CN108254193B - 一种车用空气压缩机性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车用空气压缩机性能试验装置，包括第一两位三通阀、第二两位三通阀、第三两位三通阀、进气滤、排气滤、贮气桶、末端稳压箱、系统控制器。本发明可集成在发动机台架的移动验证设备，采取手动预调载荷与电气联调补偿方案达到快速压力稳定，满足发动机台架空压机交变工况可靠性检测。采取排气滤作测量滤，进气滤作背景滤，运行后联合环境控制，获得空压机排油量检测功能。采用空压机气缸头安装动态压力传感器，同步发动机试验台架转速、负荷参数，获得在运行过程中满载和卸荷状态指示功与发动机功损失的线性关系，从而确定空压机实际功率特性。结合空压机排气流量测量、空压机机械容积参数完成空积比能、容积效率等指标的计算。

Description

一种车用空气压缩机性能试验装置

技术领域

本发明属于发动机测试技术领域，尤其是涉及一种台架检测用的车用空气压缩机性能试验装置和应用方法。

背景技术

车用空压机是车辆汽笛和行车制动等车辆空气驱动系统的动力源，集成在重型动力系统中。由于空压机的润滑、冷却与车辆动力共用，因此实车运行中的空压机故障易引发发动机可靠性问题。

目前主机厂对空压机品质控制采用监控配套厂家的鉴定试验状态来实现。但是在实际使用工况中，由于运行环境的温度特征和振动特征与配套厂家鉴定状态不一致，时常出现各类空压机引发各类问题，如：NVH不满足车用需求，润滑油过度消耗引起整机机油耗偏高的情况。因此在发动机研制样机阶段和定型生产鉴定阶段需要对在发动机上集成的空压机性能进行测试和验证。

目前应用的空压机性能检测系统多配在空压机生产厂家，主要包含变频动力驱动装置和性能检测系统。而在发动机台架中，空压机装配在柴油机系统中，较难实现任意空压机工况控制，且空压机的起停机需要依附于发动机的起停，在发动机起停时还需要满足一定的状态条件，由此导致了装配后的空压机性能验证策略复杂。为了达到空压机装配后的性能验证，需要将发动机台架工况转化为空压机使用的检测系统工况。相应的检测系统需要考虑发动机工况与空压机工况的隔离方法，并应用在台架系统中还要求功能小型化的同时，满足台架应用边界系统联合控制。这些功能需求在空压机厂家配置的全套检测设备中是无法实现的。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车用空气压缩机性能试验装置，以方便在动力验证台架进行发动机与空压机联合运行的可靠性检测和性能参数检测。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种台架检测用的车用空气压缩机性能试验装置，包括第一两位三通阀、第二两位三通阀、第三两位三通阀、进气滤、排气滤、第一压力变送器、第二压力变送器、第一温度变送器、第二温度变送器、动态压力传感器、转速传感器、贮气桶、安全阀、机械压力表、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、电动调压阀、第一机械调压阀、第二机械调压阀、末端稳压箱、排污阀、系统控制器；

空压机待吸入的新鲜空气依次通过第一两位三通阀、进气滤、第二两位三通阀进入空压机进气口；待测空压机的压缩空气依次由、第三两位三通阀、排气滤、贮气桶、空气流量计、电磁阀组(电磁阀一到四)、电子调压阀、机械调压阀组(机械调压阀一、二)、末端稳压箱排出；其中电磁阀组(电磁阀一到四)、电子调压阀、机械调压阀组(机械调压阀一、二)组成3路负载加载通道，电磁阀组第一电磁阀、电磁阀组第三电磁阀、第一机械调压阀、电动调压阀组成全载调整通道，电磁阀组第二电磁阀、电磁阀组第三电磁阀、第二机械调压阀、电动调压阀组成半载调整通道，电磁阀组第四电磁阀组成排空通道。

所述安全阀、机械压力表与贮气桶直接相连；所述排污阀与末端稳压箱直接相连。当贮气桶内压力超过贮气桶安全压力设计要求时，所述安全阀开启，卸去多余的空气；所述机械压力表指示贮气桶内压力结果，方便本地手动调整负载通道；所述排污阀为释放冷凝液，主要是在压缩气释放在末端稳压箱中，空气中水分等冷凝形成的液体。

所述第一温度变送器、第一压力变送器通过第二三通阀与空压机进口连接；所述第二温度变送器、第二压力变送器通过第三三通阀与空压机出口连接。所述系统控制器的接口连接如图2所示，实现采集第一温度变送器、第一压力变送器、第二温度变送器、第二压力变送器、转速传感器、动态压力变送信号获得空压机2的运行性能参数，驱动电磁阀组(第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀)、电动调压阀、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀实现卸荷通道、加载通道、密封检查通道选择。

进一步的，还包括第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀，所述三个三通阀组成卸荷通道、加载通道、密封检查通道，当性能测试时首先进入卸荷通道保障发动机正常起动：

第二三通阀处于A位、第三三通阀处于A位，由于空压机进气口和排气口直接与大气相连，空压机运行在卸荷工作状态，实验台架按照发动机运行规程进行正常发动机的热车和一定的性能检查试验项目；

进一步的，当空压机需要进行加载测试时，手动调整第一机械调压阀为空压机额定载荷压力位置，手动调整第二机械调压阀为第二设置载荷点或用户自定义的载荷压力位置，第一三通阀处于B位、第二三通阀处于B位、第三三通阀处于B位，电磁阀组第四电磁阀打开处于排空状态，装置进入载荷通道选择状态；

进一步的，当空压机需要进行满载加载时，系统控制器驱动电动调压阀为常开位置，打开电磁阀组第一电磁阀、电磁阀组第三电磁阀，关闭电磁阀组第二电磁阀、第四电磁阀，然后由系统控制器驱动调压阀逐步关闭，配合第一机械调压阀调整，达到额定载荷范围内的压力值；

进一步的，当空压机需要进行第二设置载荷点或用户自定义的载荷点测试时，系统控制器驱动电动调压阀为常开位置，打开电磁阀组第二电磁阀、电磁阀组第三电磁阀，关闭电磁阀组第一电磁阀、第四电磁阀，然后由系统控制器驱动电动调压阀逐步关闭，配合第二机械调压阀调整，达到第二设置载荷点或用户自定义的载荷点范围内的载荷压力调整；

进一步的，当需要对空压机密封性能检查时，包括如下步骤：第一步：发动机起动运行达到热车状态，装置驱动第一三通阀处于B位、第二三通阀处于B位、第三三通阀处于B位，进入载荷通道选择状态，驱动电动调压阀到全开状态；第二步：关闭电磁阀组第二电磁阀、第四电磁阀，打开电磁阀组第一电磁阀、第三电磁阀，逐步关闭电动调压阀到第一机械调压阀设定范围，稳定后关闭电磁阀组第一电磁阀，继续升高装置系统压力到高于额定压力的0.2MPa时，装置驱动第一三通阀处于A位、第二三通阀处于A位、第三三通阀处于A位，记录装置内的系统压力在5min的压力下降情况，若系统压力下降小于0.1MPa，发动机降速停机，通过电磁阀组第四电磁阀逐步瞬间开启将系统压力降至额定压力的0.05MPa后，进入空压机密封性测试状态；第三步：装置驱动第三三通阀处于B位，系统控制器记录第二压力变送器5min内的压力变化过程，系统控制器通讯至台架系统。

进一步的，用作空压机排油量检查测试时，包括如下步骤：第一步：确定进气滤、排气滤装入滤芯，滤芯质量偏差小于0.1％，并判定拆装的一个周期内完成了装置密封性检查，且检查结果为合格；第二步：系统控制器通讯台架转速、机油温度信息，判定发动机处于热机运行状态；第三步：系统控制器驱动电磁阀组第一电磁阀开启，电磁阀组第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀关闭；第四步：系统控制器驱动第一三通阀处于B位、第二三通阀处于B位、第三三通阀处于B位，进入排油量连续测量状态；第四步：待测量时间达到要求系统控制器驱动第二三通阀处于A位、第三三通阀处于A位，通过电磁阀组第四电磁阀排空贮气桶中的空气；第五步：将进气滤、排气滤中的滤芯拆除后放入50℃的烘箱30min后拿出称重，用排气滤重量减去进气滤芯重量为润滑油泄露量。

进一步的，用作空压机轴功率和效率测试时，包括如下步骤：第一步：在空压机上安装动态压力传感器，在发动机上安装转速传感器；第二步：空压机卸荷状态运行发动机至热车状态；第三步：利用动态压力传感器在空压机两个压缩状态的峰值时刻，同步曲轴角与空压机的轴角分度；第四步：调定柴油机油门位置不变，试验台架使用转速/油门控制方式，系统控制器同步柴油机测功功率并记录，根据空压机的物理参数计算出每个压缩循环的空载指示功并记录；第五步：继续保持发动机油门位置，装置驱动三通阀进入载荷选择通道，并进入满载通道，待发动机功率恢复稳定后系统控制器记录台架测功功率和指示功率；第六步：利用满载和空载时的发动机功率损失和指示功变化数判定压缩机的效率，并同步获得空压机的容积比能和容积效率性能参数。

进一步的，在发动机不具备用转速传感器安装时，利用空压机上安装的动态压力传感器捕获的两个峰值时刻，进行360CA时间序列内的高速等样分割，形成动态压力1CA均匀分辨力，系统控制器按照容积变化模型计算出指示功，获得空压机各项性能参数。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明在空压机装配在发动机上仍然可以进行空压机各项性能指标的验证，为由空压机性能失效引入的发动机可靠性问题，提供了可执行的验证平台；能够满足集成在发动机上的空压机性能试验的通用性要求，测量快速、便捷安装、操作和维护简单；

(2)采用机械压力预调和电子压力精调方式，保障了系统负载的稳定性，不至于引发参数调节不足引起发动机试验过程受到影响；

(3)采用先系统自密封检测，后空压机密封检测，确保了空压机密封判定的准确性；

(4)系统内仅有4L贮气桶为大体积元件，其部件为小型化装置，保障了集成后的移动性能，满足多发动机台架的按需集成；且装置结构简单，设计合理，加工成本低；

(5)采用空压机进出口安装滤在一定工况范围运行后，利用蒸发烘培方式将水蒸气引入的测量误差剔除，提高润滑油泄漏量检测准确度；

(6)采用指示性能联合台架发动机功率检测获得空压机的轴功率性能参数，无需进行空压机传动件分离可直接获得性能参数，加快了试验进度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明发动机空压机测试装置的原理图；

图2是本发明发动机空压机测试装置的系统控制器接线原理图；

图3是本发明发动机空压机测试装置的主控单元连接图；

图4是本发明发动机空压机测试装置的原理图的主供电图；

图5是图3的局部放大图；

图6是图3的另一部分的局部放大图。

附图标记说明：

1-发动机，2-空压机，3-第三两位三通阀，4-排气滤，5-贮气桶，6-热式气体流量计，7-第四电磁阀，8-末端稳压箱，9-安全阀，10-排污阀，11-机械压力表，12-第二两位三通阀，13-第一温度变送器，14-第一压力变送器，15-进气滤，16-第一两位三通阀，17-第二温度变送器，18-第二压力变送器，19-动态压力传感器，20-转速传感器，21-第三电磁阀，22-电动调压阀，23-第二电磁阀，24-第二机械调压阀，25-第一电磁阀，26-第一机械调节阀，27-系统控制器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种车用空气压缩机性能试验装置，如图1所示，包括第一两位三通阀16、第二两位三通阀12、第三两位三通阀3、进气滤15、排气滤4、贮气桶5、末端稳压箱8、系统控制器27；

待测空压机2待吸入的新鲜空气依次通过第一两位三通阀16、进气滤15、第二两位三通阀12进入空压机2的进气口；

待测空压机2的压缩空气依次由第三两位三通阀3、排气滤4进入贮气桶5，贮气桶5的出气管设有4个分支将气体输送到末端稳压箱8排出，第一个分支上设有第一电磁阀25和第一机械调压阀26，第二个分支上设有第二电磁阀23和第二机械调压阀24，第三个分支上设有第三电磁阀21和电子调压阀组22，第四个分支上设有第四电磁阀7，其中，第一个分支、第二个分支和第三个分支的末端汇总后联通末端稳压箱8；

其中，第一电磁阀25、第三电磁阀21、第一机械调压阀26、电动调压阀22组成全载调整通道，第二电磁阀23、第三电磁阀21、第二机械调压阀24、电动调压阀22组成半载调整通道，第四电磁阀7组成排空通道。

当待测空压机2需要进行满载加载时，系统控制器27驱动电动调压阀22为常开位置，打开第一电磁阀25和第三电磁阀21，关闭第二电磁阀23和第四电磁阀7，然后由系统控制器27驱动电动调压阀22逐步关闭，配合第一机械调压阀26调整，达到额定载荷范围内的压力值；

当待测空压机2需要进行加半载或用户自定义载荷时，系统控制器27驱动电动调压阀22为常开位置，打开第二电磁阀23和第三电磁阀21，关闭第一电磁阀25和第四电磁阀7，然后由系统控制器27驱动电动调压阀22逐步关闭，配合第二机械调压阀24调整，达到第二设置载荷点或用户自定义的载荷点范围内的载荷压力调整；

所述贮气桶5上连接有安全阀9何机械压力表11，当贮气桶5内的压力超过贮气桶5的安全压力设计要求时，所述安全阀9开启，卸去多余的空气；所述机械压力表11指示贮气桶内压力结果，方便本地手动调整负载通道。

所述末端稳压箱8上连接有排污阀10，所述排污阀10用于释放冷凝液，主要是在压缩空气释放在末端稳压箱8中，空气中水分等冷凝形成的液体。

还有第一温度变送器13、第一压力变送器14通过第二三通阀12与待测空压机2进口连接；第二温度变送器17、第二压力变送器18通过第三三通阀3与空压机2的出口连接；待测空压机2上连有动态压力传感器19，发动机1上连有转速传感器20；

如图2至6所示，所述系统控制器27信号连接第一温度变送器13、第一压力变送器14、第二温度变送器17、第二压力变送器18、转速传感器20、动态压力变送器19，来采集数据，获得待测空压机2的运行性能参数；

所述系统控制器27信号连接第一电磁阀25、第二电磁阀23、第三电磁阀21、第四电磁阀7、电动调压阀22、第一三通阀16、第二三通阀12、第三三通阀3实现卸荷通道、加载通道、密封检查通道选择。

所述第一三通阀16、第二三通阀12、第三三通阀3组成卸荷通道、加载通道、密封检查通道，当性能测试时首先进入卸荷通道保障发动机正常起动：第二三通阀12处于A位、第三三通阀3处于A位，由于空压机2进气口和排气口直接与大气相连，空压机运行在卸荷工作状态，实验台架按照发动机运行规程进行正常发动机的热车和一定的性能检查试验项目；

当空压机需要进行加载测试时，手动调整第一机械调压阀26为空压机额定载荷压力位置，手动调整第二机械调压阀24为第二设置载荷点或用户自定义的载荷压力位置，第一三通阀16处于B位、第二三通阀12处于B位、第三三通阀3处于B位，电磁阀组第四电磁阀7打开处于排空状态，装置进入载荷通道选择状态；

当待测空压机2需要进行满载测试时，包括如下步骤：

第一步：手动调整第一机械调压阀26为空压机额定载荷压力位置；

第二步：系统控制器27驱动第一三通阀16处于B位、第二三通阀12处于B位、第三三通阀3处于B位，第四电磁阀7打开处于排空状态；

第三步：系统控制器27驱动电动调压阀22为常开位置，打开第一电磁阀25和第三电磁阀21，关闭第二电磁阀23和第四电磁阀7，然后由系统控制器27驱动电动调压阀22逐步关闭，配合第一机械调压阀26调整，达到额定载荷范围内的压力值。

当待测空压机2需要进行加半载或用户自定义载荷测试时，包括如下步骤：

第一步：手动调整第二机械调压阀24为第二设置载荷点或用户自定义的载荷压力位置；

第二步：系统控制器27驱动第一三通阀16处于B位、第二三通阀12处于B位、第三三通阀3处于B位，电磁阀组第四电磁阀7打开处于排空状态；

第三步：系统控制器27驱动电动调压阀22为常开位置，打开第二电磁阀23和第三电磁阀21，关闭第一电磁阀25和第四电磁阀7，然后由系统控制器27驱动电动调压阀22逐步关闭，配合第二机械调压阀24调整，达到第二设置载荷点或用户自定义的载荷点范围内的载荷压力调整。

当待测空压机2需要进行密封性能检查时，包括如下步骤：

第一步：发动机起动运行达到热车状态，驱动第一三通阀16处于B位、第二三通阀12处于B位、第三三通阀3处于B位，进入载荷通道选择状态，驱动电动调压阀22到全开状态；

第二步：打开第一电磁阀25和第三电磁阀21，关闭第二电磁阀23和第四电磁阀7，逐步关闭电动调压阀22到第一机械调压阀设定范围，稳定后关闭第一电磁阀25，继续调整电动调压阀22，系统压力升高到高于额定压力的0.2MPa时，驱动第一三通阀16处于A位、第二三通阀12处于A位、第三三通阀3处于A位，记录装置内的系统压力在5min的压力下降情况，若系统压力下降小于0.1MPa，发动机降速停机，通过第四电磁阀7逐步瞬间开启将系统压力降至额定压力的0.05MPa后，进入空压机2密封性测试状态；

第三步：驱动第三三通阀3处于B位，系统控制器27记录第二压力变送器5min内的压力变化过程，系统控制器27通讯至台架系统。

当待测空压机2需要进行排油量检查测试时，包括如下步骤：

第一步：确定进气滤15、排气滤4装入滤芯，滤芯质量偏差小于0.1％，并判定拆装的一个周期(最近一次拆进排气滤的时间)内完成了装置密封性检查，且检查结果为合格；

第二步：系统控制器27通讯台架转速、机油温度信息，判定发动机处于热机运行状态(机油温度高于60℃)；

第三步：系统控制器27驱动第一电磁阀25开启，第二电磁阀23、第三电磁阀21和第四电磁阀7关闭；

第四步：系统控制器27驱动第一三通阀16处于B位、第二三通阀12处于B位、第三三通阀3处于B位，进入排油量连续测量状态；

第五步：待系统控制器27检测测量时间达到要求，驱动第二三通12阀处于A位、第三三通阀3处于A位，通过第四电磁阀7排空贮气桶5中的空气；

第六步：将进气滤15、排气滤4中的滤芯拆除后放入50℃的烘箱30min后拿出称重，用排气滤4的滤芯的重量减去进气滤芯重量为润滑油泄露量。

当待测空压机2需要进行轴功率和效率测试时，包括如下步骤：

第一步：在空压机2上安装动态压力传感器19，在发动机上安装转速传感器20；

第二步：空压机2在卸荷状态运行发动机至热车状态；

第三步：利用动态压力传感器19在空压机2两个压缩状态的峰值时刻，同步曲轴角与空压机的轴角分度；

第四步：调定柴油机油门位置不变，试验台架使用转速/油门控制方式，系统控制器27同步柴油机测功功率并记录，根据空压机2的物理参数计算出每个压缩循环的空载指示功并记录；

第五步：继续保持发动机油门位置，驱动第一三通阀16处于B位、第二三通阀12处于B位、第三三通阀3处于B位进入载荷选择通道，并进入满载通道(电磁阀25、21打开、电磁阀7、23关闭，调定电子调压阀22)，待发动机功率恢复稳定后系统控制器27记录台架测功功率和指示功率；

第六步：利用满载和空载时的发动机功率损失和指示功变化数判定压缩机的效率，并同步获得空压机2的容积比和容积效率性能参数。

在发动机不具备用转速传感器20安装时，利用空压机2上安装的动态压力传感器19捕获的两个峰值时刻，进行360CA时间序列内的高速等样分割，形成动态压力1CA均匀分辨力，系统控制器27按照容积变化模型计算出指示功，获得空压机2的各项性能参数。

空压机容积变化模型为：

其中：

V_c为最小气缸余隙；

d为气缸直径；

l为压缩杆长度；

r为半行程长度；

为通过曲轴角或两个压力峰值时刻判定的空压机旋转角度；

β为最大压力不在0点时刻时的绝对修正量。

系统内的指示功计算模型为：

其中

为某一角度下的空压机指示功；

为某一角度下的空压机压力变化增量；

为某一角度下的空压机容积变化增量；

空压机指示功率计算模型为：

以上中气缸直径、压缩杆长度、半行程长度、压缩比为输入参数，空压机动态压力、空压机旋转角度为测量参数，在无转速传感器情况下，用空压机两个峰值时刻等样分割360CA来间接换算空压机角度，同样能获得以上计算结果。

本发明台架检测用的车用空气压缩机性能试验装置及测试方法，主要设计特征为可集成在发动机台架的移动验证设备，采取手动预调载荷与电气联调补偿方案达到快速压力稳定，满足发动机台架空压机交变工况可靠性检测。采取排气滤作测量滤，进气滤作背景滤，运行后联合环境控制，获得空压机排油量检测功能。采用空压机气缸头安装动态压力传感器，同步发动机试验台架转速、负荷参数，获得在运行过程中满载和卸荷状态指示功与发动机功损失的线性关系，从而确定空压机实际功率特性。结合空压机排气流量测量、空压机机械容积参数完成空积比能、容积效率等指标的计算。最终实现空压机装配于发动机上的全参数特征验证。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车用空气压缩机性能试验装置，其特征在于：包括第一两位三通阀(16)、第二两位三通阀(12)、第三两位三通阀(3)、进气滤(15)、排气滤(4)、贮气桶(5)、末端稳压箱(8)、系统控制器(27)；

待测空压机(2)待吸入的新鲜空气依次通过第一两位三通阀(16)、进气滤(15)、第二两位三通阀(12)进入空压机(2)的进气口；

待测空压机(2)的压缩空气依次由第三两位三通阀(3)、排气滤(4)进入贮气桶(5)，贮气桶(5)的出气管设有4个分支将气体输送到末端稳压箱(8)排出，第一个分支上设有第一电磁阀(25)和第一机械调压阀(26)，第二个分支上设有第二电磁阀(23)和第二机械调压阀(24)，第三个分支上设有第三电磁阀(21)和电子调压阀组(22)，第四个分支上设有第四电磁阀(7)，其中，第一个分支、第二个分支和第三个分支的末端汇总后联通末端稳压箱(8)；

还有第一温度变送器(13)、第一压力变送器(14)通过第二三通阀(12)与待测空压机(2)进口连接；第二温度变送器(17)、第二压力变送器(18)通过第三三通阀(3)与空压机(2)的出口连接；

所述系统控制器(27)信号连接第一温度变送器(13)、第一压力变送器(14)、第二温度变送器(17)、第二压力变送器(18)，获得待测空压机(2)的运行性能参数；所述系统控制器(27)信号连接第一电磁阀(25)、第二电磁阀(23)、第三电磁阀(21)、第四电磁阀(7)、电动调压阀(22)、第一三通阀(16)、第二三通阀(12)、第三三通阀(3)实现卸荷通道、加载通道、密封检查通道选择；

所述第一电磁阀(25)、第三电磁阀(21)、第一机械调压阀(26)、电动调压阀(22)组成全载调整通道，第二电磁阀(23)、第三电磁阀(21)、第二机械调压阀(24)、电动调压阀(22)组成半载调整通道，第四电磁阀(7)组成排空通道；

当待测空压机(2)需要进行满载加载时，系统控制器(27)驱动电动调压阀(22)为常开位置，打开第一电磁阀(25)和第三电磁阀(21)，关闭第二电磁阀(23)和第四电磁阀(7)，然后由系统控制器(27)驱动电动调压阀(22)逐步关闭，配合第一机械调压阀(26)调整，达到额定载荷范围内的压力值；

当待测空压机(2)需要进行加半载或用户自定义载荷时，系统控制器(27)驱动电动调压阀(22)为常开位置，打开第二电磁阀(23)和第三电磁阀(21)，关闭第一电磁阀(25)和第四电磁阀(7)，然后由系统控制器(27)驱动电动调压阀(22)逐步关闭，配合第二机械调压阀(24)调整，达到第二设置载荷点或用户自定义的载荷点范围内的载荷压力调整；

所述第一三通阀(16)、第二三通阀(12)、第三三通阀(3)组成卸荷通道、加载通道、密封检查通道，当性能测试时首先进入卸荷通道保障发动机正常起动：第二三通阀(12)处于A位、第三三通阀(3)处于A位，由于空压机(2)进气口和排气口直接与大气相连，空压机运行在卸荷工作状态，实验台架按照发动机运行规程进行正常发动机的热车和一定的性能检查试验项目；

当空压机需要进行加载测试时，手动调整第一机械调压阀(26)为空压机额定载荷压力位置，手动调整第二机械调压阀(24)为第二设置载荷点或用户自定义的载荷压力位置，第一三通阀(16)处于B位、第二三通阀(12)处于B位、第三三通阀(3)处于B位，第四电磁阀(7)打开处于排空状态，进入载荷通道选择状态；

当待测空压机(2)需要进行排油量检查测试时，包括如下步骤：

第一步：确定进气滤(15)、排气滤(4)装入滤芯，滤芯质量偏差小于0.1％，并判定拆装的一个周期，即最近一次拆进排气滤的时间，内完成了装置密封性检查，且检查结果为合格；

第二步：系统控制器(27)通讯台架转速、机油温度信息，判定发动机处于热机运行状态，即机油温度高于60℃；

第三步：系统控制器(27)驱动第一电磁阀(25)开启，第二电磁阀(23)、第三电磁阀(21)和第四电磁阀(7)关闭；

第四步：系统控制器(27)驱动第一三通阀(16)处于B位、第二三通阀(12)处于B位、第三三通阀(3)处于B位，进入排油量连续测量状态；

第五步：待系统控制器(27)检测测量时间达到要求，驱动第二三通(12)阀处于A位、第三三通阀(3)处于A位，通过第四电磁阀(7)排空贮气桶(5)中的空气；

第六步：将进气滤(15)、排气滤(4)中的滤芯拆除后放入50℃的烘箱30min后拿出称重，用排气滤(4)的滤芯的重量减去进气滤芯重量为润滑油泄露量。

2.根据权利要求1所述的一种车用空气压缩机性能试验装置，其特征在于：所述贮气桶(5)上连接有安全阀(9)和机械压力表(11)，所述末端稳压箱(8)上连接有排污阀(10)。

3.根据权利要求1所述的一种车用空气压缩机性能试验装置，其特征在于：当待测空压机(2)需要进行满载测试时，包括如下步骤：

第一步：手动调整第一机械调压阀(26)为空压机额定载荷压力位置；

第二步：系统控制器(27)驱动第一三通阀(16)处于B位、第二三通阀(12)处于B位、第三三通阀(3)处于B位，第四电磁阀(7)打开处于排空状态；

第三步：系统控制器(27)驱动电动调压阀(22)为常开位置，打开第一电磁阀(25)和第三电磁阀(21)，关闭第二电磁阀(23)和第四电磁阀(7)，然后由系统控制器(27)驱动电动调压阀(22)逐步关闭，配合第一机械调压阀(26)调整，达到额定载荷范围内的压力值。

4.根据权利要求1所述的一种车用空气压缩机性能试验装置，其特征在于：当待测空压机(2)需要进行加半载或用户自定义载荷测试时，包括如下步骤：

第一步：手动调整第二机械调压阀(24)为第二设置载荷点或用户自定义的载荷压力位置；

第二步：系统控制器(27)驱动第一三通阀(16)处于B位、第二三通阀(12)处于B位、第三三通阀(3)处于B位，电磁阀组第四电磁阀(7)打开处于排空状态；

第三步：系统控制器(27)驱动电动调压阀(22)为常开位置，打开第二电磁阀(23)和第三电磁阀(21)，关闭第一电磁阀(25)和第四电磁阀(7)，然后由系统控制器(27)驱动电动调压阀(22)逐步关闭，配合第二机械调压阀(24)调整，达到第二设置载荷点或用户自定义的载荷点范围内的载荷压力。

5.根据权利要求1所述的一种车用空气压缩机性能试验装置，其特征在于：当待测空压机(2)需要进行密封性能检查时，包括如下步骤：

第一步：发动机起动运行达到热车状态，驱动第一三通阀(16)处于B位、第二三通阀(12)处于B位、第三三通阀(3)处于B位，进入载荷通道选择状态，驱动电动调压阀(22)到全开状态；

第二步：打开第一电磁阀(25)和第三电磁阀(21)，关闭第二电磁阀(23)和第四电磁阀(7)，逐步关闭电动调压阀(22)到第一机械调压阀设定范围，稳定后关闭第一电磁阀(25)，继续调整电动调压阀(22)，系统压力升高到高于额定压力的0.2MPa时，驱动第一三通阀(16)处于A位、第二三通阀(12)处于A位、第三三通阀(3)处于A位，记录装置内的系统压力在5min的压力下降情况，若系统压力下降小于0.1MPa，发动机降速停机，通过第四电磁阀(7)逐步开启将系统压力降至额定压力的0.05MPa后，进入空压机(2)密封性测试状态；

第三步：驱动第三三通阀(3)处于B位，系统控制器(27)记录第二压力变送器5min内的压力变化过程，系统控制器(27)通讯至台架系统。

6.根据权利要求1所述的一种车用空气压缩机性能试验装置，其特征在于：当待测空压机(2)需要进行轴功率和效率测试时，包括如下步骤：

第一步：在空压机(2)上安装动态压力传感器(19)，在发动机上安装转速传感器(20)，所述系统控制器(27)信号连接转速传感器(20)和动态压力变送器(19)采集相应数据；

第二步：空压机(2)在卸荷状态运行发动机至热车状态；

第三步：利用动态压力传感器(19)在空压机(2)两个压缩状态的峰值时刻，同步曲轴角与空压机的轴角分度；

第四步：调定柴油机油门位置不变，试验台架使用转速/油门控制方式，系统控制器(27)同步柴油机测功功率并记录，根据空压机(2)的物理参数计算出每个压缩循环的空载指示功并记录；

第五步：继续保持发动机油门位置，驱动第一三通阀(16)处于B位、第二三通阀(12)处于B位、第三三通阀(3)处于B位进入载荷选择通道，并进入满载通道，待发动机功率恢复稳定后系统控制器(27)记录台架测功功率和指示功率；

第六步：利用满载和空载时的发动机功率损失和指示功变化数判定压缩机的效率，并同步获得空压机(2)的容积比和容积效率性能参数；

在发动机不具备用转速传感器(20)安装时，利用空压机(2)上安装的动态压力传感器(19)捕获的两个峰值时刻，进行360CA时间序列内的高速等样分割，形成动态压力1CA均匀分辨力，按照容积变化模型计算出指示功，获得空压机(2)的各项性能参数；

空压机容积变化模型为：

其中：

V_c为最小气缸余隙；

d为气缸直径；

l为压缩杆长度；

r为半行程长度；

为通过曲轴角或两个压力峰值时刻判定的空压机旋转角度；

β为最大压力不在0点时刻时的绝对修正量；

系统内的指示功计算模型为：

其中

为某一角度下的空压机指示功；

为某一角度下的空压机压力变化增量；

为某一角度下的空压机容积变化增量；

空压机指示功率计算模型为：

Images