CN114323657B - 模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统 - Google Patents

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CN114323657B CN202111679507.0A CN202111679507A CN114323657B CN 114323657 B CN114323657 B CN 114323657B CN 202111679507 A CN202111679507 A CN 202111679507A CN 114323657 B CN114323657 B CN 114323657B
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Abstract

本发明提供了一种模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统,包括电子控制单元、台架试验室、大气环境控制系统、发动机进气环境控制系统和发动机排气环境控制系统,大气环境控制系统包括第一进气通道,发动机进气环境控制系统包括第二进气通道,第二进气通道内设置有第一风速调节装置,第一风速调节装置与电子控制单元电性连接,电子控制单元控制第一风速调节装置的转速以向发动机进气系统提供预设目标流速的新风空气气流;发动机排气环境控制系统包括第一排气通道,第一排气通道的第一端与发动机排气系统连通,第一排气通道的第二端延伸至模拟舱外。这样设置在台架试验中能够为发动机提供模拟真实汽车道路行驶环境的大气参数。

Description

模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统
技术领域
本发明涉及发动机台架试验系统设备技术领域,具体而言,涉及一种模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统。
背景技术
随着日益严格的汽车油耗和排放法规相继发布,各大汽车制造商在不断优化其动力总成产品排放性和燃油经济性的同时,持续缩短其产品的研发周期,加速产品迭代。而在发动机台架试验开发阶段,如果能够为发动机提供更加接近汽车实际行驶过程中的大气环境参数,将可以有效提高发动机台架试验所得发动机管理系统(EMS)中电控数据的鲁棒性,进而减少后续整车标定试验对发动机电控数据的修正工作,缩短整车产品的研发周期。而现有的技术中,如现有技术中公开的一种发动机高原高低温试验环境舱,该方案中公开了一种可模拟汽车道路试验中高原高低温环境的试验环境舱,却并不具有模拟不同风速大气环境的能力。另外,该现有技术中所涉及的试验环境舱结构复杂且成本高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统,以解决现有技术中发动机台架试验不具有模拟不同风速大气环境的能力的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统,包括:电子控制单元;台架试验室,台架试验室具有封闭的模拟舱,模拟舱内设置有台架试验台,台架试验台上设置有待试验的发动机、与待试验的发动机连接的测功机、发动机进气系统和发动机排气系统,大气环境控制系统,大气环境控制系统包括第一进气通道,第一进气通道的进口端与大气环境连通,第一进气通道的出口端与模拟舱连通;发动机进气环境控制系统,发动机进气环境控制系统包括第二进气通道,第二进气通道的第一端与大气环境连通,第二进气通道的出口端延伸至模拟舱内与发动机进气系统连通,第二进气通道内设置有第一风速调节装置,第一风速调节装置与电子控制单元电性连接,电子控制单元控制第一风速调节装置的转速以向发动机进气系统提供预设目标流速的新风空气气流;发动机排气环境控制系统,发动机排气环境控制系统包括第一排气通道,第一排气通道的第一端与发动机排气系统连通,第一排气通道的第二端延伸至模拟舱外。
进一步地,第二进气通道包括新风口段、第一支管、第二支管、连接管段和出口段,发动机进气环境控制系统还包括:湿度调节装置,湿度调节装置的进口与新风口段连通,湿度调节装置的第一出口与第一支管的第一端连通,湿度调节装置的第二出口与第二支管的第一端连通;第一稳压装置,第一稳压装置的第一进口与第一支管的第二端连通,第一稳压装置的第二进口与第二支管的第二端连通,第一稳压装置的出口与连接管段的第一端连通;第二稳压装置,第二稳压装置设置于模拟舱内,第二稳压装置的进口与连接管段的第二端连通,第二稳压装置的出口与出口段连接,出口段上设置有第一风速调节装置,出口段与发动机进气系统连通。
进一步地,第一支管上设置有第一阀门,和/或,第二支管上设置有第三阀门和第四阀门,第三阀门和第四阀门之间设置有压缩机,和/或,第一稳压装置内设置有第一传感器,和/或,第二稳压装置内设置有第二传感器,和/或,连接管段内设置有温度调节冷却装置和温度调节加热装置中至少一个,和/或,出口段的端部设置有第三传感器,和/或,出口段上设置有空气流量传感器,空气流量传感器位于第三传感器与第一风速调节装置之间。
进一步地,发动机进气系统包括第三进气通道,第三进气通道的第一端与出口段连通,第三进气通道的第二端通过发动机进气歧管与待试验的发动机连通;其中,第三进气通道的第一端至第三进气通道的第二端的内部设置有发动机空气滤清器、增压器压气机、发动机进气中冷器和发动机节气门中的至少一个。
进一步地,第一进气通道包括:进气口段,进气口段的第一端与大气连通,进气口段上设置有入口阀和空气过滤装置;主管道段,主管道段与进气口段的第二端连通,主管道段的第一端至主管道段的第二端之间的内部依次设置有气体主输送装置、温度调节加热装置、温度调节冷却装置、气体混合阀门、气体回流输送装置;回风管段,回风管段的第一端与模拟舱连通,回风管段的第二端与主管道段的第二端连通;第三支管,第三支管的第一端与主管道段的第二端连通,第三支管的第二端与新风口段连通,第三支管的第二端设置有连通阀门;第四支管,第四支管的第一端与主管道段的第二端连通,第四支管的第二端延伸至模拟舱内;第五支管,第五支管的第一端与主管道段的第一端连通,第五支管的第二端与大气连通,第五支管的第二端内设置有排风阀门。
进一步地,回风管段的第一端内设置有第五传感器,第五传感器用于检测回风气体状态参数。
进一步地,发动机排气系统包括第二排气通道,第二排气通道的第一端与第一排气通道的第二端连通,第二排气通道的第二端通过发动机排气歧管与待试验的发动机连通;其中,第二排气通道的第一端至第二排气通道的第二端的内部设置有发动机颗粒捕集器、发动机三元催化器、增压器排气涡轮中的至少一个。
进一步地,模拟舱内设置有至少一个发动机环境风速调节装置,发动机环境风速调节装置与台架试验台连接。
进一步地,模拟舱内设置有至少一个第四传感器,第四传感器用于检测模拟舱内的气体状态参数。
进一步地,发动机台架试验系统包括增压器压气机和增压器排气涡轮,增压器压气机的旋转角速度与增压器排气涡轮的旋转角速度相同地设置。
进一步地,发动机台架试验系统包括常规模式、内循环模式、独立进气模式、非独立进气模式和待机模式。
应用本发明的技术方案,模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统包括电子控制单元、台架试验室、大气环境控制系统、发动机进气环境控制系统和发动机排气环境控制系统,台架试验室具有封闭的模拟舱,模拟舱内设置有台架试验台,台架试验台上设置有待试验的发动机、与待试验的发动机连接的测功机、发动机进气系统和发动机排气系统。大气环境控制系统包括第一进气通道,第一进气通道的进口端与大气环境连通,第一进气通道的出口端与模拟舱连通。发动机进气环境控制系统包括第二进气通道,第二进气通道的第一端与大气环境连通,第二进气通道的出口端延伸至模拟舱内与发动机进气系统连通,第二进气通道内设置有第一风速调节装置,第一风速调节装置与电子控制单元电性连接,电子控制单元控制第一风速调节装置的转速以向发动机进气系统提供预设目标流速的新风空气气流。发动机排气环境控制系统包括第一排气通道,第一排气通道的第一端与发动机排气系统连通,第一排气通道的第二端延伸至模拟舱外。这样设置能够在台架试验中为发动机提供模拟真实汽车道路行驶环境的大气参数(包括大气温度、湿度、压力、风速等参数)。该发动机台架试验系统可为发动机进气系统提供温度、湿度、压力、风速可控的清洁空气,为发动机的排气系统提供背压可控的大气环境,为发动机及排气系统提供温度、风速可控的冷却气流,并为发动机台架试验提供温度、湿度可控的大气环境。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书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示出了根据本发明的发动机台架试验系统的第一实施例的结构示意图;
图2示出了根据本发明的发动机台架试验系统的第二实施例的结构示意图;
图3示出了根据本发明的发动机台架试验系统的结构框图;
图4示出了根据本发明的大气环境控制系统的控制模式流程图;
图5示出了图4中A1处实施例的流程图;
图6示出了图4中A2处实施例的流程图;
图7示出了图4中A3处实施例的流程图;
图8示出了图4中A4处实施例的流程图;
图9示出了根据本发明的大气环境控制系统的环境气体温度控制方法的流程图;
图10示出了图9中A处实施例的流程图;
图11示出了根据本发明的发动机进气环境控制系统的进气温度控制方法的流程图;
图12示出了图11中B处实施例的流程图;
图13示出了根据本发明的发动机进气环境控制系统的进气压力控制方法的流程图;
图14示出了图13中C处实施例的流程图;
图15示出了根据本发明的发动机进气环境控制系统的进气湿度控制方法的流程图;
图16示出了图15中E处实施例的流程图;
图17示出了根据本发明的大气环境控制系统和发动机进气环境控制系统的气体风速控制方法的流程图;
图18示出了图17中D处实施例的流程图;
图19示出了根据本发明的发动机排气环境控制系统的发动机排气环境气体压力控制方法的流程图;
图20示出了图19中F处实施例的流程图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、发动机;1-1、发动机的传感器及线束系统;1-2、发动机燃油供给系统;1-3、发动机冷却系统;1-4、发动机润滑系统;1-5、发动机进气系统;1-5-1、发动机进气歧管;1-5-2、发动机节气门;1-5-3、发动机进气中冷器;1-5-4、增压器压气机;1-5-5、发动机空气滤清器;1-6、发动机曲柄连杆机构;1-7、发动机配气机构;1-8、发动机点火系统;1-9、发动机起动系统;1-10、发动机排气系统;1-10-1、发动机排气歧管;1-10-2、增压器排气涡轮;1-10-3、发动机三元催化器;1-10-4、发动机颗粒捕集器;1100、第二排气通道;
2、发动机电子控制单元;
3、燃油恒温机消耗量测量系统;
4、发动机冷却液恒温控制系统;
5、发动机机油恒温控制系统;
6、发动机进气中冷温度控制系统;
7、台架试验系统工控机;
8、测功机;8-1、测功机-发动机连接轴;
9、输入/输出信号处理系统;
10、台架试验用传感器;
11、发动机尾气排放物测量系统;
12、发动机进排气环境控制系统;12-1、发动机进气环境控制系统;12-1-1、湿度调节装置;12-1-1-1、新风口段;12-1-2、第一阀门;12-1-3、第三阀门;12-1-4、压缩机;12-1-5、第四阀门;12-1-6、第一稳压装置;12-1-7、第一传感器;12-1-8、发动机进气环境控制系统第一稳压腔体电磁阀门;12-1-9、温度调节冷却装置;12-1-10、发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门;12-1-11、温度调节加热装置;12-1-12、第二稳压装置;12-1-13、第二传感器;12-1-14、发动机进气环境控制系统第二稳压腔体电磁阀门;12-1-15、第一风速调节装置;12-1-16、空气流量传感器;12-1-17、第三传感器;12-1-18、发动机进气环境控制系统独立新风入口处气体状态参数测量传感器;12-1-19、发动机进气环境控制系统独立新风阀门;12-1-20、发动机进气环境控制系统独立新风空气过滤装置;1210、第二进气通道;1211、第一支管;1212、第二支管;1213、连接管段;1214、出口段;1220、第一排气通道;12-2、发动机排气环境控制系统;12-2-2、发动机排气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器;12-2-3、发动机排气环境控制系统一号阀门;12-2-4、发动机排气环境控制系统排烟输送装置;12-2-5、发动机排气环境控制系统排烟输送装置下游管路;
13、电子控制单元;
14、台架试验室;14-1、台架试验台;
15、大气环境控制系统;150、第一进气通道;151、进气口段;152、主管道段;153、回风管段;154、第三支管;155、第四支管;156、第五支管;157、第三进气通道;15-1、台架试验室大气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器;15-2、入口阀;15-3、空气过滤装置;15-4、台架试验室大气环境控制系统第一腔体;15-5、大气环境温度调节冷却装置;15-6、台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门;15-7、大气环境温度调节加热装置;15-8、气体主输送装置;15-9-1、台架试验室大气环境送风端口;15-10、连通阀门;15-11、台架试验室大气环境控制系统-发动机进气环境控制系统送风气体状态参数测量传感器;15-12、第一发动机环境风速调节装置;15-13、台架试验室大气环境二号气体状态参数测量传感器;15-14、、第二发动机环境风速调节装置,15-15、台架试验室大气环境一号气体状态参数测量传感器;15-17、第五传感器;15-18、台架试验室大气环境控制系统第二腔体;15-19、气体回流输送装置;15-20、气体混合阀门;15-20-1、台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门一号气体压力传感器;15-20-2、台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门二号气体压力传感器;15-21、排风阀门;
16、大气环境控制系统工控机;16-1、大气环境控制系统工控机-台架试验大气环境电子控制单元通讯接口模块。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请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。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现在,将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而,这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员,在附图中,为了清楚起见,有可能扩大了层和区域的厚度,并且使用相同的附图标记表示相同的器件,因而将省略对它们的描述。
结合图1至图20所示,根据本申请的具体实施例,提供了一种模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统。
具体地,如图1至图3所示,模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统包括电子控制单元13、台架试验室14、大气环境控制系统15、发动机进气环境控制系统12-1和发动机排气环境控制系统12-2,台架试验室14具有封闭的模拟舱,模拟舱内设置有台架试验台14-1,台架试验台14-1上设置有待试验的发动机1、与待试验的发动机1连接的测功机8、发动机进气系统1-5和发动机排气系统1-10,大气环境控制系统15包括第一进气通道150,第一进气通道150的进口端与大气环境连通,第一进气通道150的出口端与模拟舱连通。发动机进气环境控制系统12-1包括第二进气通道1210,第二进气通道1210的第一端与大气环境连通,第二进气通道1210的出口端延伸至模拟舱内与发动机进气系统1-5连通,第二进气通道1210内设置有第一风速调节装置12-1-15,第一风速调节装置12-1-15与电子控制单元13电性连接,电子控制单元13控制第一风速调节装置12-1-15的转速以向发动机进气系统1-5提供预设目标流速的新风空气气流。发动机排气环境控制系统12-2包括第一排气通道1220,第一排气通道1220的第一端与发动机排气系统1-10连通,第一排气通道1220的第二端延伸至模拟舱外。
应用本实施例的技术方案,模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统包括电子控制单元13、台架试验室14、大气环境控制系统15、发动机进气环境控制系统12-1和发动机排气环境控制系统12-2,台架试验室14具有封闭的模拟舱,模拟舱内设置有台架试验台14-1,台架试验台上14-1设置有待试验的发动机1、与待试验的发动机连接的测功机8、发动机进气系统1-5和发动机排气系统1-10。大气环境控制系统15包括第一进气通道150,第一进气通道150的进口端与大气环境连通,第一进气通道150的出口端与模拟舱连通。发动机进气环境控制12-1系统包括第二进气通道1210,第二进气通道1210的第一端与大气环境连通,第二进气通道1210的出口端延伸至模拟舱内与发动机进气系统1-5连通,第二进气通道1210内设置有第一风速调节装置12-1-15,第一风速调节装置12-1-15与电子控制单元13电性连接,电子控制单元13控制第一风速调节装置12-1-15的转速以向发动机进气系统1-5提供预设目标流速的新风空气气流。发动机排气环境控制系统12-2包括第一排气通道1220,第一排气通道1220的第一端与发动机排气系统1-10连通,第一排气通道1220的第二端延伸至模拟舱外。这样设置能够在台架试验中为发动机提供模拟真实汽车道路行驶环境的大气参数(包括大气温度、湿度、压力、风速等参数)。该发动机台架试验系统可为发动机进气系统1-5提供温度、湿度、压力、风速可控的清洁空气,为发动机的排气系统提供背压可控的大气环境,为发动机及排气系统提供温度、风速可控的冷却气流,并为发动机台架试验提供温度、湿度可控的大气环境。
如图1、图2所示,第一排气通道1220内设置有发动机排气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器12-2-2、发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3、发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4和发动机排气环境控制系统排烟输送装置下游管路12-2-5。其中,发动机排气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器12-2-2的测量探头位于第一排气通道1220的内部。
如图3所示为根据本申请的发动机台架试验系统的结构框图,台架试验台14-1内具有发动机软件管理系统,燃油恒温及消耗量测量系统3、发动机冷却液恒温控制系统4、发动机机油恒温控制系统5和发动机进气中冷温度控制系统6,其中,发动机软件管理系统内具有发动机电子控制单元2。图3中的试验用发动机即为上述实施例中的待试验的发动机1,待试验的发动机1内具有发动机的传感器及线束系统1-1、发动机燃油供给系统1-2、发动机冷却系统1-3、发动机润滑系统1-4、发动机进气系统1-5、发动机曲柄连杆结构1-6、发动机配气机构1-7、发动机点火系统1-8、发动机起动系统1-9和发动机排气系统1-10,除此之外,台架试验室内还具有输入/输出信号处理系统9、台架试验用传感器10和发动机尾气排放物测量系统11,在台架试验室外设置有台架试验系统工控机7,台架试验系统工控机7内含台架操作管理软件系统。发动机进气环境控制系统12-1和发动机排气环境控制系统12-2组成发动机进排气环境控制系统12。发动机台架试验系统还包括台架试验室大气环境控制系统、台架试验大气环境电子控制单元、大气环境控制系统工控机(内含台架试验大气环境管理软件系统)和台架试验大气环境管理软件系统。台架试验室大气环境控制系统为上述实施例中的大气环境控制系统15、台架试验大气环境电子控制单元为上述实施例中的电子控制单元13。
如图1所示,第二进气通道1210包括新风口段12-1-1-1、第一支管1211、第二支管1212、连接管段1213和出口段1214,发动机进气环境控制系统12-1还包括湿度调节装置12-1-1、第一稳压装置12-1-6和第二稳压装置12-1-12,湿度调节装置12-1-1的进口与新风口段12-1-1-1连通,湿度调节装置12-1-1的第一出口与第一支管1211的第一端连通,湿度调节装置12-1-1的第二出口与第二支管1212的第一端连通。第一稳压装置12-1-6的第一进口与第一支管1211的第二端连通,第一稳压装置12-1-6的第二进口与第二支管1212的第二端连通,第一稳压装置12-1-6的出口与连接管段1213的第一端连通。第一稳压装置12-1-6的作用是为发动机进气环境控制系统12-1提供稳定压力的气体。第二稳压装置12-1-12设置于模拟舱内,第二稳压装置12-1-12的进口与连接管段1213的第二端连通,第二稳压装置12-1-12的出口与出口段1214连接,出口段1214上设置有第一风速调节装置12-1-15,出口段1214与发动机进气系统1-5连通。
如图1所示,第一支管1211上设置有第一阀门12-1-2,第二支管1212上设置有第三阀门12-1-3和第四阀门12-1-5,第三阀门12-1-3和第四阀门12-1-5之间设置有压缩机12-1-4,第一稳压装置12-1-6内设置有第一传感器12-1-7,第一传感器12-1-7用于检测第一稳压装置12-1-6内的气体状态参数,第一传感器12-1-7的测量探头位于第一稳压装置12-1-6的内部,第一稳压装置12-1-6的第三进口上还设置有发动机进气环境控制系统第一稳压腔体电磁阀门12-1-8。第一阀门12-1-2通过第一排气通道1220、第二进气通道1210和第一稳压装置12-1-6以及湿度调节装置12-1-1相连接。第二稳压装置12-1-12内设置有第二传感器12-1-13,第二传感器12-1-13用于检测第二稳压装置12-1-12内的气体状态参数,第二传感器12-1-13的测量探头位于第二稳压装置12-1-12的内部。第二稳压装置12-1-12的一端上还设置有发动机进气环境控制系统第二稳压腔体电磁阀门12-1-14。连接管段1213内设置有温度调节冷却装置12-1-9和温度调节加热装置12-1-11中至少一个,出口段1214的端部设置有第三传感器12-1-17,第三传感器12-1-17用于检测发动机进气环境控制系统出口处气体状态参数。出口段1214上设置有空气流量传感器12-1-16,空气流量传感器12-1-16位于第三传感器12-1-17与第一风速调节装置12-1-15之间。第二稳压装置12-1-12的作用是接收来自第一稳压装置12-1-6中的气体气流,稳定气体的压力,并将稳定后的气体的压力送向第一风速调节装置12-1-15,并进一步输送至发动机进气系统1-5中。其中,温度调节冷却装置12-1-9上设置有发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门12-1-10,具体地,发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门12-1-10安装在与温度调节冷却装置12-1-9换热器连接的冷冻水换热管路上。温度调节冷却装置12-1-9的作用是在第三传感器12-1-17所测气体温度高于气体温度控制目标值时降低其下游管路(连接管段1213)中的空气气流的温度。
发动机进气系统1-5包括第三进气通道157,第三进气通道157的第一端与出口段1214连通,第三进气通道157的第二端通过发动机进气歧管1-5-1与待试验的发动机1连通。具体地,发动机进气歧管1-5-1装配在待试验的发动机1之上,与待试验的发动机1的缸盖相连接。其中,第三进气通道157的第一端至第三进气通道157的第二端的内部设置有发动机空气滤清器1-5-5、增压器压气机1-5-4、发动机进气中冷器1-5-3和发动机节气门1-5-2中的至少一个。发动机空气滤清器1-5-5与第二稳压装置12-1-12通过第三进气通道157和出口段1214相连接。
如图2所示,第一进气通道150包括进气口段151、主管道段152、回风管段153、第三支管154、第四支管155和第五支管156,进气口段151的第一端与大气连通,进气口段151上设置有入口阀15-2和空气过滤装置15-3,进气口段151上还设置有台架试验室大气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器15-1,台架试验室大气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器15-1的测量探头位于进气口段151的内部。主管道段152与进气口段151的第二端连通,主管道段152的第一端至主管道段152的第二端之间的内部依次设置有气体主输送装置15-8、大气环境温度调节加热装置15-7、大气环境温度调节冷却装置15-5、气体混合阀门15-20、气体回流输送装置15-19。大气环境温度调节冷却装置15-5上设置有台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门15-6,气体混合阀门15-20的左右两端分别设置有台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门二号气体压力传感器15-20-2和台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门一号气体压力传感器15-20-1。以及主管道段152内具有台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4和台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18。回风管段153的第一端与模拟舱连通,回风管段153的第二端与主管道段152的第二端连通。第三支管154的第一端与主管道段152的第二端连通,第三支管154的第二端与新风口段12-1-1-1连通,第三支管154的第二端设置有连通阀门15-10。新风口段12-1-1-1上设置有发动机进气环境控制系统独立新风空气过滤装置12-1-20、发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19和发动机进气环境控制系统独立新风入口处气体状态参数测量传感器12-1-18。第四支管155的第一端与主管道段152的第二端连通,第四支管155的第二端延伸至模拟舱内。第四支管155为台架试验室大气环境送风主管路,第四支管155上设置有台架试验室大气环境送风端口15-9-1。新风口段12-1-1-1第五支管156的第一端与主管道段152的第一端连通,第五支管156的第二端与大气连通,第五支管156的第二端内设置有排风阀门15-21。
回风管段153的第一端内设置有第五传感器15-17,第五传感器15-17用于检测回风气体状态参数。回风管段153为台架试验室大气环境回流主管路。
在本申请的一个具体实施例中,发动机台架试验系统工作时具有若干条气流流向。如图1、图2所示,F0-1为由大气环境流向大气环境控制系统15的气流,F0-2为由大气环境流向发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19及相关管路的气流,F1为流入发动机进气环境控制系统12-1的气流,F2为由大气环境控制系统15流向台架试验室14内部空间的气流,F3为由大气环境控制系统15流向发动机进气环境控制系统12-1的气流,F4为由台架试验室14内部空间回流向大气环境控制系统15的气流,F5为由排风阀门15-21流向大气环境控制系统15外部的气流,F6为由发动机排气系统1-10流向发动机排气环境控制系统12-2的气流。
如图1所示,发动机排气系统1-10包括第二排气通道1100,第二排气通道1100的第一端与第一排气通道1220的第二端连通,第二排气通道1100的第二端通过发动机排气歧管1-10-1与待试验的发动机1连通。具体地,发动机排气歧管1-10-1与待试验的发动机1的燃烧室相连通。其中,第二排气通道1100的第一端至第二排气通道1100的第二端的内部设置有发动机颗粒捕集器1-10-4、发动机三元催化器1-10-3、增压器排气涡轮1-10-2中的至少一个。
如图1所示,待试验的发动机1安装在台架试验台14-1之上,待试验的发动机1通过测功机-发动机连接轴8-1与测功机8相连接,具体地,测功机-发动机连接轴8-1分别与测功机8和待试验的发动机1飞轮盘的连接法兰相连接。发动机进气歧管1-5-1、发动机节气门1-5-2、发动机进气增压器压气机1-5-4、发动机颗粒捕集器1-10-4、发动机三元催化器1-10-3、发动机进气增压器排气涡轮1-10-2、发动机排气歧管1-10-1均装配在试验用发动机1之上。
根据本申请的另一个具体实施例,测功机8通过控制信号传输线路与输入/输出信号处理系统9相连接。测功机8通过输入/输出信号处理系统9与台架试验系统工控机7及台架操作管理软件系统建立通讯,将测功机8的扭矩、转速等工作信号输送至台架试验系统工控机7及台架操作管理软件系统中,并接收来自台架试验系统工控机7及台架操作管理软件系统中的控制信号。
模拟舱内设置有至少一个发动机环境风速调节装置,发动机环境风速调节装置与台架试验台14-1连接。在如图2所示的实施例中,模拟舱内设置有两个发动机环境风速调节装置,分别是图2中所示的第一发动机环境风速调节装置15-12和第二发动机环境风速调节装置15-14。
模拟舱内设置有至少一个第四传感器,第四传感器用于检测模拟舱内的气体状态参数。在如图2所示的实施例中,模拟舱内共设置有两个第四传感器,分别是如图2所示的台架试验室大气环境二号气体状态参数测量传感器15-13以及台架试验室大气环境一号气体状态参数测量传感器15-15。
发动机台架试验系统包括增压器压气机1-5-4和增压器排气涡轮1-10-2,增压器压气机1-5-4的旋转角速度与增压器排气涡轮1-10-2的旋转角速度相同地设置。
根据本申请的另一个具体实施例,湿度调节装置12-1-1通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。湿度调节装置12-1-1的作用是在电子控制单元13的控制下为发动机进气环境控制系统12-1提供湿度可控的气体。第一阀门12-1-2通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。第一阀门12-1-2的作用是接收来自电子控制单元13的控制信号并执行相应的阀门开度,降低发动机进气环境控制系统12-1中的气体流量和气体压力。第三阀门12-1-3通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。第三阀门12-1-3的作用是接收来自电子控制单元13的控制信号并执行相应的阀门开度。压缩机12-1-4通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。压缩机12-1-4的作用是接收来自电子控制单元13的控制信号,提升发动机进气环境控制系统12-1中的气体压力。第四阀门12-1-5通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。第四阀门12-1-5的作用是接收来自电子控制单元13的控制信号并执行相应的阀门开度。第一传感器12-1-7通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。第一传感器12-1-7的作用是测量并将第一稳压装置12-1-6中的各气体参数(气体温度、气体湿度、气体压力)数值传输至电子控制单元13。发动机进气环境控制系统第一稳压腔体电磁阀门12-1-8通过控制信号传输线路与台架试验大气环境电子控制单元13相连接。发动机进气环境控制系统第一稳压腔体电磁阀门12-1-8的作用是接收来自电子控制单元13的控制信号,在第一稳压装置12-1-6内气体压力超出正常范围时开启,以保护整个系统的安全。发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门12-1-10通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门12-1-10的作用是接收来自电子控制单元13的控制信号并执行相应的阀门开度,并进而调节温度调节冷却装置12-1-9的换热能力。
其中,在第二稳压装置12-1-12和第一稳压装置12-1-6之间的管路之中安装有发动机进气环境温度调节加热装置12-1-11,另外,发动机进气环境温度调节加热装置12-1-11通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。发动机进气环境温度调节加热装置12-1-11的作用是在发动机进气系统1-5入口第一传感器12-17所测气体温度低于该气体温度控制目标值时提高其下游管路中的空气气流的温度。第二传感器12-1-13通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。第二传感器12-1-13的作用是测量并将第二稳压装置12-1-12中的各气体参数(气体温度、气体湿度、气体压力)数值传输至电子控制单元13。另外,发动机进气环境控制系统第2稳压腔体电磁阀门12-1-14通过控制信号传输线路与台架试验大气环境电子控制单元13相连接。发动机进气环境控制系统第2稳压腔体电磁阀门12-1-14的作用是接收来自电子控制单元13的控制信号,在第二稳压装置12-1-12内气体压力超出正常范围时开启,以确保整个系统处于安全状态。第一风速调节装置12-1-15通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。第一风速调节装置12-1-15的作用是接收来自电子控制单元13的气体流速控制信号,为发动机进气系统1-5提供预设目标流速的新鲜空气气流。空气流量传感器12-1-16通过第三进气通道157与发动机空气滤清器1-5-5相连接,空气流量传感器12-1-16通过出口段1214与第一风速调节装置12-1-15相连接,空气流量传感器12-1-16通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。空气流量传感器12-1-16的作用是测量并将发动机进气环境控制系统12-1出口处的气体流量信号传输至电子控制单元13。
第三传感器12-1-17通过控制信号传输线路与台架试验大气环境电子控制单元13相连接。第三传感器12-1-17的作用是测量并将发动机进气环境控制系统12-1出口处的气体状态参数(气体温度、气体湿度、气体压力、气体流速)数值传输至台架试验大气环境电子控制单元13。
发动机进气环境控制系统独立新风入口处气体状态参数测量传感器12-1-18通过控制信号传输线路与台架试验大气环境电子控制单元13相连接。发动机进气环境控制系统独立新风入口处气体状态参数测量传感器12-1-18的作用是测量并将发动机进气环境控制系统12-1独立新风入口处的气体状态参数(气体温度、气体湿度、气体压力)数值传输至电子控制单元13。发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19通过管路与发动机进气环境控制系统独立新风空气过滤装置12-1-20相连接,另外,发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19的作用是接收来自电子控制单元13的控制信号并执行相应的阀门开度。发动机进气环境控制系统独立新风空气过滤装置12-1-20通过管路分别与发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19和新风口段12-1-1-1相连接。发动机进气环境控制系统独立新风空气过滤装置12-1-20过滤由发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19流入发动机进气环境控制系统12-1的气体气流。
第一排气通道1220与发动机颗粒捕集器1-10-4下游的排气管路、发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3相连接。第一排气通道1220是将待试验的发动机1工作时排放出的尾气输送至发动机排气环境控制系统12-2,同时,为发动机排气系统1-10提供一个密闭的背压环境。发动机排气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器12-2-2通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。发动机排气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器12-2-2的作用是测量并将第一排气通道1220中的气体压力数值传输至环境电子控制单元13。发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3的一端与上游的第一排气通道1220相连接,另一端通过管路与发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4相连接;另外,发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3通过控制信号传输线路与台架试验大气环境电子控制单元13相连接。发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3的作用是接收来自电子控制单元13的控制信号并执行相应的阀门开度。发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4的一端通过管路与发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3相连接,另一端与下游的发动机排气环境控制系统排烟输送装置下游管路12-2-5相连接。另外,发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4的作用是将发动机排气系统1-10排放出的尾气及时地从台架试验室14内部空间输送至发动机排气环境控制系统12-2中,并通过发动机排气环境控制系统排烟输送装置下游管路12-2-5将尾气输送至发动机排气环境控制系统12-2外部,同时,接收来自电子控制单元13的控制信号,调节发动机排气系统1-10出口处的气体压力数值,使其等于实际汽车行驶工况中的大气压力。发动机排气环境控制系统排烟输送装置下游管路12-2-5与发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4相连。发动机排气环境控制系统排烟输送装置下游管路12-2-5的作用是将来自发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4的发动机排气系统1-10排放出的尾气输送至发动机排气环境控制系统12-2的外部。
电子控制单元13通过控制信号传输线路分别与湿度调节装置12-1-1、第一阀门12-1-2、第三阀门12-1-3、压缩机12-1-4、第四阀门12-1-5、第一传感器12-1-7、发动机进气环境控制系统第一稳压腔体电磁阀门12-1-8、发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门12-1-10、发动机进气环境温度调节加热装置12-1-11、第二传感器12-1-13、发动机进气环境控制系统第二稳压腔体电磁阀门12-1-14、第一风速调节装置12-1-15、空气流量传感器12-1-16、第一传感器12-1-7、发动机进气环境控制系统独立新风入口处气体状态参数测量传感器12-1-18、发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19、发动机排气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器12-2-2、发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3、发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4、台架试验室大气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器15-1、入口阀15-2、台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门15-6、台架试验室大气环境温度调节加热装置15-7、气体主输送装置15-8、连通阀门15-10、台架试验室大气环境控制系统-发动机进气环境控制系统送风气体状态参数测量传感器15-11、第一发动机环境风速调节装置15-12、台架试验室大气环境二号气体状态参数测量传感器15-13、第二发动机环境风速调节装置15-14、台架试验室大气环境一号气体状态参数测量传感器15-15、第五传感器15-17、气体回流输送装置15-19、排风阀门15-21相连接。电子控制单元13的作用是接收来自各传感器气体参数值测量信号以及来自大气环境控制系统工控机-台架试验大气环境电子控制单元通讯接口模块16-1和大气环境控制系统工控机16的预设目标控制信号,通过数据处理和运算,将能够达成各控制参数预设目标值的控制信号通过控制信号传输线路传输至各执行器,使各执行器组件完成其执行机构的相应动作。
进一步地,台架试验室14的内部空间安装有待试验的发动机1、发动机电子控制单元2、燃油恒温机消耗量测量系统3、发动机冷却液恒温控制系统4、发动机机油恒温控制系统5、发动机进气中冷温度控制系统6、测功机8、测功机-发动机连接轴8-1、输入/输出信号处理系统9、台架试验用传感器10、发动机尾气排放物测量系统11、第二稳压装置12-1-12、发动机进气环境控制系统第二稳压腔体气体状态参数测量传感器12-1-13、发动机进气环境控制系统第二稳压腔体电磁阀门12-1-14、第一风速调节装置12-1-15、空气流量传感器12-1-16、第三传感器12-1-17、台架试验台14-1、台架试验室大气环境送风端口15-9-1、第一发动机环境风速调节装置15-12、台架试验室大气环境二号气体状态参数测量传感器15-13、第二发动机环境风速调节装置15-14、台架试验室大气环境一号气体状态参数测量传感器15-15。台架试验台14-1上安装有测功机8和待试验的发动机1。台架试验台14-1的作用是固定、支撑台架试验所用的测功机8和待试验的发动机1及其相关组件。台架试验室墙体14-2围绕着台架试验室14内部空间的边界进行修筑。连接第二稳压装置12-1-12和第一稳压装置12-1-6的管路、第一排气通道1220、第四支管155、第五支管156穿过台架试验室墙体14-2。台架试验室墙体线槽口14-3安装在台架试验室墙体14-2建筑结构之中。台架试验室墙体线槽口14-3的作用是为电子控制单元13和所有位于台架试验室14内部空间中的传感器、执行器之间相连信号传输线路穿过台架试验室墙体14-2提供线槽口。
台架试验室大气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器15-1通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。台架试验室大气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器15-1的作用是测量并将台架试验室大气环境控制系统入口处的气体状态参数(气体温度、气体湿度、气体压力)数值传输至电子控制单元13。
在本申请中,发动机台架试验系统包括常规模式(正常工作模式)、内循环模式(大气环境控制系统-内循环模式)、独立进气模式(进气环境控制系统-独立进气模式)、非独立进气模式(进气环境控制系统-非独立进气模式)和待机模式(进气环境控制系统-待机模式、大气环境控制系统-待机模式、排气环境控制系统-待机模式)。除此以外,大气环境控制系统还具有外循环运转模式。
根据本申请的另一个具体实施例,入口阀15-2与空气过滤装置15-3通过管路相连接,入口阀15-2位于台架试验室大气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器15-1的下游,位于台架试验室大气环境控制系统空气过滤装置15-3的上游。另外,入口阀15-2通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。台架试验室大气环境控制系统入口阀15-2的作用是在大气环境控制系统15处于“外循环运转模式”时为系统提供外界的空气气流。空气过滤装置15-3通过进气口段151与入口阀15-2和台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4相连接,空气过滤装置15-3位于入口阀15-2的下游,位于台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4的上游。空气过滤装置15-3的作用是过滤来自入口阀15-2的气体气流,为大气环境控制系统15提供清洁的气体。大气环境控制系统第一腔体15-4共设置有四个端口,其中三个端口分别通过相关管路与空气过滤装置15-3、连通阀门15-10、气体混合阀门15-20相连接,另外一个端口与第四支管155连接。台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4的作用是为大气环境控制系统15向发动机进气环境控制系统12和台架试验室14输送气体提供其流动的通道,并为大气环境温度调节冷却装置15-5、大气环境温度调节加热装置15-7、气体主输送装置15-8提供安装空间。台架试验室大气环境温度调节冷却装置15-5的作用是降低流过台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4的气体温度。台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门15-6通过相关管路与大气环境温度调节冷却装置15-5相连接,另外,台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门15-6通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门15-6的作用是控制流向大气环境温度调节冷却装置15-5的冷冻水量,调节大气环境温度调节冷却装置15-5的冷却能力。
大气环境温度调节加热装置15-7安装在台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4内,另外,大气环境温度调节加热装置15-7通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。大气环境温度调节加热装置15-7的作用是升高流过台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4的气体温度。气体主输送装置15-8安装在台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4内,另外,气体主输送装置15-8通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。气体主输送装置15-8的作用是向台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4的下游输送足够流量的气体。第四支管155与台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4相连接,第四支管155的作用是将来自台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4的气体输送至台架试验室14内部空间。台架试验室大气环境送风端口15-9-1安装在第四支管155上,台架试验室大气环境送风端口15-9-1的作用是将来自台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4的气体输送至台架试验室14内部空间并调整气流输送方向。连通阀门15-10通过第三支管154与台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4相连接,另外,通过控制信号传输线路与台架试验大气环境电子控制单元13相连接。连通阀门15-10的作用是将来自台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4的气流输送至发动机进气环境控制系统12-1中。
台架试验室大气环境控制系统-发动机进气环境控制系统送风气体状态参数测量传感器15-11安装在与连通阀门15-10和新风口段12-1-1-1连接的相关管路上,且与发动机进气环境控制系统独立新风空气过滤装置12-1-20不在同一支路管路上。另外,台架试验室大气环境控制系统-发动机进气环境控制系统送风气体状态参数测量传感器15-11通过控制信号传输线路与台架试验大气环境电子控制单元13相连接,台架试验室大气环境控制系统-发动机进气环境控制系统送风气体状态参数测量传感器15-11的作用是测量并将由大气环境控制系统15输送至发动机进气环境控制系统12-1中的气流气体状态参数(气体温度、气体湿度、气体压力)数值传输至电子控制单元13。
第一发动机环境风速调节装置15-12的底座固定在台架试验室14的地面上并位于发动机1的进气侧,另外,第一发动机环境风速调节装置15-12通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。第一发动机环境风速调节装置15-12的作用是为发动机1的进气侧提供模拟实际汽车行驶大气风速环境。台架试验室大气环境二号气体状态参数测量传感器15-13放置于远离台架试验室大气环境送风端口15-9-1的台架试验室14的内部空气环境之中。另外,台架试验室大气环境二号气体状态参数测量传感器15-13通过控制信号传输线路与台架试验大气环境电子控制单元13相连接。台架试验室大气环境二号气体状态参数测量传感器15-13的作用是测量并将台架试验室14内远离台架试验室大气环境送风端口15-9-1处的气体状态参数实时数值传输至电子控制单元13。第二发动机环境风速调节装置15-14的底座固定在台架试验室14的地面上并位于试验用发动机1的排气侧,另外,第二发动机环境风速调节装置15-14通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。第二发动机环境风速调节装置15-14的作用是为发动机1的排气侧提供模拟实际汽车行驶大气风速环境。台架试验室大气环境一号气体状态参数测量传感器15-15放置于靠近台架试验室大气环境送风端口15-9-1的台架试验室14的内部空气环境之中,另外,台架试验室大气环境一号气体状态参数测量传感器15-15通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。台架试验室大气环境一号气体状态参数测量传感器15-15的作用是测量并将台架试验室14内靠近台架试验室大气环境送风端口15-9-1处的气体状态参数实时数值传输至电子控制单元13。
回风管段153与台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18相连接,回风管段153的作用是将来自台架试验室14内部空间的气体输送至台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18中。第五传感器15-17通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。台架试验室大气环境回流气体状态参数测量传感器15-17的作用是测量并将台架试验室大气环境气体回风管段153中的气体状态参数(气体温度、气体湿度、气体压力)数值传输至台架试验大气环境电子控制单元13。
台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18共设置有三个端口,一个端口通过主管道段152与气体混合阀门15-20相连接,一个端口通过第五支管156和排风阀门15-21相连接,另外一个端口与回风管段153相连接。台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18的作用是为来自台架试验室14内部空间回流至大气环境控制系统15的气体提供其流动的通道,并为气体回流输送装置15-19提供安装空间。气体回流输送装置15-19通过控制信号传输线路与台架试验大气环境电子控制单元13相连接,气体回流输送装置15-19的作用是将台架试验室14内部空间的气体输送至台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18中,并与气体主输送装置15-8配合,共同为台架试验室14内部空间提供循环流动的气体。气体混合阀门15-20通过主管道段152与台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4和台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18相连接。另外,气体混合阀门15-20通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接,气体混合阀门15-20的作用是在台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门一号气体压力传感器15-20-1和台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门二号气体压力传感器15-20-2所测压力数值差值的绝对值大于安全限值时开启,并将台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4和台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18内部空间相连通。台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门一号气体压力传感器15-20-1安装在台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4上。另外,台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门一号气体压力传感器15-20-1通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接,台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门一号气体压力传感器15-20-1的作用是测量并将台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4中的气体压力实时数值传输至电子控制单元13。台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门二号气体压力传感器15-20-2安装在台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18上。另外,台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门二号气体压力传感器15-20-2通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接,台架试验室大气环境控制系统气体混合阀门二号气体压力传感器15-20-2的作用是测量并将台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18中的气体压力实时数值传输至电子控制单元13。排风阀门15-21通过第五支管156与台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18相连接。另外,排风阀门15-21通过控制信号传输线路与电子控制单元13相连接。排风阀门15-21的作用是将大气环境控制系统15内的气体输送至系统外部。
大气环境控制系统工控机16通过控制信号传输线路与大气环境控制系统工控机-台架试验大气环境电子控制单元通讯接口模块16-1和电子控制单元13相连接。大气环境控制系统工控机16中安装有台架试验大气环境管理软件系统,作用是为台架试验操作人员提供一个良好的人机交互界面,为台架试验操作人员呈现与台架试验、发动机进排气环境控制系统12、台架试验室大气环境控制系统15相关的全部状态参数和控制参数数值。同时,大气环境控制系统工控机16、大气环境控制系统工控机-台架试验大气环境电子控制单元通讯接口模块16-1以及与其相连接的控制信号传输线路将台架试验操作人员在台架试验大气环境管理软件系统中设定的各项与发动机进排气环境控制系统12、大气环境控制系统15相关的控制参数数值传输至电子控制单元13。大气环境控制系统工控机-台架试验大气环境电子控制单元通讯接口模块16-1通过控制信号传输线路分别与大气环境控制系统工控机16和电子控制单元13相连接。大气环境控制系统工控机-台架试验大气环境电子控制单元通讯接口模块16-1的作用是接收、处理、传输大气环境控制系统工控机16和电子控制单元13之间传递的信号数据。
由大气环境流向大气环境控制系统15的气流F0-1在台架试验室大气环境控制系统15处于正常工作模式(即常规模式)时由入口阀15-2进入大气环境控制系统15中,经由空气过滤装置15-3及相关管路进入台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4中,再经由大气环境温度调节冷却装置15-5、大气环境温度调节加热装置15-7、气体主输送装置15-8流至台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4连接下游的两个端口处。
由大气环境流向发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19及相关管路的气流F0-2在发动机进气环境控制系统12-1处于“独立进气模式”时由发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19进入发动机进气环境控制系统12-1中,再经由发动机进气环境控制系统独立新风空气过滤装置12-1-20及相关管路流至气体湿度调节装置12-1-1的新风口段12-1-1-1。
流入发动机进气环境控制系统12-1的气流F1在发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-独立进气模式”时,来自由大气环境流向发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19及相关管路的气流F0-2。在发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-非独立进气模式”时,来自由大气环境流向大气环境控制系统15的气流F0-1。在流出台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4后,经由连通阀门15-10及相关管路流至气体湿度调节装置12-1-1的新风口段12-1-1-1的气流,即来自由台架试验室大气环境控制系统15流向发动机进气环境控制系统12-1的气流F3,在流入发动机进气环境控制系统12-1的气流F1进入发动机进气环境控制系统12-1后,在发动机进气环境控制系统12-1处于“非降压模式”时,流入发动机进气环境控制系统12-1的气流F1经由第三阀门12-1-3、压缩机12-1-4、第四阀门12-1-5进入第一稳压装置12-1-6。在发动机进气环境控制系统12-1处于“非降压模式”时,流入发动机进气环境控制系统12-1的气流F1经由发动机进气环境控制系统一号阀门12-1-2进入第一稳压装置12-1-6。在进入第一稳压装置12-1-6之后,流入发动机进气环境控制系统12-1的气流F1经由温度调节冷却装置12-1-9、温度调节加热装置12-1-11、第二稳压装置12-1-12、第一风速调节装置12-1-15、空气流量传感器12-1-16及相关管路进入发动机进气系统1-5。
由大气环境控制系统15流向台架试验室14内部空间的气流F2由台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4的其中一个端口进入第四支管155,再从台架试验室大气环境送风端口15-9-1进入台架试验室14内部空间。
由大气环境控制系统15流向发动机进气环境控制系统12-1的气流F3在发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-非独立进气模式”时由台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4的其中一个端口经由连通阀门15-10及相关管路流至湿度调节装置12-1-1的新风口段12-1-1-1的上游管路中。
由台架试验室14内部空间回流向大气环境控制系统15的气流F4由回风管段153进入台架试验室大气环境控制系统第二腔体15-18。大气环境控制系统15处于“大气环境控制系统-常规模式”时,由台架试验室14内部空间回流向大气环境控制系统15的气流F4经由气体回流输送装置15-19、排风阀门15-21及相关管路流至大气环境控制系统15外部。在大气环境控制系统15处于“大气环境控制系统-内循环模式”时,由台架试验室14内部空间回流向大气环境控制系统15的气流F4经由气体回流输送装置15-19、气体混合阀门15-20进入台架试验室大气环境控制系统第一腔体15-4。
由排风阀门15-21流向大气环境控制系统15外部的气流F5在排风阀门15-21处于开启状态时,由排风阀门15-21流至大气环境控制系统15外部。
由发动机排气系统1-10流向发动机排气环境控制系统12-2的气流F6在发动机1处于运转状态时由发动机排气系统1-10中的发动机颗粒捕集器1-10-4进入第一排气通道1220并进入发动机排气环境控制系统12-2,经由发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4、发动机排气环境控制系统排烟输送装置下游管路12-2-5流至发动机排气环境控制系统12-2外部。
大气环境控制系统15的工作模式分为:“大气环境控制系统-常规模式”、“大气环境控制系统-内循环模式”、“大气环境控制系统-待机模式”。如图4所示为根据本发明实施例的大气环境控制系统15的控制模式流程图,其中图5为图4中A1实施例的流程图,图6为图4中A2处实施例的流程图,图7为图4中A3处实施例的流程图,图8为图4中A4处实施例的流程图。如图5所示,当大气环境控制系统15以“大气环境控制系统-常规模式”运行时,开启入口阀15-2、排风阀门15-21,发动机排气环境控制系统12-2以“排气环境控制系统-工作模式”运行。如图4所示,当大气环境控制系统15以“大气环境控制系统-内循环模式”运行时,关闭入口阀15-2、排风阀门15-21,发动机进气环境控制系统12-1不能进入“进气环境控制系统-非独立进气模式”,发动机排气环境控制系统12-2保持“排气环境控制系统-待机模式”。如图8中,当大气环境控制系统15处于“大气环境控制系统-待机模式”时,所有阀门均保持关闭状态,发动机进气环境控制系统12-1保持“进气环境控制系统-待机模式”,发动机排气环境控制系统12-2保持“排气环境控制系统-待机模式”。
根据本申请的另一个具体实施例,大气环境控制系统15的温度调节模式分为:“大气环境控制系统-温度保持”温度调节子模式、“大气环境控制系统-冷却”温度调节子模式、“大气环境控制系统-加热”温度调节子模式。图9所示为根据本发明实施例的大气环境控制系统15的环境气体温度控制方法的流程图,如图10所示为图9中A处实施例的的流程图,在流程开始后,首先检查大气环境控制系统15是否处于“大气环境控制系统-待机模式”,若大气环境控制系统15处于“大气环境控制系统-待机模式”,则关闭大气环境控制系统15中用于调节气体温度的所有执行器,并结束大气环境控制系统15温度调节流程;若大气环境控制系统15不处于“大气环境控制系统-待机模式”,则在台架试验大气环境管理软件中弹出通知,请求用户输入台架试验室大气温度控制目标值T_15_c,并根据此值计算台架试验室大气温度控制目标最低阈值T_15_cL和最高阈值T_15_cH,接收台架试验室大气环境一号气体状态参数测量传感器15-15、台架试验室大气环境二号气体状态参数测量传感器15-13实测温度数值,验证读取数据有效性,对各温度传感器测值进行加权求和计算并写入进气实测温度数值T_15_a。然后进行判断:如图9所示,当T_15_a>T_15_cL且T_15_a<T_15_cH时,大气环境控制系统15温度调节流程进入“大气环境控制系统-温度保持”温度调节子模式,当T_15_a<T_15_cL时,大气环境控制系统15温度调节流程进入“大气环境控制系统-加热”温度调节子模式,当T_15_a>T_15_cH时,大气环境控制系统15温度调节流程进入“大气环境控制系统-冷却”温度调节子模式。
当大气环境控制系统15温度调节流程进入“大气环境控制系统-温度保持”温度调节子模式后,首先检查大气环境控制系统15是否处于“大气环境控制系统-待机模式”,若台架试验室大气环境控制系统15处于“大气环境控制系统-待机模式”,则关闭大气环境控制系统15中用于调节气体温度的所有执行器,并结束大气环境控制系统15温度调节流程;若大气环境控制系统15不处于“大气环境控制系统-待机模式”,则令所有大气环境控制系统15的执行器维持当前控制参数。等待一个试验室大气环境控制系统15系统时间周期后,进行判断:若T_15_a>T_15_cL且T_15_a<T_15_cH,则令大气环境控制系统15继续处于“大气环境控制系统-温度保持”温度调节子模式并重新从进入该温度调节子模式后开始流程。若T_15_a<T_15_cL或T_15_a>T_15_cH,则令台架试验室大气环境控制系统15退出“大气环境控制系统-温度保持”温度调节子模式,重新根据T_15_a、T_15_cL、T_15_cH之间的关系进行温度调节子模式选择。
当大气环境控制系统15温度调节流程进入“大气环境控制系统-加热”温度调节子模式后,首先关闭台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门15-6,再检查大气环境控制系统15是否处于“大气环境控制系统-待机模式”,若大气环境控制系统15处于“大气环境控制系统-待机模式”,则关闭大气环境控制系统15中用于调节气体温度的所有执行器,并结束大气环境控制系统15温度调节流程;若大气环境控制系统15不处于“大气环境控制系统-待机模式”,则开启大气环境温度调节加热装置15-7,实时计算T_15_a-c=T_15_a-T_15_c并根据T_15_a-c的值调节大气环境温度调节加热装置15-7的功率,调节完成后等待一个大气环境控制系统15系统时间周期,之后进行判断:若T_15_a<T_15_cL,则令大气环境控制系统15继续处于“大气环境控制系统-加热”温度调节子模式并重新从进入该温度调节子模式后开始流程,若T_15_a>T_15_cL,则令台架试验室大气环境控制系统15退出“大气环境控制系统-加热”温度调节子模式,重新根据T_15_a、T_15_cL、T_15_cH值之间的大小关系进行温度调节子模式选择。
如图9所示,当大气环境控制系统15温度调节流程进入“大气环境控制系统-冷却”温度调节子模式后,首先关闭大气环境温度调节加热装置15-7,再检查大气环境控制系统15是否处于“大气环境控制系统-待机模式”,若大气环境控制系统15处于“大气环境控制系统-待机模式”,则关闭大气环境控制系统15中用于调节气体温度的所有执行器,并结束大气环境控制系统15温度调节流程;若大气环境控制系统15不处于“大气环境控制系统-待机模式”,则开启台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门15-6,实时计算T_15_a-c=T_15_a-T_15_c并根据T_15_a-c的值调节台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门15-6的开度,调节完成后等待一个大气环境控制系统15系统时间周期,之后进行判断:若T_15_a>T_15_cH,则令大气环境控制系统15继续处于“大气环境控制系统-冷却”温度调节子模式并重新从进入该温度调节子模式后开始流程,若T_15_a<T_15_cH,则令台架试验室大气环境控制系统15退出“大气环境控制系统-冷却”温度调节子模式,重新根据T_15_a、T_15_cL、T_15_cH之间的关系进行温度调节子模式选择。
根据本申请的另一个具体实施例,发动机进气环境控制系统12-1的工作模式分为:“进气环境控制系统-独立进气模式”、“进气环境控制系统-非独立进气模式”、“进气环境控制系统-待机模式”。如图4所示,当发动机进气环境控制系统12-1以“进气环境控制系统-独立进气模式”运行时,开启发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19,关闭连通阀门15-10,流入发动机进气环境控制系统12-1的气流F1来自由大气环境流向发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19及相关管路的气流F0-2,如图6所示,当发动机进气环境控制系统12-1以“进气环境控制系统-独立进气模式”运行时,开启发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19,关闭连通阀门15-10,流入发动机进气环境控制系统12-1的气流F1来自由大气环境流向发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19及相关管路的气流F0-2,当发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-非独立进气模式”时,关闭发动机进气环境控制系统独立新风阀门12-1-19,开启连通阀门15-10。
如图11所示为根据本发明实施例的发动机进气环境控制系统12-1的进气温度控制方法的流程图,图12为图11中B处实施例的流程图。如图11所示,当发动机进气环境控制系统12-1温度调节流程进入“进气环境控制系统-温度保持”温度调节子模式后,首先检查发动机进气环境控制系统12-1是否处于“进气环境控制系统-待机模式”,若发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机进气环境控制系统12-1中用于调节气体温度的所有执行器,并结束发动机进气环境控制系统12-1气体温度调节流程;若发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”,则令所有发动机进气环境控制系统12-1的执行器维持当前控制参数。等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期后,进行判断:若T_12_a>T_12_cL且T_12_a<T_12_cH,则令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-温度保持”温度调节子模式并重新从进入该温度调节子模式后进行下一步流程,若T_12_a<T_12_cL或T_12_a>T_12_cH,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-温度保持”温度调节子模式,重新根据T_12_a、T_12_cL、T_12_cH值之间的大小关系进行气体温度调节子模式选择。
如图11所示,当发动机进气环境控制系统12-1温度调节流程进入“进气环境控制系统-加热”温度调节子模式后,首先关闭发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门12-1-10,再检查发动机进气环境控制系统12-1是否处于“进气环境控制系统-待机模式”,若发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机进气环境控制系统12-1中用于调节气体温度的所有执行器,并结束发动机进气环境控制系统12-1气体温度调节流程。若发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”,则开启温度调节加热装置12-1-11,实时计算T_12_a-c=T_12_a-T_12_c并根据T_12_a-c的值调节温度调节加热装置12-1-11的功率,调节完成后等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期,之后进行判断:若T_12_a<T_12_cL,则令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-加热”温度调节子模式并重新从进入该温度调节子模式后进行下一步流程。若T_12_a>T_12_cL,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-加热”温度调节子模式,重新根据T_12_a、T_12_cL、T_12_cH之间的关系进行气体温度调节子模式选择。
如图11所示,当发动机进气环境控制系统12-1温度调节流程进入“进气环境控制系统-冷却”温度调节子模式后,首先关闭温度调节加热装置12-1-11,再检查发动机进气环境控制系统12-1是否处于“进气环境控制系统-待机模式”,若发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机进气环境控制系统12-1中用于调节气体温度的所有执行器,并结束发动机进气环境控制系统12-1气体温度调节流程。若发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”,则开启发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门12-1-10,实时计算T_12_a-c=T_12_a-T_12_c并根据T_12_a-c的值调节发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门12-1-10的开度,调节完成后等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期,之后进行判断:若T_12_a>T_12_cH,则令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-冷却”温度调节子模式并重新从进入该温度调节子模式后进行下一步流程。若T_12_a<T_12_cH,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-冷却”温度调节子模式,重新根据T_12_a、T_12_cL、T_12_cH之间的关系进行气体温度调节子模式选择。
根据本申请的另一个具体实施例,发动机进气环境控制系统12-1的气体压力调节模式分为:“进气环境控制系统-非降压”压力调节子模式、“进气环境控制系统-降压”压力调节子模式。如图13所示为根据本发明实施例的发动机进气环境控制系统12-1的进气压力控制方法的流程图,其中图14所示为图13中C处实施例的流程图,在流程开始后,首先检查发动机进气环境控制系统12-1是否处于“进气环境控制系统-待机模式”,若发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机进气环境控制系统12-1中用于调节气体压力的所有执行器,并结束发动机进气环境控制系统12-1气体压力调节流程。若发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”,则在台架试验大气环境管理软件中弹出通知,请求用户输入发动机进气压力控制目标值P_Air_12-1_c,并根据此值计算求得发动机进气压力控制目标最低阈值P_Air_12-1_cL和最高阈值P_Air_12-1_cH。实时接收并更新发动机进气环境控制系统出口处气体状态参数测量传感器12-1-17实测压力数值,验证读取数据有效性,并写入进气实测压力数值P_Air_12-1_a。进行判断:如图13所示,当P_Air_12-1_a<P_Air_12-1_cH时,发动机进气环境控制系统12-1气体压力调节流程进入“进气环境控制系统-非降压”压力调节子模式。当P_Air_12-1_a>P_Air_12-1_cH时,发动机进气环境控制系统12-1气体压力调节流程进入“进气环境控制系统-降压”压力调节子模式。在进入各压力调节子模式前需要首先检查发动机进气环境控制系统12-1是否处于“进气环境控制系统-待机模式”,若发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机进气环境控制系统12-1中用于调节气体压力的所有执行器,并结束发动机进气环境控制系统12-1气体压力调节流程。若发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”,则进入相应压力调节子模式。
如图13所示,当发动机进气环境控制系统12-1压力调节流程进入“进气环境控制系统-非降压”压力调节子模式后,开启第三阀门12-1-3,开启第四阀门12-1-5,关闭发动机进气环境控制系统一号阀门12-1-2。之后进行判断:若P_Air_12-1_a<P_Air_12-1_cL,开启压缩机12-1-4,之后根据实测值实时变化计算P_Air_12-1_a-c=P_Air_12-1_a-P_Air_12-1_c,并根据P_Air_12-1_a-c实时值调节压缩机12-1-4控制参数。等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期后,再次进行判断:是否P_Air_12-1_a>P_Air_12-1_cL。若P_Air_12-1_a>P_Air_12-1_cL,则在确认发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”后,进行判断:若P_Air_12-1_a<P_Air_12-1_cH,则令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-非降压”压力调节子模式,并返回判断:是否P_Air_12-1_a<P_Air_12-1_cL。若P_Air_12-1_a>P_Air_12-1_cH,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-非降压”压力调节子模式,重新根据P_Air_12-1_a、P_Air_12-1_cL、P_Air_12-1_cH值之间的大小关系进行气体压力调节子模式选择。
当发动机进气环境控制系统12-1压力调节流程进入“进气环境控制系统-降压”压力调节子模式后,开启第一阀门12-1-2,关闭发动机进气环境控制系统气体压缩机12-1-4,关闭第三阀门12-1-3,关闭第四阀门12-1-5。之后根据实测值实时变化计算P_Air_12-1_a-c=P_Air_12-1_a-P_Air_12-1_c,并根据P_Air_12-1_a-c实时值调节第一阀门12-1-2的开度。等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期后,进行判断:若P_Air_12-1_a>P_Air_12-1_cL,则在确认发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”后令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-降压”压力调节子模式,返回根据P_Air_12-1_a-c实时值调节第一阀门12-1-2的开度流程并继续执行后续流程;若P_Air_12-1_a<P_Air_12-1_cL,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-降压”压力调节子模式,重新根据P_Air_12-1_a、P_Air_12-1_cL、P_Air_12-1_cH值之间的大小关系进行气体压力调节子模式选择。
根据本申请的另一个具体实施例,发动机进气环境控制系统12-1的气体湿度调节模式分为:“进气环境控制系统-湿度保持”湿度调节子模式、“进气环境控制系统-减湿”湿度调节子模式、“进气环境控制系统-加湿”湿度调节子模式。如图15所示为根据本发明实施例的发动机进气环境控制系统的进气湿度控制方法的流程图,其中,图16为图15中E处实施例的流程图。如图16所示,在流程开始后,首先检查发动机进气环境控制系统12-1是否处于“进气环境控制系统-待机模式”,若发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机进气环境控制系统12-1中用于调节气体湿度的所有执行器,并结束发动机进气环境控制系统12-1气体湿度调节流程。若发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”,则在台架试验大气环境管理软件中弹出通知,请求用户输入发动机进气湿度控制目标值H_Air_12-1_c,并根据此值计算求得发动机进气湿度控制目标最低阈值H_Air_12-1_cL和最高阈值H_Air_12-1_cH,实时接收并更新第三传感器12-1-17实测湿度数值,验证读取数据有效性,写入进气实测湿度数值H_Air_12-1_a。进行判断:如图15所示,当H_Air_12-1_a>H_Air_12-1_cL且H_Air_12-1_a<H_Air_12-1_cH时,发动机进气环境控制系统12-1进入“进气环境控制系统-湿度保持”湿度调节子模式。当H_Air_12-1_a>H_Air_12-1_cL且H_Air_12-1_a>H_Air_12-1_cH时,发动机进气环境控制系统12-1进入“进气环境控制系统-减湿”湿度调节子模式。当H_Air_12-1_a<H_Air_12-1_cL时,发动机进气环境控制系统12-1进入“进气环境控制系统-加湿”湿度调节子模式。
如图15所示,当发动机进气环境控制系统12-1湿度调节流程进入“进气环境控制系统-湿度保持”湿度调节子模式后,首先检查发动机进气环境控制系统12-1是否处于“进气环境控制系统-待机模式”,若发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机进气环境控制系统12-1中用于调节气体湿度的所有执行器,并结束发动机进气环境控制系统12-1气体湿度调节流程。若发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”,则令所有发动机进气环境控制系统12-1的气体湿度调节执行器维持当前控制参数,等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期后,进行判断:当H_Air_12-1_a>H_Air_12-1_cL且H_Air_12-1_a<H_Air_12-1_cH时,则令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-湿度保持”湿度调节子模式并重新从进入该湿度调节子模式后进行下一步流程。当H_Air_12-1_a<H_Air_12-1_cL或H_Air_12-1_a>H_Air_12-1_cH时,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-湿度保持”湿度调节子模式,重新根据H_Air_12-1_a、H_Air_12-1_cL、H_Air_12-1_cH值之间的大小关系进行湿度调节子模式选择。
如图15所示,当发动机进气环境控制系统12-1湿度调节流程进入“进气环境控制系统-减湿”湿度调节子模式后,在确认发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”后根据实测值变化计算:H_Air_12-1_a-c=H_Air_12-1_a-H_Air_12-1_c,并根据H_Air_12-1_a-c的实时值调节湿度调节装置12-1-1控制参数,之后等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期后,进行判断:当H_Air_12-1_a>H_Air_12-1_cH时,则令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-减湿”湿度调节子模式并重新从进入该湿度调节子模式后进行下一步流程。当H_Air_12-1_a<H_Air_12-1_cH时,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-减湿”湿度调节子模式,重新根据H_Air_12-1_a、H_Air_12-1_cL、H_Air_12-1_cH值之间的大小关系进行湿度调节子模式选择。
如图15所示,当发动机进气环境控制系统12-1湿度调节流程进入“进气环境控制系统-加湿”湿度调节子模式后,在确认发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”后根据实测值变化计算:H_Air_12-1_a-c=H_Air_12-1_a-H_Air_12-1_c,并根据H_Air_12-1_a-c的实时值调节湿度调节装置12-1-1控制参数,之后等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期后,进行判断:当H_Air_12-1_a<H_Air_12-1_cL时,则令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-加湿”湿度调节子模式并重新从进入该湿度调节子模式后进行下一步流程。当H_Air_12-1_a>H_Air_12-1_cL时,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-加湿”湿度调节子模式,重新根据H_Air_12-1_a、H_Air_12-1_cL、H_Air_12-1_cH值之间的大小关系进行湿度调节子模式选择。
发动机进气环境控制系统12-1和大气环境控制系统15的气体风速调节模式分为:“进气环境控制系统-风速保持”风速调节子模式、“进气环境控制系统-降低风速”风速调节子模式、“进气环境控制系统-提升风速”风速调节子模式。如图17所示为根据本发明实施例的大气环境控制系统和发动机进气环境控制系统的气体风速控制方法的流程图,在流程开始后,一方面检查发动机进气环境控制系统12-1是否处于“进气环境控制系统-待机模式”,另一方面检查大气环境控制系统15是否处于“大气环境控制系统-待机模式”。如果发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”,则须保持大气环境控制系统15也不处于“大气环境控制系统-待机模式”。如果发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-待机模式”,则大气环境控制系统15可以处于也可以不处于“大气环境控制系统-待机模式”。如果发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机进气环境控制系统12-1中用于调节气体风速的所有执行器。如果大气环境控制系统15处于“大气环境控制系统-待机模式”,则关闭大气环境控制系统15中用于调节气体风速的所有执行器。对于大气环境控制系统15,可以通过用户是否输入的环境风速控制目标值Vx_Air_12-1_c进行对第一发动机环境风速调节装置15-12和第二发动机环境风速调节装置15-14运转参数的设置。发动机进气环境控制系统12-1和大气环境控制系统15的(环境)气体风速控制目标值在其分别运行过程中始终保持一致。
如图17所示,在流程开始后,如果发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”且大气环境控制系统15也不处于“大气环境控制系统-待机模式”,则在保持大气环境控制系统15不处于“大气环境控制系统-待机模式”的基础上,请求用户输入环境风速控制目标值Vx_Air_12-1_c,并根据此值计算求得发动机进气风速控制目标最低阈值Vx_Air_12-1_cL和最高阈值Vx_Air_12-1_cH。如果用户设置的Vx_Air_12-1_c小于系统中设置的停车发动机怠速时进气风速Vx_Air_Idle,则将Vx_Air_Idle的值赋值于Vx_Air_12-1_c。实时接收并更新第三传感器12-1-17实测风速数值,验证读取数据有效性,并写入进气实测风速数值Vx_Air_12-1_a。进行判断:当Vx_Air_12-1_a>Vx_Air_12-1_cL且Vx_Air_12-1_a<Vx_Air_12-1_cH时,发动机进气环境控制系统12-1进入“进气环境控制系统-风速保持”风速调节子模式;当Vx_Air_12-1_a>Vx_Air_12-1_cH时,发动机进气环境控制系统12-1进入“进气环境控制系统-降低风速”风速调节子模式;当Vx_Air_12-1_a<Vx_Air_12-1_cL时,发动机进气环境控制系统12-1进入“进气环境控制系统-提升风速”风速调节子模式。
如图18所示,当发动机进气环境控制系统12-1进入“进气环境控制系统-风速保持”风速调节子模式后,首先检查发动机进气环境控制系统12-1是否处于“进气环境控制系统-待机模式”,若发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机进气环境控制系统12-1中用于调节气体风速的所有执行器,等待大气环境控制系统15进入“大气环境控制系统-待机模式”后结束发动机进气环境控制系统12-1气体风速调节流程。若发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”,则令所有发动机进气环境控制系统12-1的气体风速调节执行器维持当前控制参数,等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期后,进行判断:当Vx_Air_12-1_a>Vx_Air_12-1_cL且Vx_Air_12-1_a<Vx_Air_12-1_cH时,则令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-风速保持”风速调节子模式并重新进入该风速调节子模式后进行下一步流程。当Vx_Air_12-1_a<Vx_Air_12-1_cL或Vx_Air_12-1_a>Vx_Air_12-1_cH时,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-风速保持”风速调节子模式,重新根据Vx_Air_12-1_a、Vx_Air_12-1_cL、Vx_Air_12-1_cH值之间的大小关系进行风速调节子模式选择。
如图18所示,当发动机进气环境控制系统12-1进入“进气环境控制系统-降低风速”风速调节子模式后,在确认发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”后根据实测值变化计算:Vx_Air_12-1_a-c=Vx_Air_12-1_a-Vx_Air_12-1_c,根据Vx_Air_12-1_a-c的实时值调节第一风速调节装置12-1-15控制参数,等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期后,进行判断:当Vx_Air_12-1_a>Vx_Air_12-1_cH时,则令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-降低风速”风速调节子模式并重新进入该风速调节子模式后进行下一步流程。当Vx_Air_12-1_a<Vx_Air_12-1_cH时,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-降低风速”风速调节子模式,重新根据Vx_Air_12-1_a、Vx_Air_12-1_cL、Vx_Air_12-1_cH值之间的大小关系进行风速调节子模式选择。
当发动机进气环境控制系统12-1进入“进气环境控制系统-提升风速”风速调节子模式后,在确认发动机进气环境控制系统12-1不处于“进气环境控制系统-待机模式”后根据实测值变化计算:Vx_Air_12-1_a-c=Vx_Air_12-1_a-Vx_Air_12-1_c,根据Vx_Air_12-1_a-c的实时值调节第一风速调节装置12-1-15控制参数,等待一个发动机进气环境控制系统12-1系统时间周期后,进行判断:当Vx_Air_12-1_a<Vx_Air_12-1_cL时,则令发动机进气环境控制系统12-1继续处于“进气环境控制系统-提升风速”风速调节子模式并重新进入该风速调节子模式后进行下一步流程。当Vx_Air_12-1_a>Vx_Air_12-1_cL时,则令发动机进气环境控制系统12-1退出“进气环境控制系统-提升风速”风速调节子模式,重新根据Vx_Air_12-1_a、Vx_Air_12-1_cL、Vx_Air_12-1_cH值之间的大小关系进行风速调节子模式选择。
发动机排气环境控制系统12-2的工作模式分为:“排气环境控制系统-工作模式”、“排气环境控制系统-待机模式”。如图19所示为根据本发明实施例的发动机排气环境控制系统12-2的发动机排气环境气体压力控制方法的流程图,图20为图19中F处实施例的流程图。如图19所示,当发动机排气环境控制系统12-2以“排气环境控制系统-工作模式”(发动机排气环境控制系统12-2不处于“排气环境控制系统-待机模式”)运行时,开启发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3、发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4;当发动机排气环境控制系统12-2处于“排气环境控制系统-待机模式”时,关闭发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3、发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4。
如图20所示,发动机排气环境控制系统12-2的发动机排气环境气体压力调节模式分为:“排气环境控制系统-压力保持”排气环境压力调节子模式、“排气环境控制系统-降压”排气环境压力调节子模式、“排气环境控制系统-升压”排气环境压力调节子模式。在流程开始后,首先检查发动机排气环境控制系统12-2是否处于“排气环境控制系统-待机模式”,若发动机排气环境控制系统12-2处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机排气环境控制系统12-2中用于调节排气环境气体压力的所有执行器,并结束发动机排气环境控制系统12-2的排气环境气体压力调节流程。若发动机排气环境控制系统12-2不处于“排气环境控制系统-待机模式”,则开启发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3,之后在台架试验大气环境管理软件中弹出通知,请求用户输入发动机排气环境气体压力控制目标值P_Em_12-2_c。同时,实时接收并更新台架试验室大气环境一号气体状态参数测量传感器15-15、台架试验室大气环境二号气体状态参数测量传感器15-13实测气体压力数值,验证读取数据有效性并对各温度传感器测值进行加权求和实时计算并写入进气实测温度数值P_15_a。读取系统中设置的台架试验环境与排气环境气体压力差值限值P_Em_Delta_Lim,若P_Em_12-2_c>(P_15_a-P_Em_Delta_Lim),则在台架试验大气环境管理软件中弹出报错对话框并为P_Em_12-2_c赋值使P_Em_12-2_c=P_15_a-P_Em_Delta_Lim再继续进行下一步流程。若P_Em_12-2_c<(P_15_a-P_Em_Delta_Lim),则直接进行下一步流程。计算求得发动机排气环境气体压力控制目标最低阈值P_Em_12-2_cL和最高阈值P_Em_12-2_cH,实时接收并更新发动机排气环境控制系统入口处气体状态参数测量传感器12-2-2实测发动机排气环境气体压力数值,验证读取数据有效性并写入排气环境实测气体压力数值P_Em_12-2_a。进行判断:当P_Em_12-2_a>P_Em_12-2_cL且P_Em_12-2_a<P_Em_12-2_cH时,发动机排气环境控制系统12-2进入“排气环境控制系统-压力保持”排气环境压力调节子模式;当P_Em_12-2_a>P_Em_12-2_cH时,发动机排气环境控制系统12-2进入“排气环境控制系统-降压”排气环境压力调节子模式。当P_Em_12-2_a<P_Em_12-2_cL时,发动机排气环境控制系统12-2进入“排气环境控制系统-升压”排气环境压力调节子模式。
当发动机排气环境控制系统12-2进入“排气环境控制系统-压力保持”排气环境压力调节子模式后,首先检查发动机排气环境控制系统12-2是否处于“排气环境控制系统-待机模式”,若发动机排气环境控制系统12-2处于“进气环境控制系统-待机模式”,则关闭发动机排气环境控制系统12-2中用于调节排气环境气体压力的所有执行器,并结束发动机排气环境控制系统12-2的排气环境气体压力调节流程;若发动机排气环境控制系统12-2不处于“排气环境控制系统-待机模式”,则令所有发动机排气环境控制系统12-2的排气环境压力调节执行器维持当前控制参数,等待一个发动机排气环境控制系统12-2系统时间周期后,进行判断:当P_Em_12-2_a>P_Em_12-2_cL且P_Em_12-2_a<P_Em_12-2_cH时,发动机排气环境控制系统12-2继续处于“排气环境控制系统-压力保持”并重新进入该排气环境压力调节子模式后进行下一步流程。当P_Em_12-2_a<P_Em_12-2_cL或P_Em_12-2_a>P_Em_12-2_cH时,发动机排气环境控制系统12-2退出“排气环境控制系统-压力保持”排气环境压力调节子模式,重新根据P_Em_12-2_a、P_Em_12-2_cL、P_Em_12-2_cH值之间的大小关系进行排气环境压力调节子模式选择。
当发动机排气环境控制系统12-2进入“排气环境控制系统-降压”排气环境压力调节子模式后,在确认发动机排气环境控制系统12-2不处于“排气环境控制系统-待机模式”后根据实测值变化计算:P_Em_12-2_a-c=P_Em_12-2_a-P_Em_12-2_c,并根据P_Em_12-2_a-c的实时值调节发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4的控制参数,等待一个发动机排气环境控制系统12-2系统时间周期后,进行判断:当P_Em_12-2_a>P_Em_12-2_cH时,发动机排气环境控制系统12-2继续处于“排气环境控制系统-降压”排气环境压力调节子模式并重新进入该排气环境压力调节子模式后进行下一步流程;当P_Em_12-2_a<P_Em_12-2_cH时,发动机排气环境控制系统12-2退出“排气环境控制系统-降压”排气环境压力调节子模式,重新根据P_Em_12-2_a、P_Em_12-2_cL、P_Em_12-2_cH值之间的大小关系进行排气环境压力调节子模式选择。
当发动机排气环境控制系统12-2进入“排气环境控制系统-升压”排气环境压力调节子模式后,在确认发动机排气环境控制系统12-2不处于“排气环境控制系统-待机模式”后根据实测值变化计算:P_Em_12-2_a-c=P_Em_12-2_a-P_Em_12-2_c,并根据P_Em_12-2_a-c的实时值调节发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4的控制参数,等待一个发动机排气环境控制系统12-2系统时间周期后,进行判断:当P_Em_12-2_a<P_Em_12-2_cL时,发动机排气环境控制系统12-2继续处于“排气环境控制系统-升压”排气环境压力调节子模式并重新进入该排气环境压力调节子模式后进行下一步流程;当P_Em_12-2_a>P_Em_12-2_cL时,发动机排气环境控制系统12-2退出“排气环境控制系统-升压”排气环境压力调节子模式,重新根据P_Em_12-2_a、P_Em_12-2_cL、P_Em_12-2_cH值之间的大小关系进行排气环境压力调节子模式选择。
模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统利用发动机进排气环境控制系统12和大气环境控制系统15对发动机1所处的台架试验大气环境参数(包括气体温度、气体风速)、发动机1进气系统入口处的进气参数(包括气体温度、气体湿度、气体压力和气体风速)和发动机1的排气环境气体压力进行控制。
模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用大气环境控制系统工控机16及台架试验大气环境管理软件为台架试验操作人员提供人机交互界面。在试验过程中,台架试验操作人员可利用大气环境控制系统工控机16及台架试验大气环境管理软件输入各控制参数的目标值、设置计算台架试验室大气环境气体参数实时数值的权重值和监视各相关参数的实时数值,大气环境控制系统工控机16利用信号传输线路、大气环境控制系统工控机-台架试验大气环境电子控制单元通讯接口模块16-1将控制信号传输至台架试验大气环境电子控制单元13。
根据本申请的另一个具体实施例,模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用电子控制单元13接收来自大气环境控制系统工控机16的台架试验操作人员输入的控制指令(包括各控制参数的目标值)以及来自各传感器测量参数的实际数值,并将处理后的控制参数向系统中各执行器发送控制信号,以完成对各控制参数的控制。其中,控制参数包括发动机1进气系统入口处的进气参数(包括气体温度、气体湿度、气体压力和气体流速)、第一排气通道1220中的气体参数(包括气体压力)、发动机1本体不同位置处(包括排气系统)的空气流动速度和台架试验室14内部空间不同位置处的大气环境参数(包括气体温度)。应用大气环境温度调节冷却装置15-5、台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门15-6、大气环境温度调节加热装置15-7为发动机台架试验提供气体温度为控制目标值的试验环境。台架试验室大气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门15-6、大气环境温度调节加热装置15-7的控制信号来自台架试验大气环境电子控制单元13。
模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用第一发动机环境风速调节装置15-12、第二发动机环境风速调节装置15-14为发动机台架试验提供气体风速为控制目标值的试验环境。第一发动机环境风速调节装置15-12、第二发动机环境风速调节装置15-14的控制信号来自台架试验大气环境电子控制单元13。
模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用湿度调节装置12-1-1为发动机进气系统1-5提供湿度为控制目标值的进气环境,湿度调节装置12-1-1的控制信号来自电子控制单元13。
模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门12-1-10、温度调节冷却装置12-1-9和温度调节加热装置12-1-11为发动机进气系统1-5提供气体温度为控制目标值的进气环境。发动机进气环境温度调节冷却装置冷冻水管阀门12-1-10和温度调节加热装置12-1-11的控制信号来自电子控制单元13。
模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用第一风速调节装置12-1-15在台架试验过程中为发动机进气系统1-5提供风速为控制目标值的进气气流,第一风速调节装置12-1-15的控制信号来自电子控制单元13。
根据本申请的另一个具体实施例,大气环境控制系统15和发动机进气环境控制系统12-1气体风速控制目标值保持相同。
模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用发动机进气环境控制系统一号阀门12-1-2、发动机进气环境控制系统二号阀门12-1-3、发动机进气环境控制系统气体压缩机12-1-4、第四阀门12-1-5、第一稳压装置12-1-6、第二稳压装置12-1-12为发动机进气系统1-5提供控制压力为目标值的进气环境,发动机进气环境控制系统一号阀门12-1-2、发动机进气环境控制系统二号阀门12-1-3、压缩机12-1-4、第四阀门12-1-5、第一稳压装置12-1-6、发动机进气环境控制系统第二稳压腔体12-1-12的控制信号来自电子控制单元13。
模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用发动机进气环境控制系统一号阀门12-1-2在发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-降压”压力调节子模式时为发动机进气系统1-5提供控制压力为目标值的进气环境,通过调节发动机进气环境控制系统一号阀门12-1-2的开度以调节发动机进气系统1-5进气环境中的气体压力值。发动机进气环境控制系统一号阀门12-1-2的控制信号来自电子控制单元13。
根据本申请的另一个具体实施例,模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用发动机进气环境控制系统二号阀门12-1-3、压缩机12-1-4、发动机进气环境控制系统3号阀门12-1-5在发动机进气环境控制系统12-1处于“进气环境控制系统-非降压”压力调节子模式时为发动机进气系统1-5提供控制压力为目标值的进气环境,通过压缩机12-1-4的控制参数以调节发动机进气系统1-5进气环境中的气体压力值。发动机进气环境控制系统二号阀门12-1-3、压缩机12-1-4、第四阀门12-1-5的控制信号来自电子控制单元13。
根据本申请的另一个具体实施例,模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用第一稳压装置12-1-6、第二稳压装置12-1-12使发动机进气系统1-5进气环境中的气体压力值稳定在控制目标值可接受范围内。
根据本申请的另一个具体实施例,模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统应用发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3、发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4为发动机排气系统1-10提供气体压力为控制目标值的排气环境。在发动机排气环境控制系统12-2处于“排气环境控制系统-工作模式”时,开启发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3并通过调节发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4的控制参数以调节发动机排气系统1-10排气环境中的气体压力值。发动机排气环境控制系统一号阀门12-2-3、发动机排气环境控制系统排烟输送装置12-2-4的控制信号来自电子控制单元13。
根据本申请的另一个具体实施例,大气环境控制系统15处于“大气环境控制系统-待机模式”时,所有阀门均保持关闭状态,发动机进气环境控制系统12-1保持“进气环境控制系统-待机模式”,发动机排气环境控制系统12-2保持“排气环境控制系统-待机模式”。
根据本申请的另一个具体实施例,模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统可在目前行业内广泛应用的台架试验室搭建方案基础上改造,并添加了相应的控制逻辑,因此降低了对发动机台架试验系统进行技术升级的难度和成本。采用本技术方案的通用性强、灵活性高,可适用于多种车用发动机机型的台架试验,能够基于对台架试验过程中大气环境参数的反馈控制方法,模拟接近真实汽车行驶过程中动态变化的大气环境。可选地,该模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统也可以是发动机试验环境舱。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
除上述以外,还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统,其特征在于,包括:
电子控制单元(13);
台架试验室(14),所述台架试验室(14)具有封闭的模拟舱,所述模拟舱内设置有台架试验台(14-1),所述台架试验台(14-1)上设置有与待试验的发动机(1)连接的测功机(8)、发动机进气系统(1-5)和发动机排气系统(1-10),待试验的发动机(1)放置于所述台架试验室(14)上;
大气环境控制系统(15),所述大气环境控制系统(15)包括第一进气通道(150),所述第一进气通道(150)的进口端与大气环境连通,所述第一进气通道(150)的出口端与所述模拟舱连通;
发动机进气环境控制系统(12-1),所述发动机进气环境控制系统(12-1)包括第二进气通道(1210),所述第二进气通道(1210)的第一端与大气环境连通,所述第二进气通道(1210)的出口端延伸至所述模拟舱内与所述发动机进气系统(1-5)连通,所述第二进气通道(1210)内设置有第一风速调节装置(12-1-15),所述第一风速调节装置(12-1-15)与所述电子控制单元(13)电性连接,所述电子控制单元(13)控制所述第一风速调节装置(12-1-15)的转速以向所述发动机进气系统(1-5)提供预设目标流速的新风空气气流;
发动机排气环境控制系统(12-2),所述发动机排气环境控制系统(12-2)包括第一排气通道(1220),所述第一排气通道(1220)的第一端与发动机排气系统(1-10)连通,所述第一排气通道(1220)的第二端延伸至所述模拟舱外。
2.根据权利要求1所述的发动机台架试验系统,其特征在于,所述第二进气通道(1210)包括新风口段(12-1-1-1)、第一支管(1211)、第二支管(1212)、连接管段(1213)和出口段(1214),所述发动机进气环境控制系统(12-1)还包括:
湿度调节装置(12-1-1),所述湿度调节装置(12-1-1)的进口与所述新风口段(12-1-1-1)连通,所述湿度调节装置(12-1-1)的第一出口与所述第一支管(1211)的第一端连通,所述湿度调节装置(12-1-1)的第二出口与所述第二支管(1212)的第一端连通;
第一稳压装置(12-1-6),所述第一稳压装置(12-1-6)的第一进口与所述第一支管(1211)的第二端连通,所述第一稳压装置(12-1-6)的第二进口与所述第二支管(1212)的第二端连通,所述第一稳压装置(12-1-6)的出口与所述连接管段(1213)的第一端连通;
第二稳压装置(12-1-12),所述第二稳压装置(12-1-12)设置于所述模拟舱内,所述第二稳压装置(12-1-12)的进口与所述连接管段(1213)的第二端连通,所述第二稳压装置(12-1-12)的出口与所述出口段(1214)连接,所述出口段(1214)上设置有所述第一风速调节装置(12-1-15),所述出口段(1214)与所述发动机进气系统(1-5)连通。
3.根据权利要求2所述的发动机台架试验系统,其特征在于,
所述第一支管(1211)上设置有第一阀门(12-1-2),和/或
所述第二支管(1212)上设置有第三阀门(12-1-3)和第四阀门(12-1-5),所述第三阀门(12-1-3)和所述第四阀门(12-1-5)之间设置有压缩机(12-1-4),和/或
所述第一稳压装置(12-1-6)内设置有第一传感器(12-1-7),和/或
所述第二稳压装置(12-1-12)内设置有第二传感器(12-1-13),和/或
所述连接管段(1213)内设置有温度调节冷却装置(12-1-9)和温度调节加热装置(12-1-11)中至少一个,和/或
所述出口段(1214)的端部设置有第三传感器(12-1-17),和/或
所述出口段(1214)上设置有空气流量传感器(12-1-16),所述空气流量传感器(12-1-16)位于所述第三传感器(12-1-17)与所述第一风速调节装置(12-1-15)之间。
4.根据权利要求3所述的发动机台架试验系统,其特征在于,所述发动机进气系统(1-5)包括第三进气通道(157),所述第三进气通道(157)的第一端与所述出口段(1214)连通,所述第三进气通道(157)的第二端通过发动机进气歧管(1-5-1)与待试验的发动机(1)连通;
其中,所述第三进气通道(157)的第一端至所述第三进气通道(157)的第二端的内部设置有发动机空气滤清器(1-5-5)、增压器压气机(1-5-4)、发动机进气中冷器(1-5-3)和发动机节气门(1-5-2)中的至少一个。
5.根据权利要求2所述的发动机台架试验系统,其特征在于,所述第一进气通道(150)包括:
进气口段(151),所述进气口段(151)的第一端与大气连通,所述进气口段(151)上设置有入口阀(15-2)和空气过滤装置(15-3);
主管道段(152),所述主管道段(152)与所述进气口段(151)的第二端连通,所述主管道段(152)的第一端至所述主管道段(152)的第二端之间的内部依次设置有气体主输送装置(15-8)、大气环境温度调节加热装置(15-7)、大气环境温度调节冷却装置(15-5)、气体混合阀门(15-20)、气体回流输送装置(15-19);
回风管段(153),所述回风管段(153)的第一端与所述模拟舱连通,所述回风管段(153)的第二端与所述主管道段(152)的第二端连通;
第三支管(154),所述第三支管(154)的第一端与所述主管道段(152)的第二端连通,所述第三支管(154)的第二端与所述新风口段(12-1-1-1)连通,所述第三支管(154)的第二端设置有连通阀门(15-10);
第四支管(155),所述第四支管(155)的第一端与所述主管道段(152)的第二端连通,所述第四支管(155)的第二端延伸至所述模拟舱内;
第五支管(156),所述第五支管(156)的第一端与所述主管道段(152)的第一端连通,所述第五支管(156)的第二端与大气连通,所述第五支管(156)的第二端内设置有排风阀门(15-21)。
6.根据权利要求5所述的发动机台架试验系统,其特征在于,所述回风管段(153)的第一端内设置有第五传感器(15-17),所述第五传感器(15-17)用于检测回风气体状态参数。
7.根据权利要求1所述的发动机台架试验系统,其特征在于,所述发动机排气系统(1-10)包括第二排气通道(1100),所述第二排气通道(1100)的第一端与所述第一排气通道(1220)的第二端连通,所述第二排气通道(1100)的第二端通过发动机排气歧管(1-10-1)与待试验的发动机(1)连通;
其中,所述第二排气通道(1100)的第一端至所述第二排气通道(1100)的第二端的内部设置有发动机颗粒捕集器(1-10-4)、发动机三元催化器(1-10-3)、增压器排气涡轮(1-10-2)中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的发动机台架试验系统,其特征在于,所述模拟舱内设置有至少一个发动机环境风速调节装置,所述发动机环境风速调节装置与所述台架试验台(14-1)连接,
所述模拟舱内设置有至少一个第四传感器,所述第四传感器用于检测所述模拟舱内的气体状态参数。
9.根据权利要求1所述的发动机台架试验系统,其特征在于,所述发动机台架试验系统包括增压器压气机(1-5-4)和增压器排气涡轮(1-10-2),所述增压器压气机(1-5-4)的旋转角速度与所述增压器排气涡轮(1-10-2)的旋转角速度相同地设置。
10.根据权利要求1所述的发动机台架试验系统,其特征在于,所述发动机台架试验系统包括常规模式、内循环模式、独立进气模式、非独立进气模式和待机模式。
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