CN202149850U

CN202149850U - 一种模拟内燃动力设备高原性能的试验舱

Info

Publication number: CN202149850U
Application number: CN 201120239427
Authority: CN
Inventors: 刘瑞林; 董素荣; 刘刚; 许翔; 周广猛; 郑智
Original assignee: Military Transportation University of PLA
Current assignee: Military Transportation University of PLA
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2021-07-08

Abstract

本实用新型公开了一种模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，包括舱体，该舱体由隔断分为常温常压区和用于放置待测设备的高原环境模拟区，所述的常温常压区安装有用于检测待测设备的测功机，设有通过供气管路与高原环境模拟区连通的供气系统，设有通过真空管路分别与待测设备排气口以及高原环境模拟区连接的第一真空系统和第二真空系统。本实用新型模拟内燃动力设备高原性能的试验舱可以模拟低气压、高低温、湿度等试验条件，并根据试验要求对试验环境条件进行控制，完成对试验环境数据和控制参数的记录和处理，视频监控和记录试验过程。

Description

一种模拟内燃动力设备高原性能的试验舱

技术领域

本实用新型涉及一种模拟舱，尤其涉及一种用于测试内燃动力设备性能的高原环境模拟舱。

背景技术

近年来，随着我国青藏高原地区国防、经济建设和社会发展步伐的不断加大，在高原地区运行的各类内燃动力设备在高原地区特有的低温低气压等恶劣自然气候条件下，动力性、经济性、起动性、热平衡性等各主要指标均有不同程度的下降，导致这些设备的高原环境适应性普遍不佳，所以，如何有效研究和提高动力设备的高原环境适应性越来越具有举足轻重的地位。

对于内燃动力设备高原环境适应性的试验研究手段，主要分为高原实地试验和平原模拟试验两大类，由于平原模拟试验具有成本低、可重复性好、模拟参数可任意调节、试验周期短等优点，目前在环境试验领域受到极大重视。

目前，平原模拟试验多采用高原环境模拟舱方式，即将内燃动力设备置于模拟舱体内，对舱体实施抽真空以降低舱内的气压。由于内燃动力设备启动后排出高温气体，使得舱体内的温度和压力不断升高，所以舱体内的压力变化比较剧烈，很难准确模拟出真正的高原环境。

实用新型内容

本实用新型提供一种能够平稳降低舱体内压力的内燃动力设备高原环境模拟舱。

一种模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，包括舱体，该舱体由隔断分为常温常压区和用于放置待测设备的高原环境模拟区，所述的常温常压区安装有用于检测待测设备的测功机，设有通过供气管路与高原环境模拟区连通的供气系统，设有通过真空管路分别与待测设备排气口以及高原环境模拟区连接的第一真空系统和第二真空系统。

所述的第一真空系统从待测设备排气口端开始，依次包括换热器、缓冲罐、控制阀门和真空泵。

所述的第二真空系统从高原环境模拟区端开始，依次包括换热器、控制阀门和真空泵。

所述的高原环境模拟区中设有环境参数采集系统，所述的常温常压区中设有测量控制系统，所述的环境参数采集系统的信号输出端通过电路接入所述的测量控制系统，所述的供气系统、第一真空系统和第二真空系统的电路部分均接入并受控于所述的测量控制系统。

所述的供气系统包括用于向供气管路输送空气的送风机以及作用于供气管路内空气的温度调节装置和湿度调节装置。

设有作用于高原环境模拟区的紫外线发生装置。可以在恰当的位置安装，发出能够模拟高原环境的紫外线辐射，为一些受紫外线照射影响的产品或材料提供试验环境。该紫外线发生装置的电路部分接入并受控于所述的测量控制系统。

所述的舱体采用整体钢结构形式，为增加耐压强度，钢板内外全部加筋；通过隔断将分为舱体常温常压区和高原环境模拟区，高原环境模拟区与舱体外部环境隔离，且可满足海拔6000m下低气压对结构力学性能的要求。

隔断使用隔热保温和耐压性能好的材料，隔间的地面安装铁地板，为了保温，高原环境模拟区的内壁或外壁围有彩钢夹芯保温板。

环境参数采集系统为多个相应的传感器，可以采集高原环境模拟区环境参数，例如气压、温度、湿度、有害气体浓度等，并将采集的参数传送至测量控制系统。

测量控制系统作为整个模拟内燃动力设备高原性能的试验舱的控制系统，通过采集的参数，并根据试验条件要求，对供气系统、第一真空系统和第二真空系统输出控制信号，用于控制各个电控设备，如泵、阀、电机、开关等等。建立起满足试验要求的试验环境和高原环境模拟区正常使用的条件。

供气系统的作用是给待测设备的吸气提供稳定气源。室外新风首先经过空气过滤器后，除去空气中的灰尘杂质，然后进入送风机。

为了高原环境模拟区的低温环境，提供足够的冷却量带走待测设备(发动机)运行中向散发的热量，这就需要对送风机输出的空气预冷以调节温度。

供气系统中的温度调节装置和湿度调节装置可以调节向高原环境模拟区内所输送空气的温度和湿度，温度调节装置可利用现有技术中的制冷设备以及加热设备，供气管路中的空气通过与制冷设备以及加热设备的换热器之间的热量交换，实现温度的调节。

同理，所述的湿度调节装置可利用现有技术中的加湿、除湿设备，调节空气的水蒸气含量，以向高原环境模拟区提供所需的湿度环境。

为了实时监控待测设备的运行状态，设有视频系统，视频系统的电路部分接入并受控于所述的测量控制系统。视频系统可包括高清红外摄像机、解码器和硬盘录像机等。

另外，整个模拟内燃动力设备高原性能的试验舱中，还可安装一些附属设备，例如照明灯、压缩空气供应系统、平衡窗、吊挂机构等。

本实用新型试验舱可以模拟低气压、高低温、湿度等试验条件，并根据试验要求对试验环境条件进行控制，完成对试验环境数据和控制参数的记录和处理，视频监控和记录试验过程，高原环境模拟区的大气压力、温度、湿度、紫外线强度等参数可以在设计的极限范围内任意调节。

另外可将发动机与其驱动的液压系统、气压系统等系统或总成共同安放在高原环境模拟区内进行试验，可得到这些辅助系统或总成的高原性能，因此模拟内燃动力设备高原性能的试验舱具有广泛的测试对象，可以涵盖动力系统、液压系统、气压系统、材料等。

附图说明

图1为本实用新型模拟内燃动力设备高原性能的试验舱的组成示意图。

具体实施方式

参见附图，本实用新型一种模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，包括舱体1，舱体1由隔断分为常温常压区2和用于放置待测设备4的高原环境模拟区3。舱体采用整体钢结构形式，钢板内外带有加强筋，高原环境模拟区3的外壁围有彩钢夹芯保温板。

设有通过供气管路9与高原环境模拟区3连通的供气系统，供气系统包括用于向供气管路9输送空气的送风机7以及作用于供气管路9内空气的温度、湿度调节装置8。供气管路9上可安装必要的控制阀门和过滤器。

温度、湿度调节装置8可以调节向高原环境模拟区3内所输送空气的温度和湿度，温度调节装置可利用现有技术中的制冷设备以及加热设备，供气管路中的空气通过与制冷设备以及加热设备的换热器之间的热量交换，实现温度的调节。同理，湿度调节装置可利用现有技术中的加湿、除湿设备，调节空气的水蒸气含量，以向高原环境模拟区3提供所需的湿度环境。

设有通过真空管路与待测设备4排气口连接的第一真空系统5。第一真空系统5从待测设备4排气口端开始，依次包括换热器11、缓冲罐10、控制阀门和真空泵12。

设有通过真空管路与高原环境模拟区连接第二真空系统6。第二真空系统6从高原环境模拟区3端开始，依次包括换热器14、控制阀门和真空泵13。

高原环境模拟区3中设有环境参数采集系统(图中未显示)，常温常压区中设有测量控制系统2(图中未显示)，环境参数采集系统为若干个传感器，可以采集高原环境模拟区3的环境参数，例如气压、温度、湿度、有害气体浓度等，并将采集的参数传送至测量控制系统。

高原环境模拟区3内还设有的紫外线发生装置，发出能够模拟高原环境的紫外线辐射。

为了实时监测待测设备的运行状态，高原环境模拟区3内还设有设有视频系统，视频系统可包括高清红外摄像机、解码器和硬盘录像机等。

另外，还可安装一些附属设备，例如照明灯、压缩空气供应系统、平衡窗、吊挂机构等。

整个试验舱中，各个可以利用电信号控制的用电部件均可以通过电路接入并受控于测量控制系统。

测量控制系统作为整个试验舱的控制系统，通过采集的参数，并根据试验条件要求，对供气系统、第一真空系统、第二真空系统、紫外线发生装置等输出控制信号，用于控制各个电控设备，如泵、阀、电机、开关等等。建立起满足试验要求的试验环境和高原环境模拟区正常使用的条件。

高原环境模拟区以及待测设备调节具体原理为：当待测设备需要低压起动时，接通第二真空系统对高原环境模拟区抽负压；同时，利用第一真空系统中的真空泵对缓冲罐抽负压，使缓冲罐压力达到与高原环境模拟区负压一致的设定目标值，然后再起动待测设备。

当需要检测待测设备的高原运行性能时，利用待测设备(发动机)起动后的进气抽吸作用直接从满足负压要求的高原环境模拟区内抽气，同时，利用供气系统实时调节高原环境模拟区压力，满足设定值；而待测设备排气压力的模拟则通过第一真空系统的实时调节来实现。

同时可利用温度、湿度调节装置自动调节高原环境模拟区环境参数。

待测设备与测功机之间的连接，以及测功机本身均可可以采用现有技术，待测设备在设定的模拟环境下运行时，通过测功机来检测和评价待测设备的性能。

本实用新型模拟内燃动力设备高原性能的试验舱主要技术指标如下：

1)发动机正常运行时，高原环境模拟区和缓冲罐压力调节范围：101～47kPa(海拔0～6000m)；

2)发动机起动工况，高原环境模拟区压力调节范围：101～47kPa(0～6000m)；

3)高原环境模拟区相对湿度调节范围：15～95％；

4)高原环境模拟区温度和发动机空气处理装置模拟范围：-45℃到70℃；

5)试验系统满足发动机最大排量为13L的发动机高原环境稳态性能模拟试验的要求。

6)紫外线发生装置的最大照射强度为10W/m²。

本实用新型模拟内燃动力设备高原性能的试验舱可以模拟低气压、高低温、湿度等试验条件，并根据试验要求对试验环境条件进行控制，完成对试验环境数据和控制参数的记录和处理，视频监控和记录试验过程。

Claims

1.一种模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，包括舱体，该舱体由隔断分为常温常压区和用于放置待测设备的高原环境模拟区，所述的常温常压区安装有用于检测待测设备的测功机，设有通过供气管路与高原环境模拟区连通的供气系统，其特征在于，设有通过真空管路分别与待测设备排气口以及高原环境模拟区连接的第一真空系统和第二真空系统。

2.如权利要求1所述的模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，其特征在于，所述的高原环境模拟区中设有环境参数采集系统，所述的常温常压区中设有测量控制系统，所述的环境参数采集系统的信号输出端通过电路接入所述的测量控制系统，所述的供气系统、第一真空系统和第二真空系统的电路部分均接入并受控于所述的测量控制系统。

3.如权利要求2所述的模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，其特征在于，所述的供气系统包括用于向供气管路输送空气的送风机以及作用于供气管路内空气的温度调节装置和湿度调节装置。

4.如权利要求3所述的模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，其特征在于，设有作用于高原环境模拟区的紫外线发生装置，该紫外线发生装置的电路部分接入并受控于所述的测量控制系统。

5.如权利要求4所述的模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，其特征在于，所述的环境参数采集系统为多个传感器。

6.如权利要求5所述的模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，其特征在于，设有视频系统，视频系统的电路部分接入并受控于所述的测量控制系统。

7.如权利要求1～6任一项所述的模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，其特征在于，所述的第一真空系统从待测设备排气口端开始，依次包括换热器、缓冲罐、控制阀门和真空泵。

8.如权利要求1～6任一项所述的模拟内燃动力设备高原性能的试验舱，其特征在于，所述的第二真空系统从高原环境模拟区端开始，依次包括换热器、控制阀门和真空泵。