CN118130097A - 舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统及方法,包括顺次连通的进气管路、试验舱、排气管路和真空泵,试验舱内设置有内燃发动机;进气管路设置有进气调节阀;排气管路设置有排气调节阀;排气调节阀和真空泵之间的排气管路连接有补偿管路,补偿管路设置有旁通调节阀,排气管路还设置有用于对气体进行加热的气体加热装置,气体加热装置位于试验舱与排气调节阀之间;本申请通过在试验舱的进气管路和出气管路分别设置进气调节阀和出气调节阀,能够调节试验舱的内部气压,以使试验舱内形成相对稳定的低压环境,降低运转的内燃发动机的干扰,以保持试验舱内气压的稳定性和平衡性,提高内燃发动机低压模拟试验中试验结果的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及内燃发动机试验技术领域,尤其涉及一种舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统及方法。
背景技术
目前,内燃发动机仍然是经济建设和国防安全中至关重要的动力装备,在国家战略决策中具有举足轻重的地位;高原区域,海拔较高且气压较低,因此应用于该地区的内燃发动机应具有良好的高原适应性,以满足相应的动力需要。
为测试内燃发动机在高原区域的工作性能,通常采用低压模拟试验研究内燃发动机高原环境适应性理论,并结合内燃发动机试验平台对内燃发动机在高原高寒环境的适应性论证、研制、试验和使用等提供相应的试验手段;由于内燃发动机的排量和工况对其换气量有着较大程度的影响,因此在进行低压模拟试验时,需要根据内燃发动机的工况来对环境舱试验气压进行准确快速调节与控制,以降低内燃发动机对低压环境的干扰;相关技术中的内燃发动机试验平台通常以PID(Proportional Integral Derivative,比例、积分和微分)调控方案来调节内燃发动机所处试验舱的环境气压,但是,由于该技术手段调节过程较为复杂,对试验舱内的压力调节周期相对较长,因此调节过程中容易受内燃发动机的工况干扰,难以维持试验舱内低压环境的稳定性与平衡性,从而降低内燃发动机试验结果的准确性。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提出一种舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统及方法,用以解决上述所提及的部分技术问题或全部技术问题。
基于上述目的,本申请提供了一种舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统,包括顺次连通的进气管路、试验舱、排气管路和真空泵,所述试验舱内设置有内燃发动机;
所述进气管路设置有进气调节阀,用于调节进入所述试验舱的气体流量;所述排气管路设置有排气调节阀,用于调节排出所述试验舱的气体流量;所述排气调节阀和所述真空泵之间的排气管路连接有补偿管路,所述补偿管路设置有旁通调节阀,用于对所述排气管路进行气体补偿;
所述排气管路还设置有用于对气体进行加热的气体加热装置,所述气体加热装置位于所述试验舱与所述排气调节阀之间。
基于同一发明构思,本申请还提供了一种舱式内燃发动机试验平台的试验方法,适用于如上述任一项实施例所述的试验系统,所述试验方法包括:
控制进气调节阀、排气调节阀及旁通调节阀打开,并控制真空泵开启,获取试验舱内的实际气压,其中,所述旁通调节阀和所述进气调节阀的开度均小于所述排气调节阀的开度;
根据所述实际气压与预设气压阈值确定出当前气压差,并基于所述当前气压差和预设调控规则调节所述进气调节阀和所述旁通调节阀的开度,以调节当前所述试验舱内的实际气压,其中,所述预设调控规则为将所述当前气压差分别与第一预设气压差阈值和第二预设气压差阈值进行对比,所述第一预设气压差阈值小于所述第二预设气压差阈值;
当确定所述当前气压差大于所述第一预设气压差阈值且小于所述第二预设气压差阈值时,控制所述内燃发动机启动并运转预设时长后,通过调节所述进气调节阀的开度对所述当前气压差进行校准,并对所述内燃发动机的工作性能进行测试;
当确定测试完所述内燃发动机的工作性能后,分别控制所述进气调节阀调节至第一预设开度,所述排气调节阀关闭,所述旁通调节阀调节至第二预设开度,并获取所述试验舱内的当前气压;
当确定所述当前气压大于等于预设的稳压阈值时,控制所述内燃发动机停止运行,并控制真空泵关闭。
从上面所述可以看出,本申请提供的舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统及方法,试验舱的进气管路设置进气调节阀,出气管路分设置出气调节阀,通过调节进气调节阀和出气调节阀开度,能够对试验舱内部的内部气压进行调节,以使试验舱内形成相对稳定的低压环境,降低运转的内燃发动机的干扰,以保持试验舱内气压的稳定性和平衡性,提高内燃发动机低压模拟试验中试验结果的准确性;且排气管路与具有旁通调节阀的补偿管路连接,能够对排气管路进行补偿,确保真空泵在低压模拟试验中能够以稳定状态持续运转,保证低压模拟试验的顺利进行;此外,气体加热装置能够对排气管路内通过的气体进行加热,避免气体温度较低而影响真空泵的真空度,以确保真空泵的抽排效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关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申请的实施例,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为本申请中舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统的示意图;
图2为本申请中测控单元的电性连接关系示意图;
图3为本申请实施例试验方法的流程图;
图4为本申请实施例中通过进气调节阀和旁通调节阀调节当前气压差的方法流程图。
附图标记说明:1、进气管路;101、进气调节阀;2、试验舱;3、排气管路;301、排气调节阀;302、气体加热装置;4、真空泵;5、内燃发动机;6、补偿管路;601、旁通调节阀;7、测控单元;8、压力传感器;9、废气管路;901、气体稳压装置;902、废气过滤装置;903、气体冷却装置。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本申请进一步详细说明。
需要说明的是,除非另外定义,本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
以下结合附图来详细说明本申请的实施例。
相关技术中,为测试内燃发动机在高原区域的工作性能,通常采用低压模拟试验研究内燃发动机高原环境适应性理论,并结合内燃发动机试验平台对内燃发动机在高原高寒环境的适应性论证、研制、试验和使用等提供相应的试验手段;由于内燃发动机的排量和工况对其换气量有着较大程度的影响,因此在进行低压模拟试验时,需要根据内燃发动机的工况来对试验气压进行准确快速,以降低内燃发动机对低压环境的干扰;相关技术中的内燃发动机试验平台通常采用PID调控方案来调节内燃发动机所处试验舱的环境气压;但是,一方面,利用PID调控方案调节试验舱内的气压流程较为复杂,延长了试验舱内的气压调节周期,导致试验舱内低压环境的调节效率降低;另一方面,在对内燃发动机进行低压模拟试验时,试验舱的内部气压容易受内燃发动机的工况干扰,难以维持试验舱内低压环境的稳定性与平衡性,从而降低内燃发动机试验结果的准确性。
鉴于此,本申请提供了一种舱式内燃发动机5低压模拟试验的试验系统,包括顺次连通的进气管路1、试验舱2、排气管路3和真空泵4,试验舱2内设置有内燃发动机5;进气管路1设置有进气调节阀101,用于调节进入试验舱2的气体流量;排气管路3设置有排气调节阀301,用于调节排出试验舱2的气体流量;排气调节阀301和真空泵4之间的排气管路3连接有补偿管路6,补偿管路6设置有旁通调节阀601,用于对排气管路3进行气体补偿。
如图1和图2所示,本申请提供了一种舱式内燃发动机5低压模拟试验的试验系统,用于快速准确的调节试验舱2内的气压,以为内燃发动机5提供一个相对稳定的低压试验环境;其中,该试验系统包括顺次连通的进气管路1、试验舱2、排气管路3和真空泵4,内燃发动机5设置于试验舱2的内部;通过改变试验舱2的进气量和排气量,能够在试验舱2内形成低压环境,用以模拟气压较低的使用场景,以测试内燃发动机5在低压环境的工作性能;具体地,试验舱2的进气端和出气端分别与进气管路1和出气管路连通,由于内燃发动机5在运行过程中需要消耗大量的气压,利用进气管能够向试验舱2内补充气体,避免试验舱2内的气体流失过大而使内部的试验气压过低,并且能够为内燃发动机5提供充足的气体,确保其能够正常运转,排气管路3的出气端与真空泵4相连通,在真空泵4的抽排作用下,通过排气管路3能够使试验舱2内的气体排出,以使试验舱2内气压过大时能够对试验舱2进行迅速降压,用于调节或维持试验舱2内低压环境的动态平衡。
此外,进气管路1设置有进气调节阀101,通过调节进气调节阀101的开度能够改变流入试验舱2内气体流量,以使进入试验舱2内的气体满足低压模拟试验要求以及内燃发动机5的运转需求,避免流入试验舱2内的气体流量过大或过小而使低压环境失稳;排气管路3上设置有排气调节阀301,通过调节排气调节阀301的开度能够改变由试验舱2流出的气体流量,能够在试验舱2内气压过大时及时进行泄压,从而实现对试验舱2内低压环境的精准调控,并维持试验舱2内低压环境的平衡性,提高对试验气压的调节效率,确保低压模拟环境与真实高原区域的气压更加贴合,并使试验结果更加准确。
此外,本申请提供的试验系统还包括补偿管路6,该补偿管路6的出气端与排气调节阀301和真空泵4之间的排气管路3相连接,由于在低压模拟试验中需要对试验舱2内的试验气压进行持续动态调控,因此需要使试验系统中的真空泵4持续运转;其中,当由试验舱2内输入排气管路3中的气体流量较低时,可以利用补偿管路6对连接在排气调节阀301和真空泵4之间的排气管路3进行气体补偿,并通过调节补偿管路6上的旁通调节阀601改变补偿气流的大小,以确保真空泵4可以持续稳定运行。
需要说明的是,上述中的进气调节阀101、排气调节阀301以及旁通调节阀601均采用电动气阀;通过采用电动气阀,能够提高对气阀本身的开度的调节速度,缩短对低压环境的调控时间,与此同时,也能够对气阀本身的开度做出精准调控,确保对试验舱2内气压环境调控的准确性;进气管路1的进气端连接有气泵,用作试验系统的补充气源,该气泵通过进气管路1向所述试验舱2内输送气体,以为试验舱2及时补充气体。
一些实施例中,试验系统还包括测控单元7,测控单元7分别与进气调节阀101、排气调节阀301及旁通调节阀601电连接,用于控制进气调节阀101、排气调节阀301及旁通调节阀601调节各自的开度;还包括用于检测试验舱2内气体压力的压力传感器8,压力传感器8设置于试验舱2的内部,并与测控单元7电连接。
如图2所示,试验系统还包括测控单元7,其中,测控单元7分别与进气调节阀101、排气调节阀301以及旁通调节阀601电连接,用于分别控制进气调节阀101、排气调节阀301以及旁通调节阀601调节自身的开度,实现试验系统的自动化调节,确保试验舱2内的低压环境的稳定性和平衡性;且在该试验系统中,还包括设置于试验舱2内的压力传感器8,利用压力传感器8能够对试验舱2内的气压信息进行实时采集,并将采集到的气压信息发送给测控单元7,测控单元7在收到试验舱2的气压信息后,根据试验舱2内当前的气压信息来调节进气调节阀101、排气调节阀301以及旁通调节阀601调节合适的开度,以调整试验舱2内的进气情况和排气情况,确保试验舱2内的实际气压始终符合试验要求,提高低压模拟试验中试验结果的准确性。
示例性地,在对试验舱2内的试验气压进行调节时,由设置于试验舱2内部的压力传感器8对试验气压的气压信息进行采集,并且将获取到的气压信息通过有线或者无线的方式发送给测控单元7;测控单元7接收到气压信息后,可以根据接收到的气压信息控制进气调节阀101、排气调节阀301和旁通调节阀601调节各自的开度,通过调节进气调节阀101的开度改变通过进气管路1流入试验舱2内的气体流量,并通过调节排气调节阀301的开度调节通过排气管路3流出试验舱2的气体流量,从而实现对试验舱2内试验气压的快速调节,并维持试验舱2内低压环境的动态平衡,确保对试验气压调节的准确性;且在低压模拟试验过程中,且确保试验舱2内始终保持稳定的低压环境,需要持续对试验舱2内的试验气压进行调节,因此需要使真空泵4持续保持运转状态,当排气管路3中的气体流量较小时,可以通过补偿管路6为排气管路3内补充气流,并通过补偿管路6设置的旁通调节阀601改变补偿气流的大小,确保真空泵4运行的稳定性。
另外,试验舱2内还可以设置多个压力传感器8;由于内燃发动机5位于试验舱2的内部,且内燃发动机5在运转过程中需要消耗试验舱2内的气体,因此,通过设置多个压力传感器8,并使多个压力传感器8在试验舱2内均匀分布,能够采集试验舱2内不同位置压力信息,从而获取试验舱2内的压力分布情况,当测控单元7通过多个压力传感器8检测到试验舱2内的试验气压均匀性较差时,则说明在试验舱2内模拟出的低压环境与真实高原区域的低压环境偏差较大,且获取的试验结果准确性较低,因此需要试验人员及时对试验舱2内的试验气压做出调整。
一些实施例中,排气管路3还设置有用于对气体进行加热的气体加热装置302,气体加热装置302位于试验舱2与排气调节阀301之间,并与测控单元7电连接。
如图1所示,由于需要在试验舱2内模拟高原地区的低压环境,因此试验舱2内的气压较低,且通过排气管路3排出的气体的温度也相对较低;当温度较低的气体通过排气管路3进入到真空泵4内部时,以使真空泵4的温度迅速降低,并且容易在在真空泵4的内部发生液化现象,影响真空泵4的真空度和机械性能,从而降低真空泵4的抽排效率;因此,通过在试验舱2和真空泵4之间的排气管路3设置气体加热装置302,并使测控单元7与气体加热装置302电连接,能够对气体进行加热,提高排气管路3内的气体温度,降低对真空泵4性能的影响。
一些实施例中,气体加热装置302与排气调节阀301之间的排气管路3通过一废气管路9与内燃发动机5相连通;废气管路9设置有用于对内燃发动机5排出的废气进行调压的气体稳压装置901。
如图1所示,废气管路9与内燃发动机5相连通,用于将内燃发动机5产生的气体输送至试验舱2的外部,避免内燃发动机5产生的废气破坏试验舱2内的低压环境;同时,该废气管路9与排气管路3相连通,且排气管路3的出气端与真空泵4连接,以使排气管路3中的气体与废气管路9中的废气能够利用同一个真空泵4进行抽排,简化试验系统的整体结构,降低设备的制作成本;与此同时,由于内燃发动机5在运转时的废气的气压较高,并且与排气管路3中的气压存在一定的压差,不易通过排气管路3顺利排出;因此,通过在废气管路9设置气体稳压装置901,能够调节废气管路9内废气气压,以使废气管路9中废气的气压与排气管路3中气体的气压相接近,从而使真空泵4能够同时将排气管路3气体和废气管路9中的废气一同抽出。
一些实施例中,废气管路9还设置有用于对内燃发动机5的废气进行过滤的废气过滤装置902,废气过滤装置902设置于内燃发动机5与气体稳压装置901之间;
如图1所示,由于内燃发动机5以燃油作为动力燃料,因此内燃发动机5运转过程中产生水汽和烟尘颗粒等杂质,且利用真空泵4进行抽排时,容易附着在真空泵4的内部并使真空泵4发生堵塞问题,影响真空泵4的抽排能力;通过在废气管路9上设置废气过滤装置902,能够对通过废气管路9的废气进行吸附与过滤,以在废气汇入排气管路3前,去除废气中的水分和烟尘颗粒等杂质,降低废气对真空泵4的影响,确保真空泵4能够稳定运行。
一些实施例中,废气管路9还设置有用于对内燃发动机5的废气进行冷却的气体冷却装置903,气体冷却装置903设置于内燃发动机废气过滤装置902与气体稳压装置901之间,并与测控单元7电连接。
如图1所示,由于内燃发动机5产生的废气温度较高,当温度较高的废气汇入到排气管路3后,会使排气管路3内的气体温度逐渐升高,若真空泵4长期对温度较高的气体进行抽排,容易使真空泵4的工作温度升高,从而降低真空泵4对气体的抽排效率;因此,通过在废气管路9设置气体冷却装置903,能够对内燃发送机产生的废气进行冷却,降低汇入排气管路3中废气的温度,以确保真空泵4具有良好的运行环境。
一些实施例中,试验舱2与废气管路9之间设置有用于密封的密封部件(图中未标注);对于试验系统来说,由于内燃发动机5设置于试验舱2的内部,需要利用废气管路9将内燃发动机5所产生的废气导出;其中,通过在废气管路9和试验舱2之间设置密封部件,能够确保试验舱2的气密性,避免试验舱2发生气体泄露。
基于同一发明构思,本申请还提供了一种舱式内燃发动机5试验平台的试验方法,适用于如上述任一项实施例的试验系统,如图3所示,试验方法包括:
步骤S100:控制进气调节阀101、排气调节阀301及旁通调节阀601打开,并控制真空泵4开启,获取试验舱2内的实际气压,其中,旁通调节阀601和进气调节阀101的开度均小于排气调节阀301的开度;
在本步骤中,在测试内燃发动机5在低压模拟试验中的工作性能时,启动试验系统,以使压力控制器系统中的进气调节阀101、排气调节阀301以及旁通调节阀601打开,并使得与试验舱2连通的进气管路1、排气管路3和旁通管路导通;控制真空泵4启动,使得真空泵4通过排气管路3对试验舱2内的气体进行抽排,以使试验舱2的内部气压逐渐降低;在此期间,可以实时获取试验舱2内的实际气压,并根据获取到的实际气压确定当前是否符合内燃发动机5的低压模拟试验要求。
需要说明的是,在进行低压模拟试验前,为缩短形成低压环境的形成时间,需要使试验舱2内的气压快速降低,此时可以控制进气调节阀101的开度小于排气调节阀301的开度,以使试验舱2的进气量小于其排气量,在真空泵4的抽排作用下,加快测试仓内气压的降低速度;同时,由于此时的排气管路3内的气体流量较大,无需通过补偿管路6向排气管路3补偿气体,因此可以使旁通调节阀601的开度小于排气调节阀301的开度,或使其保持关闭状态,避免真空泵4负载过大;示例性地,在控制进气调节阀101、排气调节阀301以及旁通调节阀601打开时,可以使进气调节阀101的开度为30%,排气调节阀301的开度为100%,旁通调节阀601的开度为30%,以使试验舱2内的气压快速平稳地下降。
步骤S200:根据实际气压与预设气压阈值确定出当前气压差,并基于当前气压差和预设调控规则调节进气调节阀101和旁通调节阀601的开度,以调节当前试验舱2内的实际气压,其中,预设调控规则为将当前气压差分别与第一预设气压差阈值和第二预设气压差阈值进行对比,第一预设气压差阈值小于第二预设气压差阈值;
在本步骤中,获取试验舱2内的实际气压后,然后再根据获取到的实际气压与预先设定的预设气压阈值确定出两者之间的当前气压差,得到当前气压后,基于预设调控规则来控制进气调节阀101和旁通调节阀601的开度,通过调节进气调节阀101的开度,用以调整进入试验舱2内的气体流量,用以补充内燃发动机5提供运转所需要的气体,并用于调整试验舱2内的试验气压;且通过调节旁通调节阀601的开度,能够对对排气管路3中气体压力进行补偿,以确保真空泵4能够稳定运转。
需要说明的是,前述中的当前气压差可以为实际气压减去预设气压阈值的差值,预先设定的预设调控规则可以为将当前气压差分别与第一预设气压差阈值和第二预设气压差阈值进行对比,并使第一预设气压差阈值小于第二预设气压差阈值,以便根据当前气压差与第一预设气压差阈值的大小关系,以及当前气压差与第二预设气压差阈值的大小关系调节进气调节阀101调节开度,直至使试验舱2内的当前气压差符合低压模拟试验的试验要求。
步骤S300:当确定当前气压差大于第一预设气压差阈值且小于第二预设气压差阈值时,控制内燃发动机5启动并运转预设时长后,通过调节进气调节阀101的开度对当前气压差进行校准,并对内燃发动机5的工作性能进行测试;
在本步骤中,利用进气调节阀101与旁通调节阀601对试验系统进行调节,直至在试验舱2内调节出符合低压模拟试验的低压环境;其中,当试验舱2的当前气压差大于第一预设气压差阈值且小于第二预设气压差的阈值时,则说明试验舱2内的实际气压符合低压模拟试验的试验要求,并与真实的高原地区的低压环境相贴合;此时控制内燃发动机5启动并运转,由于内燃发动机5在启动过程中会消耗试验舱2内的气体,因此会使试验舱2内的实际气压下降,此时可以通过调节进气调节阀101的开度来对试验舱2内部的实际气压进行调整,即对当前气压差进行校准,以使当前气压差重新符合低压模拟试验的试验要求,避免因内燃发动机5的启动而影响试验舱2内低压环境的平衡;且当内燃发动机5运行预设时长后,再对内燃发动机5的工作性能进行测试,此时内燃发动机5的运转工况趋于稳定,同时也预留出低压环境的调节时间,以保证低压模拟试验中试验结果的准确性。
示例性地,前述中当前气压差可以设为ΔP,第一预设气压差阈值可以为-0.3kPa,第二预设气压差阈值可以为0.3kPa,当前气压差大于-0.3kP且小于0.3kPa时,即-0.3kPa<ΔP<0.3kPa时,则说明试验舱2内的实际气压与预设气压阈值的差别不大,且对低压模拟试验的试验结果影响较小,符合低压模拟试验的试验要求,因此可以对内燃发动机5的性能进行测试;此时,控制内燃发动机5启动,并使其运转2-3min,在此期间,可以以每秒0.06%的速率调节进气调节阀101的开度,避免因调节过快而影响进气调节阀101对开度调节的精准度,直至使试验舱2内的实际气压与预设气压阈值相接近并趋于稳定,并使当前气压差符合低压模拟试验的试验要求。
步骤S400:当确定测试完内燃发动机5的工作性能后,分别控制进气调节阀101调节至第一预设开度,排气调节阀301关闭,旁通调节阀601调节至第二预设开度,并获取试验舱2内的当前气压;
在本步骤中,在利用试验系统测试完内燃发动机5的工作性能后,需要对试验舱2内进行增压,以降低试验舱2的负担;具体地,控制进气调节阀101调节至第一预设开度,排气调节阀301关闭,以及旁通调节阀601调节至第二预设开度,例如第一预设开度可以为50%,即进气调节阀101的开度调节至50%,以使气体可以通过进气管路1和进气调节阀101快速进入到试验舱2内,进而使试验舱2内的试验气压快速且稳定地上升,改变试验过程中的低压环境;同时,通过将旁通调节阀601调节至第二预设开度,例如第二预设开度可以为50%,即旁通调节阀601的开度可以调节至50%,以通过补偿管路6对排气管路3进行气体补偿,确保废气管路9内的废气充分排出,并保证真空泵4能够稳定运行。
步骤S500:当确定当前气压大于等于预设的稳压阈值时,控制内燃发动机5停止运行,并控制真空泵4关闭。
在本步骤中,实时获取试验舱2内的当前气压,当确定试验舱2内的当前气压大于等于预设的稳定气压时,则说明当前气压与外界气压差别不大并趋于稳定,且不会影响试验舱2的再次使用,此时控制内燃发动机5停止运行,并控制真空泵4关闭,结束对内燃发动机5的低压模拟试验;示例性地,预设的稳定气压可以设置为95kPa,即当试验舱2内的当前气压大于等于95kPa时,此时试验舱2内的内外气压趋于相对稳定。
一些实施例中,基于当前气压差和预设调控规则调控进气调节阀101和旁通调节阀601的开度,如图4所示,包括:
步骤S210:当确定当前气压差小于等于第一预设气压差阈值时,分别控制进气调节阀101和旁通调节阀601调大开度;
在本步骤中,获取当前的气压差后,根据当前气压差和预设调控规则调控进气调节阀101和旁通调节阀601的开度,利用进气调节阀101与旁通调节阀601改变试验舱2内的试验气压,直至在试验舱2内调节出符合低压模拟试验的低压环境;若当前气压差小于等于第一预设气压差阈值时,如ΔP≤0.3kPa,则说明试验舱2内的实际气压小于预设气压阈值且偏差较大,与真实高原区域的低压环境贴合度较低,不符合低压模拟试验的试验要求;此时,控制进气调节阀101将其开度调大,加快试验舱2内的进气速度,使得试验舱2内的实际气压逐渐上升,直至当前气压差大于第一预设气压差阈值且小于第二预设气压差阈值,以使试验舱2内部的实际气压符合低压模拟试验要求;同时,由于试验舱2内气压相对较低,排气管路3内的气体流量也可能相对较小,此时可以适当调大旁通调节阀601,通过补偿管路6对排气管路3内的气体进行适当补偿,以确保真空泵4抽排的稳定性。
步骤S220:当确定当前气压差大于等于第二预设气压差阈值时,分别控制进气调节阀101调小开度,旁通调节阀601调小开度或关闭。
在本步骤中,若当前气压差大于等于第一预设气压差阈值时,如ΔP≥0.3kPa,则说明试验舱2内的实际气压大于预设气压阈值且偏差较大,与真实高原区域的低压环境贴合度较低,不符合低压模拟试验的试验要求;此时,控制进气调节阀101将其开度调调小,减缓试验舱2内的进气速度,使得试验舱2内的实际气压逐渐下降,直至当前气压差大于第一预设气压差阈值且小于第二预设气压差阈值,以使试验舱2内部的实际气压符合低压模拟试验要求;同时,由于试验舱2内气压相对较大,排气管路3内的气体流量也可能相对较大,此时不需要对排气管路3内的气体进行补偿,因此可以控制旁通调节阀601的开度调小或者关闭,以避免真空泵4过载。
一些实施例中,控制方法还包括:当改变内燃发动机5的工作状态时,重新获取试验舱2内的实际气压,并根据重新获取的实际气压与预设气压阈值确定出新的当前气压差。
具体地,在低压模拟试验过程中,由于需要基于当前气压差和预设调控规则调节进气调节阀101和旁通调节阀601的开度,来使试验舱2内的实际气压符合低压模拟试验的试验要求,因此,当改变内燃发动机5的工作状态时,内燃发动机5在运行过程中的换气量发生改变,导致试验舱2内的实际气压发生变化,因此需要重新获取试验舱2内的实际气压,然后再根据重新获取的实际气压与预设气压阈值确定出新的当前气压差,然后利用新的当前气压差确定试验舱2内的实际气压是否符合低压模拟试验的试验要求,若不符合,则利用进气调节阀101和旁通调节阀601重新对试验舱2内的实际气压进行调整,以确保试验结果的准确性。
一些实施例中,控制方法还包括:当更新预设气压阈值时,根据实际气压与更新后的预设气压阈值确定出新的当前气压差。
具体地,在低压模拟试验过程中,当更新预设气压阈值时,试验舱2内的实际气压与更新后的预设气压阈值之间的当前试验差发生改变,因此需要重新确定新的当前试验差是否符合低压模拟试验的试验要求;具体地,基于预设调控规则对当前气压差进行重新判断,当新的当前气压差小于等于第一预设气压差阈值,或大于等于第二预设气压差阈值时,则利用进气调节阀101和旁通调节阀601重新对试验舱2内的实际气压进行调整,以确保试验结果的准确性。
需要说明的是,上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本申请中各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。
本申请的描述是为了示例和描述起见而给出的,而并不是无遗漏的或者将本申请限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本申请的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本申请从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述,但是根据前面的描述,这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本申请实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统,其特征在于,包括顺次连通的进气管路、试验舱、排气管路和真空泵,所述试验舱内设置有内燃发动机;
所述进气管路设置有进气调节阀,用于调节进入所述试验舱的气体流量;所述排气管路设置有排气调节阀,用于调节排出所述试验舱的气体流量;所述排气调节阀和所述真空泵之间的排气管路连接有补偿管路,所述补偿管路设置有旁通调节阀,用于对所述排气管路进行气体补偿;
所述排气管路还设置有用于对气体进行加热的气体加热装置,所述气体加热装置位于所述试验舱与所述排气调节阀之间。
2.根据权利要求1所述的舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统,其特征在于,还包括测控单元,所述测控单元分别与所述进气调节阀、所述排气调节阀及所述旁通调节阀电连接,用于控制所述进气调节阀、所述排气调节阀及所述旁通调节阀调节各自的开度。
3.根据权利要求2所述的舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统,其特征在于,还包括用于检测所述试验舱内气体压力的压力传感器,所述压力传感器设置于所述试验舱的内部,并与所述测控单元电连接。
4.根据权利要求3所述的舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统,其特征在于,所述压力传感器设置有多个。
5.根据权利要求1所述的舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统,其特征在于,所述内燃发动机与一废气管路连通,所述气体加热装置与所述排气调节阀之间的排气管路与所述废气管路相连通;所述废气管路设置有用于对所述内燃发动机排出的废气进行调压的气体稳压装置。
6.根据权利要求5所述的舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统,其特征在于,所述废气管路还设置有用于对所述内燃发动机的废气进行过滤的废气过滤装置,所述废气过滤装置设置于所述内燃发动机与所述气体稳压装置之间。
7.根据权利要求6所述的舱式内燃发动机低压模拟试验的试验系统,其特征在于,所述废气管路还设置有用于对所述内燃发动机的废气进行冷却的气体冷却装置,所述气体冷却装置设置于所述内燃发动机废气过滤装置与所述气体稳压装置之间。
8.一种舱式内燃发动机低压模拟试验的试验方法,适用于如权利要求1-7任一项所述的试验系统,其特征在于,所述试验方法包括:
控制进气调节阀、排气调节阀及旁通调节阀打开,并控制真空泵开启,获取试验舱内的实际气压,其中,所述旁通调节阀和所述进气调节阀的开度均小于所述排气调节阀的开度;
根据所述实际气压与预设气压阈值确定出当前气压差,并基于所述当前气压差和预设调控规则调节所述进气调节阀和所述旁通调节阀的开度,以调节当前所述试验舱内的实际气压,其中,所述预设调控规则为将所述当前气压差分别与第一预设气压差阈值和第二预设气压差阈值进行对比,所述第一预设气压差阈值小于所述第二预设气压差阈值;
当确定所述当前气压差大于所述第一预设气压差阈值且小于所述第二预设气压差阈值时,控制所述内燃发动机启动并运转预设时长后,通过调节所述进气调节阀的开度对所述当前气压差进行校准,并对所述内燃发动机的工作性能进行测试;
当确定测试完所述内燃发动机的工作性能后,分别控制所述进气调节阀调节至第一预设开度,所述排气调节阀关闭,所述旁通调节阀调节至第二预设开度,并获取所述试验舱内的当前气压;
当确定所述当前气压大于等于预设的稳压阈值时,控制所述内燃发动机停止运行,并控制真空泵关闭。
9.根据权利要求8所述的舱式内燃发动机低压模拟试验的试验方法,其特征在于,所述基于所述当前气压差和预设调控规则调节所述进气调节阀和所述旁通调节阀的开度,包括:
当确定所述当前气压差小于等于所述第一预设气压差阈值时,分别控制所述进气调节阀和所述旁通调节阀调大开度;
当确定所述当前气压差大于等于所述第二预设气压差阈值时,分别控制所述进气调节阀调小开度,所述旁通调节阀调小开度或关闭。
10.根据权利要求8所述的舱式内燃发动机低压模拟试验的试验方法,其特征在于,还包括:
当改变所述内燃发动机的工作状态时,重新获取所述试验舱内的实际气压,并根据重新获取的实际气压与所述预设气压阈值确定出新的当前气压差;
或,当更新所述预设气压阈值时,根据所述实际气压与更新后的预设气压阈值确定出新的当前气压差。
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