CN111043025A - 一种空压机高低温试验箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空压机高低温试验箱，涉及气压试验设备领域。它包括空压机试验系统、润滑系统、高低温交变系统及控制系统，高低温交变系统用于提供空压机实验系统进行高低温环境运行的工作条件，其包括保温箱、红外线测温仪、高温系统及低温系统，高温系统包括循环风机和高温加热丝，循环风机用于保温箱内气体的均匀分布，高温加热丝用于提供保温箱内气体的高温加热，低温系统包括冷却气喷嘴和可控氮气快速降温器，冷却气喷嘴用于提供空压机试验系统的低温冷却，可控氮气快速降温器用于提供保温箱内气体的低温冷却。本发明提供的空压机高低温试验箱可以有效实现空压机在高温及低温时的性能检测。

Description

一种空压机高低温试验箱

技术领域

本发明涉及气压试验设备领域，具体地说，涉及一种空压机高低温试验箱。

背景技术

空气压缩机在动力机械占有很大的比例，其主要作用是根据系统的需要提供压力气源，目前在国内还没有比较全面的性能测试系统，对空压机的性能测试研究缺乏有效的手段，影响了空压机技术的发展。因此，对空压机性能测试的研究具有重要意义。对于空压机来说，其所处的工作环境恶劣，温度有时高有时低，外界温度对空压机排量、效率及使用寿命都有一定的影响，因此，探究空压机在不同的环境温度下的性能也是非常必要的。

然而国内外实行的空压机的高低温实验效果不理想，不仅功能上无法满足空压机在高温及低温时的性能检测，而且结构上较为复杂，集成度低，精度无法满足要求，这就导致空压机的高低温性能检测效率低下，数据可信度低，且需要花费大量的人力物力。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种空压机高低温试验箱，它可以有效实现空压机在高温及低温时的性能检测。

本发明的目的通过下述技术方案实现：它包括空压机试验系统、润滑系统、高低温交变系统及控制系统，所述空压机试验系统用于提供空压机试验的工作条件，所述润滑系统用于提供所述空压机实验系统运行所需的润滑油工作条件，所述高低温交变系统用于提供空压机实验系统进行高低温环境运行的工作条件，所述控制系统用于控制所述空压机试验系统、所述润滑系统及所述高低温交变系统的工作状态；

所述高低温交变系统包括保温箱、红外线测温仪、高温系统及低温系统，所述红外线测温仪用于监测所述空压机试验系统的试验环境温度；所述高温系统包括循环风机和高温加热丝，所述循环风机和所述高温加热丝均设置在所述保温箱内，所述循环风机用于所述保温箱内气体的均匀分布，所述高温加热丝用于提供所述保温箱内气体的高温加热；所述低温系统包括冷却气喷嘴和可控氮气快速降温器，所述冷却气喷嘴和可控氮气快速降温器均设置在所述保温箱内，所述冷却气喷嘴用于提供所述空压机试验系统的低温冷却，所述可控氮气快速降温器用于提供所述保温箱内气体的低温冷却。

上述空压机高低温试验箱中，所述空压机试验系统包括增速传动系统、进气调节系统、排气调节系统及参数测试系统；所述增速传动系统用于试验空压机的传动参数，所述进气调节系统用于试验空压机的进气参数，所述排气调节系统用于试验空压机的排气参数，所述参数测试系统用于试验空压机的气缸参数。

上述空压机高低温试验箱中，所述增速传动系统包括主伺服电机、扭矩转速传感器及位置传感器，所述主伺服电机用于驱动空压机的转动，所述扭矩转速传感器设置在空压机与所述主伺服电机之间，所述扭矩转速传感器用于获取空压机的扭矩参数，所述位置传感器设置在空压机的曲轴上，所述位置传感器用于获取空压机的位置参数。

上述空压机高低温试验箱中，所述进气调节系统包括废气阀、增压器、第一空气过滤器、进气节流调节阀、进气压力传感器及进气电动流量计；

所述废气阀、所述增压器、所述第一空气过滤器、所述进气节流调节阀及所述进气电动流量计的一端依次串联，所述进气压力传感器设置在所述进气节流调节阀与所述进气电动流量计之间，所述进气电动流量计的另一端与空压机相连。

上述空压机高低温试验箱中，所述进气调节系统还包括进气加热器和进气温度传感器，所述进气加热器的一端与所述第一空气过滤器相连，所述进气加热器的另一端与所述进气节流调节阀相连，所述进气加热器用于加热所述第一空气过滤器输送过来的气体，所述进气温度传感器设置在所述进气加热器与所述进气节流调节阀之间。

上述空压机高低温试验箱中，所述排气调节系统包括主回路、第一回路、第二回路、第三回路及排气回路；

所述主回路包括排气温度传感器、第一电动截止阀、第一油气分离器、排气电动流量计及压差传感器，所述第一电动截止阀、所述第一油气分离器、所述排气电动流量计及所述压差传感器依次串联，所述第一电动截止阀与空压机相连，所述排气温度传感器设置在空压机与所述第一电动截止阀之间，所述压差传感器用于获取所述第一电动截止阀的压力差参数；

所述第一回路包括第一电磁阀、第二油气分离器、高精度分析天平、背压阀及第一消音器，所述第一电磁阀设置在所述排气温度传感器与所述第一油气分离器之间，所述第一电磁阀、所述第二油气分离器、所述背压阀及所述第一消音器依次串联，所述高精度分析天平与所述第二油气分离器相连，所述高精度分析天平用于测量空压机的打油量，所述背压阀用于控制空压机排气口的背压；

所述第二回路包括第二电磁阀、第一压力传感器、第一高压气瓶、第一过载保护安全阀及第三电磁阀，所述第二电磁阀分别与所述压差传感器、所述第一高压气瓶相连，所述第一压力传感器设置在所述第二电磁阀与所述第一高压气瓶之间，所述第一过载保护安全阀设置在所述第一高压气瓶上，所述第三电磁阀与所述第一高压气瓶相连；

所述第三回路包括第四电磁阀、第二压力传感器、第二过载保护安全阀、第五电磁阀及第二高压气瓶，所述第四电磁阀分别与所述压差传感器、所述第二高压气瓶相连，所述第二压力传感器设置在所述第四电磁阀与所述第二高压气瓶之间，所述第二过载保护安全阀设置在所述第二高压气瓶上，所述第五电磁阀与所述第二电磁阀相连；

所述排气回路包括第二电动截止阀、第二消音器及气瓶出口，所述第二电动截止阀的一端分别与所述第三电磁阀、所述第五电磁阀相连，所述第二电动截止阀的另一端与所述第二消音器相连，所述第二消音器通过所述气瓶出口与所述废气阀相连。

上述空压机高低温试验箱中，所述参数测试系统包括噪声测试系统、振动测试系统、阀门运动规律测试系统及示功图测试系统；

所述噪音测试系统包括声级测量仪、测定表面、传声器基本测点及传声器附加测点，所述声级测量仪分别与所述传声器附加测点、所述控制系统相连，所述传声器基本测点、所述传声器附加测点设置在所述测定表面上；

所述振动测试系统包括振动测试仪和振动测点，所述振动测试仪分别与所述振动测点、所述控制系统相连，所述振动测点设置在空压机的气缸盖上；

所述阀门运动规律测试系统包括电容测量仪、电容动极板及电容定极板，所述电容测量仪分别与所述电容动极板、所述电容定极板、所述控制系统相连，所述电容动极板设置在空压机的阀门上，所述电容定极板设置在空压机的气缸体上；

所述示功图测试系统包括气缸压力传感器，所述气缸压力传感器与所述控制系统相连，所述气缸压力传感器与所述增速传动系统的位置传感器相连。

上述空压机高低温试验箱中，所述润滑系统包括油箱、电加热丝、第二空气过滤器、液位继电器、第一油滤、油温传感器、油泵、调压阀、油压传感器、流量计、管带式散热芯、油路散热风机、第二油滤、油气分离桶及回油量检测器；

所述电加热丝、所述油温传感器、所述液位继电器、所述第一油滤设置在所述油箱内，所述第二空气过滤器设置在所述油箱的进气口，所述油箱通过所述油泵与所述流量计相连，所述调压阀、所述油压传感器、所述流量计设置在所述油箱的出油口，所述管带式散热芯与空压机相连，所述油路散热风机与所述管带式散热芯相连，所述油气分离桶通过所述第二油滤与所述管带式散热芯相连，所述回油量检测器与所述油气分离桶相连。

上述空压机高低温试验箱中，所述控制系统包括总控计算机和PLC控制器；所述总控计算机与所述PLC控制器相连，所述PLC控制器分别与所述空压机试验系统、所述润滑系统及所述高低温交变系统相连。

上述空压机高低温试验箱中，所述保温箱采用聚氨酯发泡板制成。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

上述空压机高低温试验箱中，引入高低温交变系统，可实时改变空压机所处的工作环境温度，进而实现高温、低温及控温时间的设定，满足空压机在高低温交变环境下的性能测试。

附图说明

图1是空压机试验系统的结构示意图；

图2是进气调节系统的结构示意图；

图3是高低温交变系统与控制系统的结构示意图；

图4是噪声测试系统的结构示意图；

图5是振动测试系统的结构示意图；

图6是阀门运动规律测试系统的结构示意图。

附图说明：1、主伺服电机；10、进气节流调节阀；11、进气压力传感器；12、进气电动流量计；13、排气温度传感器；14、第一电动截止阀；15、第一油气分离器；16、排气电动流量计；17、压差传感器；18、第一电磁阀；19、第五电磁阀；2、扭矩转速传感器；20、第二油气分离器；21、高精度分析天平；22、第四电磁阀；23、第二压力传感器；24、背压阀；25、第一消音器；26、第二电动截止阀；27、第二消音器；28、气瓶出口；29、第二过载保护安全阀；3、位置传感器；30、第二高压气瓶；31、第三电磁阀；32、第二电磁阀；33、第一过载保护安全阀；34、第一高压气瓶；35、第一压力传感器；36、调压阀；37、油温传感器；38、第一油滤；39、液位继电器；4、空压机；40、第二空气过滤器；41、电加热丝；42、油箱；43、油泵；44、油压传感器；45、回油量检测器；46、油气分离桶；47、第二油滤；48、油路散热风机；49、管带式散热芯；5、废气阀；50、保温箱；51、循环风机；52、高温加热丝；53、进风口；54、出风口；55、红外线测温仪；56、冷却气喷嘴；57、可控氮气快速降温器；58、气缸压力传感器；59、总控计算机；6、增压器；60、PLC控制器；61、第一PLC控制器；62、第二PLC控制器；63、传声器基本测点；64、声级测量仪；65、传声器附加测点；66、测定表面；67、振动测试仪；68、振动测点；69、一级汽缸盖；7、第一空气过滤器；70、曲轴；71、二级气缸盖；72、阀门；73、气缸体；74、电容动极板；75、电容定极板；76、电容测量仪；77、流量计；8、进气加热器；9、进气温度传感器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本实施例的空压机高低温试验箱，包括空压机试验系统、润滑系统、高低温交变系统及控制系统。所述空压机试验系统用于提供空压机4试验的工作条件，空压机试验系统为空压机4全性能试验台的主体装置，进而实现空压机4的基本试验功能。所述润滑系统用于提供所述空压机4实验系统运行所需的润滑油工作条件，润滑系统为空压机4提供试验所需特定润滑油的温度、压力和流量。所述高低温交变系统用于提供空压机4实验系统进行高低温环境运行的工作条件。所述控制系统用于控制所述空压机试验系统、所述润滑系统及所述高低温交变系统的工作状态，进而实现为整个试验箱提供数据采集、电气控制、数据后处理与输出等。

如图3所示，所述高低温交变系统包括保温箱50、红外线测温仪55、高温系统及低温系统。保温箱50采用保温性能优异的聚氨酯发泡板制成。所述红外线测温仪55用于监测所述空压机试验系统的试验环境温度。

所述高温系统包括循环风机51和高温加热丝52，所述循环风机51和所述高温加热丝52均设置在所述保温箱50内，所述循环风机51用于所述保温箱50内气体的均匀分布，所述高温加热丝52用于提供所述保温箱50内气体的高温加热，高温加热丝52可采用控制系统进行实时温度控制。加热时，循环风机51通过进风口53、出风口54来产生循环风量，进而使得高温加热丝52在保温箱50内保持均匀分布，提高被试的空压机4的试验环境。此外，工作时，循环风机51也用于为空压机4提供冷却所需的风量。

所述低温系统包括冷却气喷嘴56和可控氮气快速降温器57，所述冷却气喷嘴56和可控氮气快速降温器57均设置在所述保温箱50内，所述冷却气喷嘴56用于提供所述空压机试验系统的低温冷却，所述可控氮气快速降温器57用于提供所述保温箱50内气体的低温冷却。冷却时，可借助控制系统来精确控制冷却气体的温度，可控氮气快速降温器57首先产生低温冷却气体，接着通过冷却气喷嘴56实现对被试的空压机4环境温度的快速冷却。

上述空压机高低温试验箱中，引入高低温交变系统，可实时改变空压机4所处的工作环境温度，进而实现高温、低温及控温时间的设定，满足空压机4在高低温交变环境下的性能测试。

进一步的，所述空压机试验系统包括增速传动系统、进气调节系统、排气调节系统及参数测试系统。所述增速传动系统用于试验空压机4的传动参数，所述进气调节系统用于试验空压机4的进气参数，所述排气调节系统用于试验空压机4的排气参数，所述参数测试系统用于试验空压机4的气缸参数。上述空压机试验系统为空压机4的基本性能测试提供了便利。

具体的，如图1和图5所示，所述增速传动系统包括主伺服电机1、扭矩转速传感器2及位置传感器3，所述主伺服电机1用于驱动空压机4的转动，所述扭矩转速传感器2设置在空压机4与所述主伺服电机1之间，所述扭矩转速传感器2用于获取空压机4的扭矩参数，所述位置传感器3设置在空压机4的曲轴70上，所述位置传感器3用于获取空压机4的位置参数。上述增速传动系统实现被试的空压机4输入扭矩T与转速n的测量。此外，位置传感器3设置在被试的空压机4的曲轴70的前端，用于测试曲轴70的转角位置以及活塞的上下止点位置。

具体的，如图1和图2所示，所述进气调节系统包括废气阀5、增压器6、第一空气过滤器7、进气节流调节阀10、进气压力传感器11及进气电动流量计12。所述废气阀5、所述增压器6、所述第一空气过滤器7、所述进气节流调节阀10及所述进气电动流量计12的一端依次串联。废气阀5可与空压机高低温试验箱的气体出口相连，为增压器6提供动力输入。增压器6的作用为提供进气压力给空压机4。第一空气过滤器7的作用为空压机4提供清洁的空气，由于空压机4在工作过程中要吸进大量的空气，如果空气不经过滤清，空气中悬浮的尘埃被吸入气缸中，就会加速活塞组及气缸的磨损。较大的颗粒进入活塞与气缸之间，会造成严重的“拉缸”现象，这在干燥多沙的工作环境中尤为严重。使用时，第一空气过滤器7安装在空压机4的前端，起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证气缸中进入足量、清洁的空气。进气节流调节阀10用于调节进气压力，并实现进气压力的研究。所述进气压力传感器11设置在所述进气节流调节阀10与所述进气电动流量计12之间，所述进气电动流量计12的另一端与空压机4相连，进气电动流量计12用于测量进气的输入流量。上述进气调节系统用于研究空压机4在不同进气压力条件下的性能规律。

具体的，如图1所示，所述进气调节系统还包括进气加热器8和进气温度传感器9，所述进气加热器8的一端与所述第一空气过滤器7相连，所述进气加热器8的另一端与所述进气节流调节阀10相连，所述进气加热器8用于加热所述第一空气过滤器7输送过来的气体，所述进气温度传感器9设置在所述进气加热器8与所述进气节流调节阀10之间。进气加热器8用来通过加热空气调节空压机4的进气温度，进气温度传感器9用于测量进气的温度参数。

进一步的，如图1所示，所述排气调节系统包括主回路、第一回路、第二回路、第三回路及排气回路，它主要用于测试空压机4的排气温度、输出流量。所述主回路包括排气温度传感器13、第一电动截止阀14、第一油气分离器15、排气电动流量计16及压差传感器17。所述第一电动截止阀14、所述第一油气分离器15、所述排气电动流量计16及所述压差传感器17依次串联，第一油气分离器15，其作用首先是作为油气进入多级离心泵的吸入口，其次是当混气液体进入多级离心泵之前，通过分离器把游离气体从井液中分离出来，从而减少气体对潜油电泵工作特性的影响，预防离心泵产生气蚀、气锁，使多级离心泵能够正常工作。所述第一电动截止阀14与空压机4相连，所述排气温度传感器13设置在空压机4与所述第一电动截止阀14之间，所述压差传感器17用于获取所述第一电动截止阀的压力差参数。上述主回路实现密封性测试，获取第一电动截止阀14前后的压力差。

具体的，如图1所示，所述第一回路包括第一电磁阀18、第二油气分离器20、高精度分析天平21、背压阀24及第一消音器25。所述第一电磁阀18设置在所述排气温度传感器13与所述第一油气分离器18之间，所述第一电磁阀18、所述第二油气分离器20、所述背压阀24及所述第一消音器25依次串联，第二油气分离器20与第一油气分离器18的功能作用一样。所述高精度分析天平21与所述第二油气分离器20相连。所述高精度分析天平21用于测量空压机4的打油量，即为规定时间内随气体输出的润滑油重量。所述背压阀用24于控制空压机4排气口的背压。

具体的，如图1所示，所述第二回路包括第二电磁阀32、第一压力传感器35、第一高压气瓶34、第一过载保护安全阀33及第三电磁阀31，所述第二电磁阀32分别与所述压差传感器17、所述第一高压气瓶34相连，所述第一压力传感器35设置在所述第二电磁阀32与所述第一高压气瓶34之间，所述第一过载保护安全阀33设置在所述第一高压气瓶34上，所述第三电磁阀31与所述第一高压气瓶34相连。第一高压气瓶34用于提供高压气体，第一过载保护安全阀33用于在系统中起安全保护作用，当系统压力超过规定值时,安全阀打开,将系统中的一部分气体排入大气/管道外,使系统压力不超过允许值,从而保证系统不因压力过高而发生事故。

具体的，如图1所示，所述第三回路包括第四电磁阀22、第二压力传感器23、第二过载保护安全阀29、第五电磁阀19及第二高压气瓶30，所述第四电磁阀22分别与所述压差传感器17、所述第二高压气瓶30相连，所述第二压力传感器23设置在所述第四电磁阀22与所述第二高压气瓶30之间，所述第二过载保护安全阀29设置在所述第二高压气瓶30上，所述第五电磁阀19与所述第二电磁阀19相连。第三回路的设置方式基本同第二回路，进一步实现气体的输送。

具体的，如图1所示，所述排气回路包括第二电动截止阀26、第二消音器27及气瓶出口28，所述第二电动截止阀26的一端分别与所述第三电磁阀31、所述第五电磁阀19相连，所述第二电动截止阀26的另一端与所述第二消音器27相连，所述第二消音器27通过所述气瓶出口28与所述废气阀5相连。排气回路与其他回路结合形成一个完整循环。

综合来说，所述第二回路与第三回路用于充气效率测试，试验时可以来回切换使用，一次试验完成时，不用停机即可继续试验，提高了试验效率，电磁阀、截止阀为常断开模式，其中电磁阀涉及第一电磁阀18、第二电磁阀32、第三电磁阀31、第四电磁阀22及第五电磁阀19，其中截止阀涉及第一截至阀14、第二截止阀26。

进一步的，所述参数测试系统包括噪声测试系统、振动测试系统、阀门运动规律测试系统及示功图测试系统。

具体的，如图4所示，所述噪音测试系统包括声级测量仪64、测定表面66、传声器基本测点63及传声器附加测点65，所述声级测量仪64分别与所述传声器附加测点65、所述控制系统相连，所述传声器基本测点63、所述传声器附加测点65设置在所述测定表面66上。其中所述传声器基本测点63、所述传声器附加测点65按照GB/T4980-2003规定布置。

具体的，如图5所示，所述振动测试系统包括振动测试仪67和振动测点68，所述振动测试仪67分别与所述振动测点68、所述控制系统相连，所述振动测点68设置在空压机4的气缸盖上。所述振动测点68布置在位于空压机4的一级气缸盖69、二级气缸盖71上，以三个互相垂直的方向进行测量，三个方向分别为往复方向(X方向)、曲轴70轴线方向(Z方向)及垂直于前两个方向的Y方向。

具体的，如图6所示，所述阀门运动规律测试系统包括电容测量仪76、电容动极板74及电容定极板75，所述电容测量仪76分别与所述电容动极板74、所述电容定极板75、所述控制系统相连，所述电容动极板74设置在空压机4的阀门72上，所述电容定极板75设置在空压机4的气缸体73上。电容测量仪76实现电容动极板74与电容定极板75之间的电容差。

具体的，如图3所示，所述示功图测试系统包括气缸压力传感器58，所述气缸压力传感器58与所述控制系统相连，所述气缸压力传感器58与所述增速传动系统的位置传感器3相连。气缸压力传感器58用于测试空压机4的气缸内压力值。

综合来说，本发明采用多种传感器，实时高效采集被测信号，灵敏度高，数据准确，能够方便的控制各测试参数,除了能对空压机4的各项性能进行常规性测试外,包括负载排量、负载打油量、充气效率、比功率等，还能对空压机4在任意工况下的活塞、气阀阀片的位移变化等测取变化曲线及示功图的绘制。

进一步的，如图1所示，所述润滑系统包括油箱42、电加热丝41、第二空气过滤器40、液位继电器39、第一油滤38、油温传感器37、油泵43、调压阀36、油压传感器44、流量计77、管带式散热芯49、油路散热风机48、第二油滤47、油气分离桶46及回油量检测器45，所述润滑系统用于研究空压机4在不同润滑油压力、润滑油温度条件下的性能规律。

所述电加热丝41、所述油温传感器37、所述液位继电器39、所述第一油滤38设置在所述油箱42内，所述第二空气过滤器40设置在所述油箱42的进气口，所述油箱42通过所述油泵43与所述流量计77相连，所述调压阀36、所述油压传感器44、所述流量计77设置在所述油箱42的出油口，所述管带式散热芯49与空压机4相连，所述油路散热风机48与所述管带式散热芯49相连，所述油气分离桶46通过所述第二油滤47与所述管带式散热芯49相连，所述回油量检测器45与所述油气分离桶46相连。其中电加热丝41、油温传感器37安装于油箱42内部，用于调节空压机4的润滑油油温。其中第二空气过滤器40安装于油箱42进气口，用于过滤进入油箱42的空气。其中液位继电器39安装于油箱42内部，用于测量油箱42内部油液量。调压阀36、油压传感器44、流量计77安装于油箱42的出口，用于调节空压机4润滑油油压和流量测量。管带式散热芯49、油路散热风机48用于润滑油冷却与润滑油温度调节。所述油气分离桶46用于过滤压力空气，提高回油量检测器的精确性。所述回油量检测器45用于回油量测量。

具体的，如图1所示，所述控制系统包括总控计算机59和PLC控制器60；所述总控计算机59与所述PLC控制器60相连，所述PLC控制器60分别与所述空压机试验系统、所述润滑系统及所述高低温交变系统相连。其中PLC控制器包括第一PLC控制器61和第二PLC控制器，第一PLC控制器61和第二PLC控制器用以提高控制系统的控制效率。所述PLC控制器60负责接收各传感器检测到的数据，多种传感器实时高效采集被测信号，灵敏度高且数据准确，并将这些数据经通信总线传递至计算机，计算机内置的分析软件可进行数据分析、处理和输出，而且可以通过直接在计算机界面输入参数来控制驱动电机输出转速、高低温试验箱内部温度、供油压力/温度等润滑条件。

由此可见，通过总控计算机59和PLC控制器60的配合可实现控制各测试参数，除了能对空压机4的各项性能进行常规性测试外,包括负载排量、负载打油量、充气效率、比功率等，还能对空压机4在任意工况下的活塞、气阀阀片的位移变化等测取变化曲线及示功图的绘制，从而实现不同工况下空压机4的全性能检测。

上述的工作过程及工作原理：

试验前准备：将被试的空压机4安装于保温箱50中，试验回路正确选择，检查各回路电磁阀和截止阀正确连接，电加热丝41加热油液至所需温度，输入所需润滑油油压与试验转速，调节过载保护安全阀至安全压力，当需要进行高温试验时，开启高温加热丝52使加热区温度达到试验要求温度，接着打开循环风机51，使高温加热丝52产生的热量均布试验区，温度后可进行试验，进行低温试验时同理。

密封性试验：主要包括第二回路、第三回路、被试的空压机4的密封性试验，检测第二回路密封性能时，接通第二电磁阀32，启动电机，使空压机4运转充气，当第一高压气瓶34到达指定压力值时，停机，接通第二电动截止阀26，保压，总控计算机59开始计时，在规定时间内第一高压气瓶34压力差ΔP1与压差传感器17数值ΔP2应在规定数值内，若气瓶压力差ΔP1异常则说明该回路存在漏气故障，若气瓶压力差ΔP1正常，压差传感器17数值ΔP2出现异常，则说明空压机4单向阀存在故障，进行第三回路密封性试验时同理。

充气效率试验：第二回路充气时，接通第二电磁阀32，低速启动空气压缩机，将转速调至500r/min，检查管路各连接部位，不允许泄漏。打开电磁开关(截止阀)，按试验条件要求测量充满规定压力气瓶所需时间，气瓶达到规定压力时，切换到第三回路，第三电磁阀31打开，第一高压气瓶34泄气，第三回路充气时同理。试验过程中，总控计算机59采集进气温度TI、进气压力PI、排气流量ΔP、排气温度To，通过计算后得到空压机4排气量QO、充气效率η、比功率λ。

负载排气量及打油量试验：选择第一回路，接通第一电磁阀18，调节背压阀24至所需背压值，启动主电机，使空压机4稳定运行，总控计算机59开始计时。试验过程中，计算机采集进气温度TI、进气压力PI、排气流量ΔP、排气温度To，通过公式计算出被试的空压机4的不同负载排气量QO,i，由高精度分析天平21测量规定时间内空压机4的打油量。

噪声测试试验：按所述充气量试验方法进行试验，所述PLC控制器60实时采集声级测量仪64信号并由总控计算机59处理后生成噪声曲线，试验前后，用精度由于±0.5dB的声级校准器对所述声级测量仪64进行校准，前后的两次校准值相差应不超过1dB，传声器附加测点65位于所述试验箱的壁面(测定表面66)上，可根据需要更改测点位置。

振动测试试验：按所述充气量试验方法进行试验，所述PLC控制器60实时采集振动测试仪67信号并由总控计算机59处理后生成振动曲线。可根据需要更改测点位置。

示功图测试试验：按所述充气量试验方法进行试验，所述PLC控制器60采集所述曲轴70的位置传感器3产生的脉冲信号，并根据此脉冲信号以预定的频率采集测试空压机4中气缸压力传感器58的压力信号，下一个脉冲信号产生时候，PLC控制器60中断压力信号的采集并将采集信号存盘进行后处理。由于两次脉冲信号之间的时间间隔刚好对应活塞在气缸中往返运行一次，因此根据采集的信号可得到空压机示功图，根据工程热力学计算可进一步确定空压机4的耗功率、多变压缩指数n和容积效率ηv等参数。

阀门运动规律测试：按所述充气量试验方法进行试验，所述PLC控制器60采集所述电容定极板75、电容动极板76随所述曲轴70旋转产生的变化电容量变化以及曲轴70的位置传感器3的脉冲信号，由总控计算机59处理后输出阀片72开合运动规律曲线。

PLC控制器60与总控计算机59配合使用，可实时测量显示、输出空压机4不同试验条件下的进气压力、进气流量、润滑油温度、润滑油压力、润滑油流量、排气压力、排气温度、排气量等性能参数以及噪声、振动、活塞止点信号，从而探究不同实验组中的空压机4不同的润滑油温度、压力、流量、进气温度、压力、流量、背压、输入转速、冷却风量、环境温度等对空压机4的性能影响规律，所述空压机4性能包括功率消耗、润滑油消耗、排气温度、排气量、充气效率、比功率、容积效率、噪声、振动、使用寿命等。

试验完成后冷却油液与空压机4：启动循环风机51，使空压机4表面快速空冷，启动油泵43、油路散热风机48，油箱42中热油液经管带式散热芯49实现快速换热，后流经过滤器进行过滤后流入油箱42，如此循环，达到冷却油液的目的。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空压机高低温试验箱，其特征在于：包括空压机试验系统、润滑系统、高低温交变系统及控制系统，所述空压机试验系统用于提供空压机试验的工作条件，所述润滑系统用于提供所述空压机实验系统运行所需的润滑油工作条件，所述高低温交变系统用于提供空压机实验系统进行高低温环境运行的工作条件，所述控制系统用于控制所述空压机试验系统、所述润滑系统及所述高低温交变系统的工作状态；

所述高低温交变系统包括保温箱、红外线测温仪、高温系统及低温系统，所述红外线测温仪用于监测所述空压机试验系统的试验环境温度；所述高温系统包括循环风机和高温加热丝，所述循环风机和所述高温加热丝均设置在所述保温箱内，所述循环风机用于所述保温箱内气体的均匀分布，所述高温加热丝用于提供所述保温箱内气体的高温加热；所述低温系统包括冷却气喷嘴和可控氮气快速降温器，所述冷却气喷嘴和可控氮气快速降温器均设置在所述保温箱内，所述冷却气喷嘴用于提供所述空压机试验系统的低温冷却，所述可控氮气快速降温器用于提供所述保温箱内气体的低温冷却。

2.根据权利要求1所述的空压机高低温试验箱，其特征在于：

所述空压机试验系统包括增速传动系统、进气调节系统、排气调节系统及参数测试系统；所述增速传动系统用于试验空压机的传动参数，所述进气调节系统用于试验空压机的进气参数，所述排气调节系统用于试验空压机的排气参数，所述参数测试系统用于试验空压机的气缸参数。

3.根据权利要求2所述的空压机高低温试验箱，其特征在于：所述增速传动系统包括主伺服电机、扭矩转速传感器及位置传感器，所述主伺服电机用于驱动空压机的转动，所述扭矩转速传感器设置在空压机与所述主伺服电机之间，所述扭矩转速传感器用于获取空压机的扭矩参数，所述位置传感器设置在空压机的曲轴上，所述位置传感器用于获取空压机的位置参数。

4.根据权利要求3所述的空压机高低温试验箱，其特征在于：所述进气调节系统包括废气阀、增压器、第一空气过滤器、进气节流调节阀、进气压力传感器及进气电动流量计；

所述废气阀、所述增压器、所述第一空气过滤器、所述进气节流调节阀及所述进气电动流量计的一端依次串联，所述进气压力传感器设置在所述进气节流调节阀与所述进气电动流量计之间，所述进气电动流量计的另一端与空压机相连。

5.根据权利要求4所述的空压机高低温试验箱，其特征在于：

所述进气调节系统还包括进气加热器和进气温度传感器，所述进气加热器的一端与所述第一空气过滤器相连，所述进气加热器的另一端与所述进气节流调节阀相连，所述进气加热器用于加热所述第一空气过滤器输送过来的气体，所述进气温度传感器设置在所述进气加热器与所述进气节流调节阀之间。

6.根据权利要求5所述的空压机高低温试验箱，其特征在于：所述排气调节系统包括主回路、第一回路、第二回路、第三回路及排气回路；

所述主回路包括排气温度传感器、第一电动截止阀、第一油气分离器、排气电动流量计及压差传感器，所述第一电动截止阀、所述第一油气分离器、所述排气电动流量计及所述压差传感器依次串联，所述第一电动截止阀与空压机相连，所述排气温度传感器设置在空压机与所述第一电动截止阀之间，所述压差传感器用于获取所述第一电动截止阀的压力差参数；

所述第一回路包括第一电磁阀、第二油气分离器、高精度分析天平、背压阀及第一消音器，所述第一电磁阀设置在所述排气温度传感器与所述第一油气分离器之间，所述第一电磁阀、所述第二油气分离器、所述背压阀及所述第一消音器依次串联，所述高精度分析天平与所述第二油气分离器相连，所述高精度分析天平用于测量空压机的打油量，所述背压阀用于控制空压机排气口的背压；

所述第二回路包括第二电磁阀、第一压力传感器、第一高压气瓶、第一过载保护安全阀及第三电磁阀，所述第二电磁阀分别与所述压差传感器、所述第一高压气瓶相连，所述第一压力传感器设置在所述第二电磁阀与所述第一高压气瓶之间，所述第一过载保护安全阀设置在所述第一高压气瓶上，所述第三电磁阀与所述第一高压气瓶相连；

所述第三回路包括第四电磁阀、第二压力传感器、第二过载保护安全阀、第五电磁阀及第二高压气瓶，所述第四电磁阀分别与所述压差传感器、所述第二高压气瓶相连，所述第二压力传感器设置在所述第四电磁阀与所述第二高压气瓶之间，所述第二过载保护安全阀设置在所述第二高压气瓶上，所述第五电磁阀与所述第二电磁阀相连；

所述排气回路包括第二电动截止阀、第二消音器及气瓶出口，所述第二电动截止阀的一端分别与所述第三电磁阀、所述第五电磁阀相连，所述第二电动截止阀的另一端与所述第二消音器相连，所述第二消音器通过所述气瓶出口与所述废气阀相连。

7.根据权利要求6所述的空压机高低温试验箱，其特征在于：所述参数测试系统包括噪声测试系统、振动测试系统、阀门运动规律测试系统及示功图测试系统；

所述噪音测试系统包括声级测量仪、测定表面、传声器基本测点及传声器附加测点，所述声级测量仪分别与所述传声器附加测点、所述控制系统相连，所述传声器基本测点、所述传声器附加测点设置在所述测定表面上；

所述振动测试系统包括振动测试仪和振动测点，所述振动测试仪分别与所述振动测点、所述控制系统相连，所述振动测点设置在空压机的气缸盖上；

所述阀门运动规律测试系统包括电容测量仪、电容动极板及电容定极板，所述电容测量仪分别与所述电容动极板、所述电容定极板、所述控制系统相连，所述电容动极板设置在空压机的阀门上，所述电容定极板设置在空压机的气缸体上；

所述示功图测试系统包括气缸压力传感器，所述气缸压力传感器与所述控制系统相连，所述气缸压力传感器与所述增速传动系统的位置传感器相连。

8.根据权利要求1-7任一项所述的空压机高低温试验箱，其特征在于：所述润滑系统包括油箱、电加热丝、第二空气过滤器、液位继电器、第一油滤、油温传感器、油泵、调压阀、油压传感器、流量计、管带式散热芯、油路散热风机、第二油滤、油气分离桶及回油量检测器；

所述电加热丝、所述油温传感器、所述液位继电器、所述第一油滤设置在所述油箱内，所述第二空气过滤器设置在所述油箱的进气口，所述油箱通过所述油泵与所述流量计相连，所述调压阀、所述油压传感器、所述流量计设置在所述油箱的出油口，所述管带式散热芯与空压机相连，所述油路散热风机与所述管带式散热芯相连，所述油气分离桶通过所述第二油滤与所述管带式散热芯相连，所述回油量检测器与所述油气分离桶相连。

9.根据权利要求1所述的空压机高低温试验箱，其特征在于：所述控制系统包括总控计算机和PLC控制器；所述总控计算机与所述PLC控制器相连，所述PLC控制器分别与所述空压机试验系统、所述润滑系统及所述高低温交变系统相连。

10.根据权利要求1所述的空压机高低温试验箱，其特征在于：所述保温箱采用聚氨酯发泡板制成。

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