CN111076936A - 一种发动机进气试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机进气试验装置，包括箱体、进气单元、换热单元、若干待测发动机、排烟管和控制单元，待测发动机固定设置在箱体内，进气单元设置在箱体上；进气单元的输入端与外部连通，进气单元的气流通路内设置有换热单元，进气单元的输出端伸入箱体并与待测发动机的进气端连通，待测发动机的输出端与排烟管的输入端连通，排烟管的输出端穿过箱体并向外延伸；箱体内部中空，作为容纳放置待测发动机的工作空间；进气单元将其输入端吸入的新风流经换热单元处，经换热单元处理后送入待测发动机中；待测发动机的尾气经排烟管排出；控制器分别与进气单元和换热单元电性连接，控制器调节送入待测发动机的进气端的空气的温、湿度。

Description

一种发动机进气试验装置

技术领域

本发明涉及发动机性能试验设备技术领域，尤其涉及一种发动机进气试验装置。

背景技术

随着科技的不断进步，汽车发动机发生了重大变化，结构越来越精密，也越来越复杂，发动机内各组件的耐久性越来越成为人们关注的重点。发动机是机动车动力装置，在上市前需要进行严苛的验证，充分验证发动机各部分、各零件的功能及耐久性，如模拟发动机在特定温湿度条件下进行进气工作的耐久试验等。

现有的机动车发动机测试领域，一般是建造专用的固定试验室，提供专供发动机检测的场地，当发动机检测时只能被转运至该特定试验室中进行检测；当需要改变发动机模拟的测试环境时，由于试验室体积较大，试验室内调整到特定试验状态的温度或者湿度的过程较长，导致测试周期和测试能耗大大增加。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种结构紧凑、进气条件调节迅速的发动机进气试验装置。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种发动机进气试验装置，其特征在于：包括箱体(1)、进气单元(2)、换热单元(3)、若干待测发动机 (4)、排烟管(5)和控制单元(6)，待测发动机(4)固定设置在箱体(1)内，进气单元(2)设置在箱体(1)上；进气单元(2)的输入端与外部连通，进气单元(2)的气流通路内设置有换热单元(3)，进气单元(2)的输出端伸入箱体(1)并与待测发动机(4)的进气端连通，待测发动机(4)的输出端与排烟管(5)的输入端连通，排烟管(5)的输出端穿过箱体(1)并向外延伸；

其中箱体(1)内部中空，作为容纳放置待测发动机(4)的工作空间；

进气单元(2)将其输入端吸入的新风流经换热单元(3)处，经换热单元 (3)处理后送入箱体(1)内部的待测发动机(4)中；

待测发动机(4)工作后产生的尾气经排烟管(5)直接排出箱体(1)外；

控制器(6)分别与进气单元(2)和换热单元(3)电性连接，控制器(6) 调节送入待测发动机(4)的进气端的空气的温、湿度。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述进气单元(2)包括筒体(21)、进气风机(22)、空气过滤器(23)和送风风机(24)；进风风机(22)的进气端与外部连通，进风风机(22)的输出端与筒体(21)的输入端连通，进气筒 (22)内部靠近其输入端一侧设置有空气过滤器(23)，进气筒(22)内部靠近其输出端一侧设置有送风风机(24)，空气过滤器(23)与送风风机(24)之间的筒体(21)内设置有换热单元(3)。

进一步优选的，所述换热单元(3)包括第一加热器(31)、冷凝除湿器(32) 和第二加热器(33)，第一加热器(31)、冷凝除湿器(32)和第二加热器(33) 沿着空气在筒体(21)内流动的方向依次间隔设置，第一加热器(31)对流经的空气进行预热；冷凝除湿器(32)对预热后的空气进行降温冷凝除湿；第二加热器(33)对除湿后的空气进行二次升温。

更进一步优选的，所述第一加热器(31)、冷凝除湿器(32)和第二加热器 (33)均为板式换热器；第一加热器(31)和第二加热器(33)的进水口均与热水进水管(34)连通，第一加热器(31)和第二加热器(33)的出水口均还与热水回水管(35)连通；冷凝除湿器(32)的进水口与冷水进水管(36)连通，冷凝除湿器(32)的出水口与冷水出水管(37)连通。

再进一步优选的，所述控制单元(6)包括控制器(60)、进气压力传感器 P1、进气温湿度传感器T1、热水温度传感器T2、热水压力传感器P2、冷水温度传感器T3、冷水压力传感器P3、第一电动阀FV1、第二电动阀FV2和第三电动阀FV3，控制器(60)设置在箱体(1)内远离待测发动机(4)的一侧；

进气压力传感器P1和进气温湿度传感器T1设置在进气单元(2)的输出端上；热水进水管(34)和热水回水管(35)上均设置有热水温度传感器T2和热水压力传感器P2；冷水进水管(36)和冷水出水管(37)上均设置有冷水温度传感器T3和冷水压力传感器P3；

第一电动阀FV1的两端分别与第一加热器(31)的出水口和热水回水管(35) 连通；第二电动阀FV2的两端分别与冷凝除湿器(32)的出水口和冷水出水管 (37)连通；第三电动阀FV3的两端分别与第二加热器(33)的出水口和热水回水管(35)连通；

所述进气风机(22)、送风风机(24)、进气压力传感器P1、进气温湿度传感器T1、热水温度传感器T2、热水压力传感器P2、冷水温度传感器T3、冷水压力传感器P3、第一电动阀FV1、第二电动阀FV2和第三电动阀FV3均与控制器(60)电性连接。

更进一步的优选的，所述箱体(1)包括试验舱(11)和操作舱(12)，工作状态的箱体(1)的试验舱(11)和操作舱(12)互不连通，待测发动机(4) 固定设置在试验舱(11)内，控制器(60)设置在操作舱(12)内，试验舱(11) 和操作舱(12)的相邻处设置有观测窗(13)。

再进一步的优选的，所述箱体(1)的内壁上还设置有岩棉保温层(14)和喷塑合金板(15)，岩棉保温层(14)固定设置在箱体(1)侧面和顶部，岩棉保温层(14)的外表面还固定设置有喷塑合金板(15)。

更进一步的优选的，还包括监控单元(7)，监控单元(7)包括一氧化碳探测器、火焰探测器、气体灭火装置以及第四电动阀FV4和第五电动阀FV5，一氧化碳探测器、火焰探测器和气体灭火装置均固定设置在试验舱(11)内，第四电动阀FV4的两端分别与进气风机(22)的输出端和筒体(21)的输入端连通；第五电动阀FV5的两端分别与筒体(21)的输出端和待测发动机(4)的进气端连通；一氧化碳探测器、火焰探测器、气体灭火装置以及第四电动阀FV4 和第五电动阀FV5分别与控制器(60)电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述进气单元(2)的输出端与待测发动机(4)的进气端之间还设置有静压箱(8)，静压箱(8)分别与进气单元(2) 的输出端和待测发动机(4)的进气端连通。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述排烟管(5)的输出端上还设置有消音器(9)，消音器(9)与排烟管(5)的输出端连通。

本发明提供的一种发动机进气试验装置，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本发明通过将采用独立且封闭的箱体配合一体的进气单元为待测发动机稳定提供各种温、湿度进气条件，便于进行后续待测发动机的各种性能试验；

(2)换热单元能对进气单元吸入外部空气经过一次加热、加热后的水汽冷凝除湿和二次回温，使处理后的空气达到需要的温度和湿度；

(3)控制单元可以根据各管路上的压力传感器和温湿度传感器等器件，打开或者关闭热水或者冷水管道上的电动阀；

(4)控制单元还可根据监控单元对试验舱内监测的指标开启或者关闭气体灭火装置、第四电动阀和第五电动阀，保护本发动机进气试验装置不被破坏；

(5)岩棉保温层、喷塑合金板以及排烟管上的消音器可以起到吸收噪音的效果；岩棉保温层和喷塑合金板能抵消内部冲击，还能起到装饰作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种发动机进气试验装置的结构框图；

图2为本发明一种发动机进气试验装置的箱体、进气单元、换热单元、待测发动机、排烟管和控制单元的组合状态半剖前视图；

图3为本发明一种发动机进气试验装置的箱体的半剖俯视图；

图4为本发明一种发动机进气试验装置的进气单元和换热单元组合状态半剖前视图；

图5为本发明一种发动机进气试验装置的换热单元与管道的连接图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1结合图2所示，本发明提供了一种发动机进气试验装置，其特征在于：包括箱体1、进气单元2、换热单元3、若干待测发动机4、排烟管5、控制单元6、监控单元7、静音箱8和消音器9；待测发动机4固定设置在箱体1内，进气单元2设置在箱体1上；进气单元2的输入端与外部连通，进气单元2的气流通路内设置有换热单元3，进气单元2的输出端伸入箱体1并与待测发动机 4的进气端连通，待测发动机4的输出端与排烟管5的输入端连通，排烟管5的输出端穿过箱体1并向外延伸；

其中箱体1内部中空，作为容纳放置待测发动机4的工作空间；进气单元2 将其输入端吸入的新风流经换热单元3处，经换热单元3处理后送入箱体1内部的待测发动机4中；待测发动机4工作后产生的尾气经排烟管5直接排出箱体1外；控制器6分别与进气单元2和换热单元3电性连接，控制器6调节送入待测发动机4的进气端的空气的温、湿度。该具有特点温湿度的空气进入待测发动机4后，可进行后续排气、腐蚀等相关试验。由于进气单元2和换热单元3设置在箱体1上方，本发明占地面积很小。箱体1仅作为容纳若干个待测发动机4的区域，不与发动机进行空气循环，因此其体积相比传统试验室大大缩小。

如图2结合图4所示，进气单元2包括筒体21、进气风机22、空气过滤器 23和送风风机24；进风风机22的进气端与外部连通，进风风机22设置在筒体 21外侧，且进风风机22的输出端与筒体21的输入端连通，进气筒22内部靠近其输入端一侧设置有空气过滤器23，进气筒22内部靠近其输出端一侧设置有送风风机24，空气过滤器23与送风风机24之间的筒体21内设置有换热单元3。

如图4所示，作为本发明进一步的改进，换热单元3包括第一加热器31、冷凝除湿器32和第二加热器33，第一加热器31、冷凝除湿器32和第二加热器 33沿着空气在筒体21内流动的方向依次间隔设置，第一加热器31对流经的空气进行预热；冷凝除湿器32对预热后的空气进行降温冷凝除湿；第二加热器33 对除湿后的空气进行二次升温。由图4可知，第一加热器31、冷凝除湿器32和第二加热器33在空气过滤器23与送风风机24之间的筒体21内部分隔成了顺序连接的第一加热区域、第一空气段、表面冷却区域、第二空气段和第二加热区域，室外含湿空气依次穿过以上区域时，依次与第一加热器31、冷凝除湿器 32和第二加热器33进行热交换，改变其温度和湿度后由输入至待测发动机4中。

如图5所示，该图展示了换热单元3的一种实现方式：第一加热器31、冷凝除湿器32和第二加热器33均为板式换热器；第一加热器31和第二加热器33 的进水口均与热水进水管34连通，第一加热器31和第二加热器33的出水口均还与热水回水管35连通；冷凝除湿器32的进水口与冷水进水管36连通，冷凝除湿器32的出水口与冷水出水管37连通。热水进水管34和热水回水管35可以利用工厂现有供热管道，也可以单独采用燃气锅炉或者电热锅炉来提供循环的热水。冷水进水管36和冷水出水管37可以根据需要与自来水管连通或者与冷却塔连通。为保证水质，可以在各进出水路的管道上设置过滤器及对应的蝶阀等阀门。蝶阀能便于滤器清理和检修。

如图1结合图5所示，控制单元6包括控制器60、进气压力传感器P1、进气温湿度传感器T1、热水温度传感器T2、热水压力传感器P2、冷水温度传感器T3、冷水压力传感器P3、第一电动阀FV1、第二电动阀FV2和第三电动阀 FV3，控制器60设置在箱体1内远离待测发动机4的一侧；

进气压力传感器P1和进气温湿度传感器T1设置在进气单元2的输出端上；热水进水管34和热水回水管35上均设置有热水温度传感器T2和热水压力传感器P2；冷水进水管36和冷水出水管37上均设置有冷水温度传感器T3和冷水压力传感器P3；

第一电动阀FV1的两端分别与第一加热器31的出水口和热水回水管35连通；第二电动阀FV2的两端分别与冷凝除湿器32的出水口和冷水出水管37连通；第三电动阀FV3的两端分别与第二加热器33的出水口和热水回水管35连通；控制器60可以根据当前进气压力传感器P1和进气温湿度传感器T1来调整第一电动阀FV1、第二电动阀FV2或者第三电动阀FV3的开度。根据各通水管道上的水温传感器和水压传感器，控制器60可以选择性的开启外部的锅炉或者冷却塔等设备，使水温保持稳定。

进气风机22、送风风机24、进气压力传感器P1、进气温湿度传感器T1、热水温度传感器T2、热水压力传感器P2、冷水温度传感器T3、冷水压力传感器P3、第一电动阀FV1、第二电动阀FV2和第三电动阀FV3均与控制器60电性连接。

待测发动机4运行时噪音很大，为保证测试的安全以及对环境影响小，箱体1最好局部减震和降噪措施。如图2所示，箱体1包括试验舱11和操作舱12，在工作状态的箱体1的试验舱11和操作舱12互不连通，待测发动机4固定设置在试验舱11内，控制器60设置在操作舱12内，试验舱11和操作舱12的相邻处设置有观测窗13。测试中的试验舱11和操作舱12相互独立，使用者可以通过观测窗13查看待测发动机4的工作状态。进气温湿度传感器T1、热水温度传感器T2和冷水温度传感器T3采用芬兰VAISALA公司的HMD系列温湿度传感器，进气压力传感器P1、热水压力传感器P2和冷水压力传感器P3采用美国西特公司的ASM压力传感器。非测试状态试验舱11和操作舱12可以进行连通，方便人员、物料的往来。

箱体1的内壁上还设置有岩棉保温层14和喷塑合金板15，岩棉保温层14 固定设置在箱体1侧面和顶部，岩棉保温层15的外表面还固定设置有喷塑合金板15。岩棉保温层14可设置为50mm厚，其具有较高的防火等级和绝燃保温材料，防火要求可以达到650℃，而且吸音隔声效果优良。如图3所示，试验舱 11和操作舱12及两者之间设有隔声防爆门，内部填充隔音材料。观测窗13透光性号，采用双层钢化玻璃，钢化玻璃之间填充吸音棉孔板，外圈套设密封胶圈。箱体1的底部采用槽钢制成框架，槽钢顶部依次铺设减震垫和花纹钢板。

为提高本发明的安全性能，本发明还包括监控单元7，监控单元7包括一氧化碳探测器、火焰探测器、气体灭火装置以及第四电动阀FV4和第五电动阀 FV5，一氧化碳探测器、火焰探测器和气体灭火装置均固定设置在试验舱11内，第四电动阀FV4的两端分别与进气风机22的输出端和筒体21的输入端连通；第五电动阀FV5的两端分别与筒体21的输出端和待测发动机4的进气端连通；一氧化碳探测器、火焰探测器、气体灭火装置以及第四电动阀FV4和第五电动阀FV5分别与控制器60电性连接。当试验舱11内发生火情或者一氧化碳探测器、火焰探测器报警时，监控单元7会关闭第四电动阀FV4和第五电动阀FV5，停止供气给待测发动机4，同时启动气体灭火装置对试验舱11进行灭火。一氧化碳探测器可选用河南驰诚电气股份有限公司的QB3000T产品；火焰探测器选用上海安誉智能科技有限公司的A705/IR2红外火焰探测器；气体灭火装置可选用武汉安佰鑫成消防设备有限公司的柜式七氟丙烷气体灭火装置。本发明控制器60选用具有串口通信功能的单片机或者PLC，一氧化碳探测器、火焰探测器、气体灭火装置的输出端均与控制器60进行串口通信，可实现远程控制。

进气单元2的输出端与待测发动机4的进气端之间还设置有静压箱8，静压箱8分别与进气单元2的输出端和待测发动机4的进气端连通。静压箱8可以减少进气单元2的动压，起到稳定气流、减少气流振动、降低风速的作用，同样也能降低进气噪声。为了减小发动机排气噪音，在排烟管5的输出端上还设置有消音器9，消音器9与排烟管5的输出端连通。消音器9可以采用常见的汽车消音器。

另外，箱体1顶部边交处还设置有挂耳，便于对箱体1进行整体吊装和移动。箱体1整体占地面积约为45尺集装箱的占地面积，且结构紧凑，易于运输，特别适合中小企业发动机测试用途。为了防止设备腐蚀，在箱体1顶部还可设置防雨棚100，避免进气单元2日晒雨淋，容易腐蚀的现象。

本发明的使用方法为：

1、首先确认待测发动机4或者整车位置，将本发明安装在就近位置，将待测发动机4或者整车固定在箱体1内，并将进气单元2的输出端伸与待测发动机4的进气端连通，将待测发动机4的输出端与排烟管5的输入端连通；

2、从就近的厂房处引入热水、冷水、柴油等并分别与换热单元3和待测发动机4连接；

3、将待测发动机4或整车与其他测试装置进行连接，开启进气单元2为待测4发动机供气，待测发动机4稳定工作后进行检测项目的试验；

4、试验完成后，切断箱体1及发动机的水、电、气和燃料供应，开启隔声防爆门，移出待测发动机4或者整车，等待下一次试验，或者将本发明移动至其他地点。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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 (9)

1.一种发动机进气试验装置，其特征在于：包括箱体(1)、进气单元(2)、换热单元(3)、若干待测发动机(4)、排烟管(5)和控制单元(6)，待测发动机(4)固定设置在箱体(1)内，进气单元(2)设置在箱体(1)上；进气单元(2)的输入端与外部连通，进气单元(2)的气流通路内设置有换热单元(3)，进气单元(2)的输出端伸入箱体(1)并与待测发动机(4)的进气端连通，待测发动机(4)的输出端与排烟管(5)的输入端连通，排烟管(5)的输出端穿过箱体(1)并向外延伸；

其中箱体(1)内部中空，作为容纳放置待测发动机(4)的工作空间；

进气单元(2)将其输入端吸入的新风流经换热单元(3)处，经换热单元(3)处理后送入箱体(1)内部的待测发动机(4)中；

待测发动机(4)工作后产生的尾气经排烟管(5)直接排出箱体(1)外；

控制器(6)分别与进气单元(2)和换热单元(3)电性连接，控制器(6)调节送入待测发动机(4)的进气端的空气的温、湿度。

2.如权利要求1所述的一种发动机进气试验装置，其特征在于：所述进气单元(2)包括筒体(21)、进气风机(22)、空气过滤器(23)和送风风机(24)；进风风机(22)的进气端与外部连通，进风风机(22)的输出端与筒体(21)的输入端连通，进气筒(22)内部靠近其输入端一侧设置有空气过滤器(23)，进气筒(22)内部靠近其输出端一侧设置有送风风机(24)，空气过滤器(23)与送风风机(24)之间的筒体(21)内设置有换热单元(3)。

3.如权利要求2所述的一种发动机进气试验装置，其特征在于：所述换热单元(3)包括第一加热器(31)、冷凝除湿器(32)和第二加热器(33)，第一加热器(31)、冷凝除湿器(32)和第二加热器(33)沿着空气在筒体(21)内流动的方向依次间隔设置，第一加热器(31)对流经的空气进行预热；冷凝除湿器(32)对预热后的空气进行降温冷凝除湿；第二加热器(33)对除湿后的空气进行二次升温。

4.如权利要求3所述的一种发动机进气试验装置，其特征在于：所述第一加热器(31)、冷凝除湿器(32)和第二加热器(33)均为板式换热器；第一加热器(31)和第二加热器(33)的进水口均与热水进水管(34)连通，第一加热器(31)和第二加热器(33)的出水口均还与热水回水管(35)连通；冷凝除湿器(32)的进水口与冷水进水管(36)连通，冷凝除湿器(32)的出水口与冷水出水管(37)连通。

5.如权利要求4所述的一种发动机进气试验装置，其特征在于：所述控制单元(6)包括控制器(60)、进气压力传感器P1、进气温湿度传感器T1、热水温度传感器T2、热水压力传感器P2、冷水温度传感器T3、冷水压力传感器P3、第一电动阀FV1、第二电动阀FV2和第三电动阀FV3，控制器(60)设置在箱体(1)内远离待测发动机(4)的一侧；

进气压力传感器P1和进气温湿度传感器T1设置在进气单元(2)的输出端上；热水进水管(34)和热水回水管(35)上均设置有热水温度传感器T2和热水压力传感器P2；冷水进水管(36)和冷水出水管(37)上均设置有冷水温度传感器T3和冷水压力传感器P3；

第一电动阀FV1的两端分别与第一加热器(31)的出水口和热水回水管(35)连通；第二电动阀FV2的两端分别与冷凝除湿器(32)的出水口和冷水出水管(37)连通；第三电动阀FV3的两端分别与第二加热器(33)的出水口和热水回水管(35)连通；

所述进气风机(22)、送风风机(24)、进气压力传感器P1、进气温湿度传感器T1、热水温度传感器T2、热水压力传感器P2、冷水温度传感器T3、冷水压力传感器P3、第一电动阀FV1、第二电动阀FV2和第三电动阀FV3均与控制器(60)电性连接。

6.如权利要求5所述的一种发动机进气试验装置，其特征在于：所述箱体(1)包括试验舱(11)和操作舱(12)，工作状态的箱体(1)的试验舱(11)和操作舱(12)互不连通，待测发动机(4)固定设置在试验舱(11)内，控制器(60)设置在操作舱(12)内，试验舱(11)和操作舱(12)的相邻处设置有观测窗(13)。

7.如权利要求6所述的一种发动机进气试验装置，其特征在于：所述箱体(1)的内壁上还设置有岩棉保温层(14)和喷塑合金板(15)，岩棉保温层(14)固定设置在箱体(1)侧面和顶部，岩棉保温层(14)的外表面还固定设置有喷塑合金板(15)。

8.如权利要求5所述的一种发动机进气试验装置，其特征在于：还包括监控单元(7)，监控单元(7)包括一氧化碳探测器、火焰探测器、气体灭火装置以及第四电动阀FV4和第五电动阀FV5，一氧化碳探测器、火焰探测器和气体灭火装置均固定设置在试验舱(11)内，第四电动阀FV4的两端分别与进气风机(22)的输出端和筒体(21)的输入端连通；第五电动阀FV5的两端分别与筒体(21)的输出端和待测发动机(4)的进气端连通；一氧化碳探测器、火焰探测器、气体灭火装置以及第四电动阀FV4和第五电动阀FV5分别与控制器(60)电性连接。

9.如权利要求1所述的一种发动机进气试验装置，其特征在于：所述进气单元(2)的输出端与待测发动机(4)的进气端之间还设置有静压箱(8)，静压箱(8)分别与进气单元(2)的输出端和待测发动机(4)的进气端连通。

Images