低温控制舱的控温要求：-45℃至+30℃，采用热泵循环进行箱内制热。
(3)进气温度控制系统参数：-15～-40℃
(4)被测发动机最大重量1500kg，最大进气量30m3/min。
附图说明：
图1是本发明的原理示意图。
具体实施方式：
如图所示：一种发动机高原环境实验室，由进气压力模拟系统、排气压力模拟系统、用于放置发动机1的高、低温控制舱2和控制系统组成。进气压力模拟系统由进气稳压箱、低温箱体18和制冷机组19依次连接组成，进气稳压箱的出口与放置在低温箱体内的发动机的进气口连通，在进气稳压箱与低温箱体连接的管路上安装有空气流量计3、进气电动调节阀4、压力传感器5和三通阀6，进气稳压箱上安装有压力传感器7和温度传感器8。排气压力模拟系统由排气热交换器、排气稳压箱、排气电动调节阀、真空泵和气水分离器组成。排气热交换器9的进口与放置在高、低温控制舱2内的发动机的出气口连通，在排气热交换器9和排气稳压箱连接的管道上安装有温度传感器10，在排气稳压箱与真空泵连接的管道上安装有排气电动调节阀11、压力传感器12和止回电磁阀13，止回电磁阀的出口连接真空泵14，真空泵与气水分离器15连接；在进气稳压箱和排气稳压箱连接的管道上安装有启动联通电磁阀16；在排气稳压箱上安装有压力传感器21和温度传感器22。控制系统接收上述空气流量计和各个压力传感器和温度传感器的信号，并控制进气电动调节阀、排气电动调节阀、三通阀和止回电磁阀的开启。上述止回电磁阀与压力传感器连接的管道上安装有电动调节阀17。
本发明进气压力模拟是通过进气节流降压来实现的，排气压力模拟通过对发动机排气抽真空实现的。进气压力模拟系统中的低温箱体和制冷机组组成为空气处理系统(进气低温系统)，该低温箱体主要由风道系统，制冷机组包括室外机、蒸发器和电控系统；制冷机组是风道系统组成中最重要的部分，它是为风道低温提供冷量，使室外新风经过风道制冷系统能降低到要求的温度。高、低温控制舱是可重复拆卸的围护结构，围护结构是可重复拆卸的保温舱体；制冷机组20包括室外机、室内机和电控系统，制冷机组是高、低温控制舱组成中最重要的部分，它是为高、低温舱提供冷量，使高、低温舱内物品保持在比较低的温度下。
控制系统由控制计算机，压力变送器、温度变送器、流量计、数据采集装置、信号调理装置组成，综合起来能够自动控制进排气压力和进气以及低温舱的温度变化，保证发动机台架高原模拟试验顺利进行。
Claims (2)
1.一种发动机高原环境实验室，其特征在于：由进气压力模拟系统、排气压力模拟系统、用于放置发动机的高、低温控制舱和控制系统组成；进气压力模拟系统由进气稳压箱、低温箱体和制冷机组依次连接组成，进气稳压箱的出口与放置在高、低温控制舱内的发动机的进气口连通，在进气稳压箱与低温箱体连接的管路上安装有空气流量计、进气电动调节阀、压力传感器和三通阀，进气稳压箱上安装有压力传感器和温度传感器；排气压力模拟系统由排气热交换器、排气稳压箱、排气电动调节阀、真空泵和气水分离器组成；排气热交换器的进口与放置在高、低温控制舱内的发动机的出气口连通，在排气热交换器和排气稳压箱连接的管道上安装有温度传感器，在排气稳压箱与真空泵连接的管道上安装有排气电动调节阀、压力传感器和止回电磁阀，止回电磁阀的出口连接真空泵，真空泵与气水分离器连接；在进气稳压箱和排气稳压箱连接的管道上安装有启动联通电磁阀；在排气稳压箱上安装有压力传感器和温度传感器；控制系统接收上述空气流量计和各个压力传感器和温度传感器的信号，并控制进气电动调节阀、排气电动调节阀、三通阀和止回电磁阀的开启。
2.根据权利要求1所述的发动机高原环境实验室，其特征在于：上述止回电磁阀与压力传感器连接的管道上安装有电动调节阀。
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