CN102434333B - 柴油机台架试验用辅助增压系统及其使用方法 - Google Patents

柴油机台架试验用辅助增压系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于柴油机试验技术领域，提出的一种柴油机台架试验用辅助增压系统设置在柴油机进气系统中增压器（15）与中冷器（14）的连通管路上，主要包括空气滤清器Ⅰ（1）、一级调压阀（2）、稳压罐（3）、放气阀（4）、二级调压阀（5）和节流阀（6）；空气滤清器Ⅰ（1）的进口与高压进气系统连通；空气滤清器Ⅰ（1）与一级调压阀（2）相连通；一级调压阀（2）与稳压罐（3）连通；稳压罐（3）与放气阀（4）连通；放气阀（4）与二级调压阀（5）连通；二级调压阀（5）与节流阀（6）相连通。本发明的使用，大大减少了试验时间及试验成本，提高了工作效率。

Description

柴油机台架试验用辅助增压系统及其使用方法
技术领域
本发明属于柴油机试验技术领域，主要涉及一种柴油机台架性能试验用辅助增压系统及其使用方法。
背景技术
废气涡轮增压技术是利用柴油机排出的废气气流作为动力，通过废气涡轮驱动进气道的离心叶片向进气道施压，进而提高柴油机的进气压力并增加进气流量。因为废气涡轮增压技术可以提高柴油机的性能，现在许多生产厂家开始把废气涡轮增压技术应用于柴油机的研究开发，即在进气管前增加一个废气涡轮增压器。因经过废气涡轮增压器的空气温度升高，密度降低，影响进气效果，所以经过废气涡轮增压器的空气需经中冷器冷却后进入柴油机气缸内，即所谓的增压中冷技术。
尽管废气涡轮增压技术能提高柴油机的性能，但存在废气涡轮增压器与柴油机的匹配问题，当废气涡轮增压器与柴油机的特性曲线匹配不好时，会导致柴油机进气量和进气压力不足及波动，废气涡轮增压器出现喘振及因无法充分燃烧柴油机冒黑烟等结果，这样不仅影响柴油机整机动力性与经济性，最终影响柴油机的寿命、造成燃料大量浪费，还会对大气环境造成非常严重的破坏。随着新排放法规对柴油机的要求越来越严，废气涡轮增压技术对柴油机的动力性、经济性以及排放法规对柴油机的要求都有显著提高，效果明显。因此柴油机生产厂家对废气涡轮增压器的匹配试验也越来越重视，已经成为柴油机研发过程的重要环节。
目前柴油机废气涡轮增压器匹配试验方法是：根据目标柴油机的参数选择一台废气涡轮增压器和目标柴油机进行台架匹配试验，依据台架试验结果判断该废气涡轮增压器的进气压力和进气流量设计是否合理；若由试验结果判断该型废气涡轮增压器效果不理想，废气涡轮增压器生产厂家依据试验数据对进气压力和进气流量进行改进，然后再次进行匹配试验；若试验结果仍不理想，则重复改进废气涡轮增压器或另外选一台废气涡轮增压器试验，直到得到理想的结果，该方法试验周期长，试验成本高，导致整个研发周期延长，费时费力。
发明内容
本发明的目的是提出一种柴油机台架试验用辅助增压系统及其使用方法，在进行增压器匹配试验时，连接在增压器和中冷器之间，使其成为柴油机进气系统的有效补充，可以用一台废气涡轮增压器在一次匹配试验状态下，模拟多种进气状态，通过对比目标柴油机参数的变化，调整柴油机状态，直至柴油机找到最优进气压力和进气流量，为增压器改进提供准确数据。
本发明通过以下技术方案完成其发明任务：
一种柴油机台架试验用辅助增压系统，所述的辅助增压系统设置在柴油机进气系统中增压器与中冷器之间的管路上，主要包括空气滤清器Ⅰ、一级调压阀、稳压罐、放气阀、二级调压阀和节流阀；所述空气滤清器Ⅰ的进口与高压进气系统相连通；所述的空气滤清器Ⅰ与一级调压阀连通，对经空气滤清器Ⅰ过滤后的空气进行一级调压；一级调压阀与稳压罐相连通；所述的稳压罐与放气阀相连通，由放气阀调节稳压罐内的压力使其压力不超过安全限值；放气阀与二级调压阀连通，由二级调压阀对空气进行二次调压；所述的二级调压阀与节流阀相连通，由节流阀控制空气的流量；所述节流阀的出口连接在柴油机进气系统中增压器与中冷器之间的管路上。
在节流阀与柴油机进气系统的连通管路上设置有用于检测由辅助增压系统进入柴油机进气系统的空气压力、温度及流量的压力表Ⅰ、温度表Ⅰ和流量计Ⅰ。
辅助调压系统中的节流阀与柴油机进气系统的连通管路与柴油机进气系统的管路之间成30°～45°角。
用于为柴油机提供进气的柴油机进气系统包括空气滤清器Ⅱ、增压器和中冷器；所述空气滤清器Ⅱ的进口与大气相连通，所述的空气滤清器Ⅱ与增压器相连通；在增压器与空气滤清器之间设置用于检测流经增压器的空气流量的流量计Ⅱ；所述增压器与中冷器相连通，所述的中冷器与柴油机相连通；在中冷器与柴油机之间设置压力表Ⅲ和温度表Ⅱ。
上述柴油机台架试验用辅助增压系统的使用方法，高压空气首先经过空气滤清器Ⅰ，由空气滤清器Ⅰ过滤后进入一级调压阀，由一级调压阀进行初级调压，经一级调压阀调压后的空气进入稳压罐稳压，并由压力表Ⅱ实时监测稳压罐内的压力，当稳压罐内压力过高时，通过放气阀对稳压罐进行放气，使稳压罐内的压力保持在安全限值内；经稳压罐稳压后的空气进入二级调压阀进行二次调压；经二次调压后的空气进入节流阀，并通过节流阀将空气输送至柴油机进气系统，与柴油机进气系统中的空气混合后供给柴油机；位于节流阀与柴油机进气系统之间管路上的流量计Ⅰ用于测量辅助增压系统进入柴油机的空气流量；安装在增压器与空气滤清器Ⅱ之间的的流量计Ⅱ，用于测量流经增压器的空气流量，通过调整二级调压阀和节流阀以精确控制辅助增压系统进入柴油机进气系统中空气的流量和压力；通过流量计Ⅰ与流量计Ⅱ的安装使用以精确地计算出最终进入柴油机的空气流量；通过柴油机进气系统中的温度表Ⅱ和压力表Ⅲ监视柴油机中冷后的进气温度和压力，结合柴油机实际状态，确定调整是否合适。
试验过程中，通过调节并改变辅助增压系统的二级调压阀和节流阀的不同状态，即可模拟实现柴油机的多种进气状态，然后再结合柴油机实际开机状态时的参数，就可以确定柴油机最佳的进气状态。
本发明提出的一种柴油机台架试验用辅助增压系统，在进行增压器匹配试验时，连接在增压器和中冷器之间，使其成为柴油机进气系统的有效补充，可以用一台废气涡轮增压器在一次匹配试验状态下，模拟多种进气状态，通过对比目标柴油机参数的变化，调整柴油机状态，直至柴油机找到最优进气压力和进气流量，为增压器改进提供准确数据；该系统的使用，大大减少了试验时间及试验成本，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2图1中A部分的局部放大图。
图中：1、空气滤清器Ⅰ；2、一级调压阀；3、稳压罐；4、放气阀；5、二级调压阀；6、节流阀；7、压力表Ⅱ；8、压力表Ⅰ；9、温度表Ⅰ；10、流量计Ⅰ；11、温度表Ⅱ；12、柴油机；13、压力表Ⅲ；14、中冷器；15、增压器；16、流量计Ⅱ；17、空气滤清器Ⅱ。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明的加以说明：
如图1所示，一种柴油机台架试验用辅助增压系统，所述的辅助增压系统设置在柴油机进气系统中增压器15与中冷器14之间的管路上，主要包括空气滤清器Ⅰ1、一级调压阀2、稳压罐3、放气阀4、二级调压阀5和节流阀6；所述空气滤清器Ⅰ1的进口与高压进气系统相连通；空气滤清器Ⅰ1与一级调压阀2连通，对经空气滤清器Ⅰ过滤后的空气进行一级调压；一级调压阀2与稳压罐3连通；所述稳压罐3与放气阀4相连通，由放气阀4调节稳压罐内的压力使其压力不超过安全限值；放气阀4与二级调压阀5连通，由二级调压阀5对空气进行二次调压，以达到柴油机进气系统所要求的压力；二级调压阀5与节流阀9相连通，由节流阀空气空气的流量；所述节流阀6连接在柴油机进气系统中增压器15与中冷器14之间的管路上。
在节流阀6与柴油机进气系统的连通管路上设置有用于检测进入柴油机进气系统的空气压力、温度及流量的压力表Ⅰ8、温度表Ⅰ9和流量计Ⅰ10。
结合图2，辅助调压系统中的节流阀与柴油机进气系统的连通管路与柴油机进气系统的管路之间成30°～45°角。
用于为柴油机提供进气的柴油机进气系统包括空气滤清器17、增压器15和中冷器14；所述空气滤清器Ⅱ17的进口与大气相连通，空气滤清器17与增压器15相连通；在增压器15与空气滤清器17之间设置用于检测流经增压器的空气流量的流量计Ⅱ16；所述增压器15与中冷器14相连通，所述的中冷器14与柴油机12相连通；在中冷器14与柴油机12之间设置压力表Ⅲ13和温度表Ⅱ11。
上述柴油机台架试验用辅助增压系统的使用方法，高压空气首先经过空气滤清器Ⅰ，由空气滤清器Ⅰ过滤后进入一级调压阀，由一级调压阀进行初级调压，经一级调压阀调压后的空气进入稳压罐稳压，并由压力表Ⅱ实时监测稳压罐内的压力，当稳压罐内压力过高时，通过放气阀对稳压罐进行放气，使稳压罐内的压力保持在安全限值内；经稳压罐稳压后的空气进入二级调压阀进行二次调压；经二次调压后的空气进入节流阀，并通过节流阀将空气输送至柴油机进气系统，与柴油机进气系统中的空气混合后供给柴油机；位于节流阀与柴油机进气系统之间管路上的流量计Ⅰ用于测量辅助增压系统进入柴油机的空气流量；安装在增压器与空气滤清器Ⅱ之间的的流量计Ⅱ，用于测量流经增压器的空气流量，通过调整二级调压阀和节流阀以精确控制辅助增压系统进入柴油机进气系统中空气的流量和压力；通过流量计Ⅰ与流量计Ⅱ的安装使用以精确地计算出最终进入柴油机的空气流量；通过柴油机进气系统中的温度表Ⅱ和压力表Ⅲ监视柴油机中冷后的进气温度和压力，结合柴油机实际状态，确定调整是否合适。
试验过程中，通过调节并改变辅助增压系统的二级调压阀和节流阀的不同状态，即可模拟实现柴油机的多种进气状态，然后再结合柴油机实际开机状态时的参数，就可以确定柴油机最佳的进气状态。

Claims (3)

1.一种柴油机台架试验用辅助增压系统，用于为柴油机提供进气的柴油机进气系统包括空气滤清器Ⅱ（17）、增压器（15）和中冷器（14）；所述空气滤清器Ⅱ（17）的进口与大气相连通，空气滤清器Ⅱ（17）与增压器（15）相连通；在增压器（15）与空气滤清器Ⅱ（17）之间设置用于检测流经增压器的空气流量的流量计Ⅱ（16）；所述增压器（15）与中冷器（14）相连通，所述的中冷器（14）与柴油机（12）相连通；在中冷器（14）与柴油机（12）之间设置压力表Ⅲ（13）和温度表Ⅱ（11）；所述的辅助增压系统主要包括空气滤清器Ⅰ（1）、一级调压阀（2）、稳压罐（3）、放气阀（4）、二级调压阀（5）和节流阀（6）；所述空气滤清器Ⅰ（1）与高压进气系统相连通；空气滤清器Ⅰ（1）与一级调压阀（2）连通，对经空气滤清器Ⅰ（1）过滤后的空气进行一级调压；一级调压阀（2）与稳压罐（3）连通；所述稳压罐（3）与放气阀（4）连通，由放气阀（4）调节稳压罐内的压力使其压力不超过安全限值；放气阀（4）与二级调压阀（5）连通，由二级调压阀（5）对空气进行二次调压；二级调压阀（5）与节流阀（6）相连通，由节流阀（6）控制空气的流量；其特征在于：所述的辅助增压系统设置在柴油机进气系统中增压器（15）与中冷器（14）之间的管路上，所述节流阀（6）的出口连接在柴油机进气系统中增压器（15）与中冷器（14）之间的管路上；辅助调压系统中的节流阀与柴油机进气系统的连通管路与柴油机进气系统的管路之间成30°～45°角。
2.根据权利要求1所述的柴油机台架试验用辅助增压系统，其特征在于：在节流阀与柴油机进气系统的连通管路上设置有用于检测进入柴油机进气系统的空气压力、温度及流量的压力表Ⅰ（8）、温度表Ⅰ（9）和流量计Ⅰ（10）。
3.权利要求1-2所述的柴油机台架试验用辅助增压系统的使用方法，上述柴油机台架试验用辅助增压系统的使用方法，高压空气首先经过空气滤清器Ⅰ（1），由空气滤清器Ⅰ（1）过滤后进入一级调压阀（2），由一级调压阀（2）进行初级调压，经一级调压阀（2）调压后的空气进入稳压罐（3）稳压，并由压力表Ⅱ（7）实时监测稳压罐内的压力，当稳压罐内压力过高时，通过放气阀（4）对稳压罐进行放气，使稳压罐内的压力保持在安全限值内；经稳压罐稳压后的空气进入二级调压阀（5）进行二次调压；经二次调压后的空气进入节流阀（6），并通过节流阀（6）将空气输送至柴油机进气系统，与柴油机进气系统中的空气混合后供给柴油机；位于节流阀（6）与柴油机进气系统之间管路上的流量计Ⅰ（10）用于测量辅助增压系统进入柴油机的空气流量；安装在增压器（15）与空气滤清器Ⅱ（17）之间的的流量计Ⅱ（16），用于测量流经增压器的空气流量，通过调整二级调压阀和节流阀以精确控制辅助增压系统进入柴油机进气系统中空气的流量和压力；通过流量计Ⅰ（10）与流量计Ⅱ（16）的安装使用以精确地计算出最终进入柴油机的空气流量；通过柴油机进气系统中的温度表Ⅱ（11）和压力表Ⅲ（13）监视柴油机中冷后的进气温度和压力，结合柴油机实际状态，确定调整是否合适。
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