CN103575540A - 发动机驱动气压系统高海拔模拟试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机驱动气压系统高海拔模拟试验装置，包括气压系统及其动力系统；通过模拟不同的海拔低压环境，进行空气压缩机高原模拟试验。通过测试不同海拔大气压力下发动机及其所驱动气压系统的性能变化，主要包括不同海拔大气压力下贮气筒气压从0开始每升高100kPa的时间、贮气筒达到最高压力所需时间以及进气流量等参数，考核以发动机为动力源的气压系统的高原性能。
Description
技术领域
本发明涉及发动机驱动气压系统技术领域，特别是涉及一种发动机驱动气压系统高海拔模拟试验装置。
背景技术
以发动机为动力源的气压系统在高原地区作业时，通常会出现工作性能恶化、作业能力下降、故障率升高以及可靠性变差等问题。究其原因主要为以下两点：
1.高原环境对发动机性能的影响
主要体现在：动力性下降、经济性恶化；匹配的涡轮增压器性能、排放性能变差；热负荷增加，冷却系统散热能力下降；冷起动困难等方面。
2.高原环境对气压系统性能的影响
主要体现在：由于发动机性能下降导致与其匹配的气压系统性能受到一定限制和影响，高原环境大气压力低且风沙尘大，不仅会造成空气压缩机进气量减小、气密性下降、压缩机气路和滤清器易堵塞，导致系统输出压力不足和动作不平稳，甚至卡死等故障的出现；而且会使得从空气压缩机输出的压缩空气含有大量杂质，大大降低了气压系统的可靠性和使用寿命。
所以，研究和探讨高海拔地区大气条件对以发动机为动力源的气压系统性能的影响，是开展机械装备高海拔性能研究的基础和前提。
以发动机为动力源的气压系统的高原环境试验主要分为高原实地试验和平原实验室模拟试验，由于高原实地试验具有可重复性差、试验周期长、气候参数不可调等种种缺陷，只适合用于实车实地验证，而平原实验室模拟试验具有不受地区、季节及时间限制，可复现自然条件、模拟极值条件，可在相同环境条件下多次重复试验等突出优点，成为研究高原环境对发动机及其驱动系统性能影响的一种理想、经济的最佳方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机驱动气压系统高海拔模拟试验装置，能够对在高原环境对汽车发动机性能影响提供合理、准确的理论依据。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种发动机驱动气压系统高海拔模拟试验装置，其特征在于包括气压系统及其动力系统；
所述的动力系统包括发动机、与发动机进气口连通的进气压力模拟系统、与发动机排气口连通的排气压力模拟系统、测功机及发动机控制系统；所述的发动机与测功机同轴安装，通过发动机控制系统间接测控发动机的性能参数；
所述气压系统包括空气压缩机、贮气筒及其通过管路连接在空气压缩机和贮气筒之间的调节阀构成；所述空气压缩机的进气口与所述进气压力模拟系统连接；
所述气压系统的空气压缩机通过所述发动机驱动。
所述的进气压力模拟系统由进气稳压箱和与位于进气稳压箱入口管路上的进气电动调节阀构成，所述进气稳压箱的出口分别通过管路与所述发动机进气口和所述空气压缩机的进气口连通。
所述的排气压力模拟系统由排气稳压箱、真空泵以及通过管路连接在排气稳压箱出口和真空泵之间的排气电动调节阀构成，所述发动机排气口连接有热交换器，所述热交换器与所述排气稳压箱的入口通过管路连通。
通过所述进气电动调节阀以及排气电动调节阀可以控制发动机进气口和排气口部位的环境压力，用以模拟高原地区的实际大气压力。
本发明的工作过程及原理为：首先，预热发动机，随后将贮气筒内气压释放至与环境大气压力相同，将空气压缩机进气口与进气稳压箱连接；然后，启动真空泵，打开进气稳压箱和排气稳压箱的连接阀门，调解进气电动调节阀和排气电动调节阀，模拟不同的海拔低压环境，进行空气压缩机高原模拟试验。通过测试不同海拔大气压力下发动机及其所驱动气压系统的性能变化，主要包括不同海拔大气压力下贮气筒气压从0开始每升高100kPa的时间、贮气筒达到最高压力所需时间以及进气流量等参数，考核以发动机为动力源的气压系统的高原性能。
附图说明
图1为本发明发动机驱动气压系统高海拔模拟试验装置的结构框图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
参见附图1，本发明发动机驱动气压系统高海拔模拟试验装置，其特征在于包括包括气压系统及其动力系统。
所述的动力系统包括包括柴油机1(发动机)，还设有用于测控柴油机1运行工况的测功机2和发动机控制系统3，所述的柴油机1与测功机2同轴安装，通过发动机控制系统3间接测控柴油机1的性能参数；
动力系统还包括与柴油机1的进气口连通的进气压力模拟系统、与柴油机1的排气口连通的排气压力模拟系统。
进气压力模拟系统中包括进气稳压箱4，进气稳压箱4的入口管路上装有进气电动调节阀5，进气电动调节阀5可以控制进气稳压箱4的进气量，进气稳压箱4的出口通过管路与柴油机1的进气口连通。
排气压力模拟系统包括排气稳压箱6和真空泵7，排气稳压箱6的出口和真空泵7之间装有排气电动调节阀8，真空泵7启动时通过排气电动调节阀8可以调节排气稳压箱6的排气量；柴油机1的排气口连接有热交换器9的进气口，所述热交换器9与所述排气稳压箱6的入口通过管路连通；热交换器9的目的在于降低柴油机1的排气温度，以满足真空泵7对于工作温度的要求，即50℃以下。
所述气压系统包括空气压缩机10、贮气筒11及其通过管路连接在空气压缩机10和贮气筒11之间的调节阀12构成；所述空气压缩机10的进气口通过管道与进气稳压箱4排气口连通。部分市售中的空气压缩机也集成设置有调节阀，这样就不必单独再安装调节阀12。所述气压系统的空气压缩机10安装在所述柴油机1上，建立起气压系统与发动机系统的传动联系，这样通过柴油机1就能驱动空气压缩机10。
在上述模拟试验装置中在各个管路部位可以根据需要设置阀门或压力指示装置等常规管路仪表，以便于控制、检修或采集实时数据。
工作原理：首先，预热柴油机1，随后将贮气筒11内气压释放至与环境大气压力相同，将空气压缩机10的进气口与进气稳压箱4连接；然后，启动真空泵7，打开进气稳压箱4和排气稳压箱6的连接阀门，调节进气电动调节阀5和排气电动调节阀8，模拟不同的海拔低压环境，进行空气压缩机高原模拟试验。通过测试不同海拔大气压力下发动机及其所驱动气压系统的性能变化，主要包括不同海拔大气压力下贮气筒气压从0开始每升高100kPa的时间、贮气筒达到最高压力所需时间以及进气流量等参数，考核以发动机为动力源的气压系统的高原性能。
本实施例中模拟试验装置可以实现的技术指标为：
（1）发动机进排气压力与空气压缩机进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）被测发动机最大重量1500kg，最大进气量30m3/min。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.发动机驱动气压系统高海拔模拟试验装置，其特征在于：包括气压系统及其动力系统；
所述的动力系统包括发动机、与发动机进气口连通的进气压力模拟系统、与发动机排气口连通的排气压力模拟系统、测功机及发动机控制系统；所述的发动机与测功机同轴安装，通过发动机控制系统间接测控发动机的性能参数；
所述气压系统包括空气压缩机、贮气筒及其通过管路连接在空气压缩机和贮气筒之间的调节阀构成；所述空气压缩机的进气口与所述进气压力模拟系统连接；
所述气压系统的空气压缩机通过所述发动机驱动。
2.根据权利要求1所述的发动机驱动气压系统高海拔模拟试验装置，其特征在于所述的进气压力模拟系统由进气稳压箱和与位于进气稳压箱入口管路上的进气电动调节阀构成，所述进气稳压箱的出口分别通过管路与所述发动机进气口和所述空气压缩机的进气口连通。
3.根据权利要求1所述的发动机驱动气压系统高海拔模拟试验装置，其特征在于所述的排气压力模拟系统由排气稳压箱、真空泵以及通过管路连接在排气稳压箱出口和真空泵之间的排气电动调节阀构成，所述发动机排气口连接有热交换器，所述热交换器与所述排气稳压箱的入口通过管路连通。
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