CN206235519U - 一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置 - Google Patents

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方晓柯
李杨
王怀谷
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Abstract

本实用新型涉及一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置，所述进气歧管的中部设有中冷器，进气歧管的两端分别为高温区和低温区，所述低温区连通多根气道，其特征在于，该测试装置包括压缩气源、气道集成器、真空泵以及用于连接各部件的管路，所述压缩气源与进气歧管的高温区连接，所述气道集成器的一端与进气歧管的气道连接，另一端与真空泵连接。与现有技术相比，本实用新型装置能够真实模拟集成中冷进气歧管的真实工况，低温区温度低，高温区温度高，环境温度分别对照真实的发动机工况；且不必进行昂贵的投资，只是现有资源的整合重组，测试成本低。

Description

一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置
技术领域
本实用新型涉及进气歧管性能测试领域，具体涉及一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置。
背景技术
进气歧管或空滤器等塑料件在进行空气压力脉冲试验验证产品焊接强度的过程中，如果提高测试温度，产品失效的时间就会大大提前。产品的实际运用工况成为了压力脉冲试验的重要测试参数。对于同样的产品进行压力脉冲试验，目前有多种测试温度设定，其中常用的将待测样件放置于环境箱中，设定一组温度参数，整个测试样品承受同样的环境温度。也有的是改变进气空气的温度，通常与环境温度不同。
然而以上两种常规的试验方法并不适用于集成中冷器的塑料进气歧管，该种歧管的特点是，由空滤器过滤的干净空气经过涡轮增压，形成高温的空气进入歧管的高温端(节气门体和中冷器之间部分)，高温的空气经过中冷器冷却形成较低温空气随后进入气缸，参与燃烧。
以上讲到了2个温度区域，1为高温区，即节气门体与中冷器之间，该区域的特点是工作温度较高(大于150℃)，此处要求焊接强度高。
2为低温区，即中冷器与气缸法兰面之间，该区域的特点是通过中冷器的空气由于冷却作用，温度降低。(50℃左右)，此处要求焊接强度没有高温区高。如果低温区也使用与高温区统一的测试温度，一旦低温区出现失效，就很难直接判定产品不合格，因为低温区的工作温度远远没有高温区高。而压力脉冲受温度影响呈反比。温度提高，产品失效时间提前。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于含有空冷器、测试结果准确的进气歧管高低温压力脉冲测试装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置，所述进气歧管的中部设有中冷器，进气歧管的两端分别为高温区和低温区，所述低温区连通多根气道，该测试装置包括压缩气源、气道集成器、真空泵以及用于连接各部件的管路，所述压缩气源与进气歧管的高温区连接，所述气道集成器的一端与进气歧管的气道连接，另一端与真空泵连接。
本实用新型通过压缩气源提供高温高压气体，模拟干净空气经过涡轮增压，形成高温的空气进入歧管的高温端，通过真空泵模拟汽车运行过程中从进气歧管到气缸的运行过程，模拟更加真实，得到的测试结果更加准确。
所述的压缩气源与高温区的连接管路上设有进气阀，在进气阀与压缩气源之间的管路上设有进气压力传感器。
所述的气道集成器与真空泵之间的管路上设有排气阀，在排气阀和真空泵之间的管路上设有排气压力传感器。
所述的高温区设有高温区压力传感器和高温区温度传感器，所述低温区设有低温区压力传感器和低温区温度传感器。
所述的进气歧管的管径为≤500mm。
所述的测试装置固定放置在温度可调的环境箱内。设定环境箱，可以模拟汽车在实际运行过程中发动机周边温度，使测试条件更加接近实际，测试结果更为准确。
一种采用如上所述测试装置进行进气歧管高低温压力脉冲测试的方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：
(1)将压缩气源、进气歧管、气道集成器、真空泵依次连接，并固定放置在环境箱内，设定环境箱内的温度；
(2)将压缩气源中的高温气体通入高温区，气体自高温区经过中冷器的换热后进入低温区，调节中冷器的工作流量，使低温区的温度达到40～65℃；
(3)打开进气阀，关闭排气阀，待高温区中的压力达到设定值Pp后，关闭进气阀，使进气歧管处于不进气也不出气的状态，并保持t1；
(4)保持进气阀关闭，打开排气阀，真空泵排气，待低温区中的压力达到设定值Pv后，关闭排气阀，使进气歧管处于不进气也不出气的状态，并保持t2；
(5)多次重复步骤(3)和步骤(4)，然后考察进气歧管的性能是否还处于合格状态。
优选的，所述环境箱内的温度为-40～180℃，压缩气源中的高温气体的温度为130～200℃，压力为0～8bar。
所述Pp和Pv由进气歧管的设计值决定，一般来说，PP范围为2.0bar～4.0bar，Pv范围为-0.9bar～-0.5bar；所述t1和t2为0.1～5s。
优选的，步骤(3)和步骤(4)重复的次数为100000～1000000次。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在以下几方面：
(1)本装置能够真实模拟集成中冷进气歧管的真实工况，低温区温度低，高温区温度高，环境温度分别对照真实的发动机工况；
(2)采用现有的压力测量仪、测温仪、冷却液循环装置、加热器，压力，负压提供装置，时间继电器，因而不必进行昂贵的投资，只是现有资源的整合重组；
(3)正压，负压分别对应产品的不同入口，通常高温气体从节气门体端进气，经过冷却的空气从气道口排除，这样的布局符合发动机进气过程。
附图说明
图1为本实用新型的连接示意图。
其中，1为压缩气源，2为进气压力传感器，3为进气阀，4为进气歧管，41为高温区，42为中冷器，43为低温区，44为气道，5为高温区压力传感器，6为高温区温度传感器，7为低温区压力传感器，8为低温区温度传感器，9为气道集成器，10为排气阀，11为排气压力传感器，12为真空泵。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置，其结构如图1所示，该测试装置包括压缩气源1、气道集成器9、真空泵12以及用于连接各部件的管路，进气歧管4的中部设有中冷器42，进气歧管的两端分别为高温区41和低温区43，低温区43连通多根气道44，压缩气源1与高温区41连接，气道集成器9的一端与气道44连接，另一端与真空泵12连接。压缩气源1与高温区41的连接管路上设有进气阀3，在进气阀3与压缩气源1之间的管路上设有进气压力传感器2。气道集成器9与真空泵12之间的管路上设有排气阀10，在排气阀10和真空泵12之间的管路上设有排气压力传感器11。高温区41设有高温区压力传感器5和高温区温度传感器6，低温区43设有低温区压力传感器7和低温区温度传感器8。
通过压缩气源1提供高温高压气体，模拟干净空气经过涡轮增压，形成高温的空气进入歧管的高温区41，通过真空泵12模拟汽车运行过程中从进气歧管4到气缸的运行过程，模拟更加真实，得到的测试结果更加准确。
利用上述装置对国内某车企开发的集成中冷进气歧管空气压力脉冲试验装置。
1)在进气歧管的高温区以及低温度区分别安装1个测温点；
2)将待测样件进气歧管分别预留进气口Air In1与排气口Air out2；
3)将进气歧管除了进排气口之外，气道口，测压管，测温孔以及其他开口完全密封；
4)将进气歧管中的中冷器的冷却液输入端，输出端连接到冷却液循环机；设定冷却液循环系统的流量Qc，定义为0.2g/s；
5)将待测样件固定并放置于环境箱，设定环境箱温度Ten，定义为115℃，此温度是待测样件的环境温度(也可以理解为发动机周边温度)；
6)将压缩气源打开，设定进气温度Tair，定义为170℃，该温度可以理解为经过涡轮增压进入进气歧管高温区的温度；
7)测量低温区的温度，通过调整冷却液的循环速度来控制低温度区的温度，直到低温区达到设定的温度Tlow。定义为45℃；
8)打开进气阀门Air In1，关闭排气阀门Air out2，高温空气进入进气歧管加压，达到设定的压力Pp后，进气，排气阀门处于关闭状态；
9)保持压力Pp，定义时间t1＝1s；
10)保持进气阀门关闭，打开排气阀门，此时进行排气并且进入负压建立阶段，达到设定的负压Pv后，进气，排气阀门处于关闭状态；
11)保持负压Pv，定义时间为t2；
12)重复8)～11)，直到达到实验次数，定义测试周期＝1000000次。
13)考核样品，如果焊接面没有破坏，进行其他试验的考核，比如爆破强度，泄漏量测试。
实施例2
采用与实施例1相同的测试装置，采用不同的测试条件，具体操作步骤如下：
(1)将压缩气源、进气歧管、气道集成器、真空泵依次连接，并固定放置在环境箱内，设定环境箱内的温度，其中，环境箱内的温度为-40℃；
(2)将压缩气源中的高温气体通入高温区，气体自高温区经过中冷器的换热后进入低温区，调节中冷器，使低温区的温度达到40℃，其中，压缩气源中的高温气体的温度为130℃，压力为0.1bar；
(3)打开进气阀，关闭排气阀，待高温区中的压力达到设定值Pp后，关闭进气阀，使进气歧管处于不进气也不出气的状态，并保持5s；
(4)保持进气阀关闭，打开排气阀，真空泵排气，待低温区中的压力达到设定值Pv后，关闭排气阀，使进气歧管处于不进气也不出气的状态，并保持5s；
(5)重复步骤(3)和步骤(4)100000次，然后考察进气歧管的性能是否还处于合格状态。
实施例3
采用与实施例1相同的测试装置，采用不同的测试条件，具体操作步骤如下：
(1)将压缩气源、进气歧管、气道集成器、真空泵依次连接，并固定放置在环境箱内，设定环境箱内的温度，其中，环境箱内的温度为180℃；
(2)将压缩气源中的高温气体通入高温区，气体自高温区经过中冷器的换热后进入低温区，调节中冷器，使低温区的温度达到65℃，其中，压缩气源中的高温气体的温度为200℃，压力为8bar；
(3)打开进气阀，关闭排气阀，待高温区中的压力达到设定值Pp后，关闭进气阀，使进气歧管处于不进气也不出气的状态，并保持0.1s；
(4)保持进气阀关闭，打开排气阀，真空泵排气，待低温区中的压力达到设定值Pv后，关闭排气阀，使进气歧管处于不进气也不出气的状态，并保持0.1s；
(5)重复步骤(3)和步骤(4)800000次，然后考察进气歧管的性能是否还处于合格状态。

Claims (6)

1.一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置，所述进气歧管的中部设有中冷器，进气歧管的两端分别为高温区和低温区，所述低温区连通多根气道，其特征在于，该测试装置包括压缩气源、气道集成器、真空泵以及用于连接各部件的管路，所述压缩气源与进气歧管的高温区连接，所述气道集成器的一端与进气歧管的气道连接，另一端与真空泵连接。
2.根据权利要求1所述的一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置，其特征在于，所述的压缩气源与高温区的连接管路上设有进气阀，在进气阀与压缩气源之间的管路上设有进气压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置，其特征在于，所述的气道集成器与真空泵之间的管路上设有排气阀，在排气阀和真空泵之间的管路上设有排气压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置，其特征在于，所述的高温区设有高温区压力传感器和高温区温度传感器，所述低温区设有低温区压力传感器和低温区温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置，其特征在于，所述的进气歧管的管径为≤500mm。
6.根据权利要求1所述的一种进气歧管高低温压力脉冲测试装置，其特征在于，所述的测试装置固定放置在温度可调的环境箱内。
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