CN209783916U - 基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，将多缸柴油机的多个气缸分为一个试验缸，其余为拖动缸；测试系统包括：为试验缸输送空气，并对空气的压力、温度和组分进行控制的试验缸空气系统；为试验缸提供高压燃油的试验缸燃油系统；对试验缸喷油过程涉及的参数和喷油量进行控制的柴油机控制系统；为拖动缸输送空气和提供高压燃油的拖动缸空气系统和拖动缸燃油系统；采集试验缸运行过程中相关参数的数据采集系统；测量柴油机输出功率的测功机系统。本实用新型能够灵活控制燃烧边界条件和喷油过程涉及的相关参数，不受测试环境限制，相对于专用实验单缸机，能够解决成本、市场的限制，提高研发效率、降低研究成本。

Description

基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统

技术领域

本实用新型涉及柴油机燃烧技术，特别涉及一种基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，将整体式气缸盖多缸柴油机(气缸数大于2均可)改造成试验缸、拖动缸并存的柴油机测试台架，在试验缸内进行柴油机缸内燃烧研究。

背景技术

在全世界范围内，新兴经济体的能源消费继续快速增长，经合组织国家的能源消费增幅也远高于平均水平。全球汽车保有量的飞速增加，使得石油需求量的大幅增加，与石油资源和产量下降形成极大的矛盾，全球范围内的能源危机问题日益突出。汽车保有量的快速增长除了带来能源短缺问题外，其排气污染物还给大气环境和城市环境带来了巨大的污染破坏作用。以柴油机为例，柴油机的排放产物主要是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、硫化物、颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)等，其中尤以NOx和PM为主。这些有害排放物对大气环境的危害主要表现在形成光化学烟雾、酸雨、使臭氧层减薄、臭氧浓度过高以及造成全球范围的温室效应。

在能源、环境和(贵金属)资源的多重压力下，实现柴油机的高效清洁燃烧成为研究焦点。大量试验研究表明，内燃机燃烧过程中主要有害排放产物生成都需要满足特定的边界条件，即特定的混合气浓度和燃烧温度范围。只要合理控制缸内的混合气浓度、燃烧温度以及压力等条件，避开NOx和碳烟的生成区域，就有可能实现高效清洁燃烧。因此，对于柴油机缸内燃烧的研究很有必要。

相对于成品多缸机，单缸机能够自由灵活改变柴油机燃烧的边界条件，实现不同燃烧策略的组织，更有利于实现开展清洁高效燃烧策略的研究工作。但由于专门的实验单缸机用途、用量的限制，导致更大柴油机厂商并不会专门对于单缸柴油机进行生产，如果采用订制单缸机，会导致实验成本大幅度上升。同时，目前成品多缸柴油机机体组集成性越来越优化，相对于独立式气缸盖柴油机来说，基于进、排气道与缸头整合在一起的整体式气缸盖柴油机进行单缸实验机改造工作，难度有明显的增加。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，不仅能够实现柴油机缸内燃料边界条件的灵活控制，同时能够最大程度地降低研究成本。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，包括多缸柴油机，所述多缸柴油机的气缸盖形式为整体式，所述多缸柴油机包括两个以上的气缸，其中一个所述气缸为试验缸，其余所述气缸为拖动缸；

还包括：

试验缸空气系统，为所述试验缸输送空气；

试验缸燃油系统，为所述试验缸提供高压燃油；

柴油机控制系统，与所述试验缸燃油系统相连接；

拖动缸空气系统，为所述拖动缸输送空气；

拖动缸燃油系统，与多缸柴油机的原控制系统相连接，为所述拖动缸提供高压燃油；

数据采集系统，采集所述试验缸运行过程中的缸内压力和排气中的排放物参数以及进排气过程中涉及的压力、温度参数；

测功机系统，与所述多缸柴油机的输出轴连接，用于测量所述多缸柴油机的输出功率。

进一步的，所述试验缸空气系统包括外源空气压缩机，所述外源空气压缩机连接进气稳压罐的进气口，所述外源空气压缩机与所述进气稳压罐的连接管线上连接有旁通阀；所述进气稳压罐的出气口依次连接进气流量计、冷却干燥机和温度调节换热器，所述温度调节换热器的出气口连接至所述试验缸的进气口，所述试验缸的排气口连接排气稳压罐，所述排气稳压罐的一个出气口连接排气管，所述排气管上设置有背压阀，所述排气稳压罐的另一个出气口连接废气再循环回路，所述废气再循环回路的末端连接至所述温度调节换热器的进气口。

其中，所述废气再循环回路包括依次连接的废气再循环阀门和废气再循环中冷器，所述废气再循环阀门的进气口与所述排气稳压罐的另一个出气口连接，所述废气再循环中冷器的出气口与所述温度调节换热器的进气口连接。

进一步的，所述试验缸燃油系统和试验缸空气系统均独立于所述拖动缸燃油系统和拖动缸空气系统。

进一步的，所述试验缸燃油系统包括依次连接的油箱、输油泵、柴油滤清器、油量计量阀、高压油泵、共轨管和电控喷油器；所述高压油泵由油泵驱动电机驱动；所述共轨管的一端设置有共轨压力传感器、另一端设置有泄压阀并连接至所述油箱的回油口；所述电控喷油器的喷嘴布置在所述试验缸内；所述油量计量阀、共轨压力传感器和电控喷油器均与所述柴油机控制系统连接。

进一步的，所述拖动缸空气系统包括原多缸柴油机空气系统，且，在所述拖动缸的涡轮增压器压气机前端设置进气过滤器；所述拖动缸燃油系统为原多缸柴油机燃油系统。

进一步的，对于进气总管与进气歧管为一体、且进气歧管独立于所述整体式气缸盖的气缸盖形式：每个拖动缸的进气口均通过所述拖动缸空气系统的原进气歧管连接至原进气总管、排气口均通过所述拖动缸空气系统的原排气歧管连接至原排气总管；所述试验缸的进气口通过单独的进气管路与所述试验缸空气系统的温度调节换热器的出气口连接、排气口通过单独的排气管路与所述试验缸空气系统的排气稳压罐的进气口连接。

进一步的，对于进气歧管与所述整体式气缸盖整合为一体、且进气总管直接与所述整体式气缸盖相连的气缸盖形式：将所述整体式气缸盖上的原气道分割为相互独立的试验缸气道和拖动缸气道；所述试验缸气道的出口端与所述试验缸的进气口相连通，所述试验缸气道的入口端与所述试验缸空气系统的温度调节换热器的出气口连接，所述试验缸的排气口通过单独的排气管路与所述试验缸空气系统的排气稳压罐的进气口连接；所述拖动缸气道与每个所述拖动缸的进气口相连通，所述拖动缸气道的入口端与所述拖动缸空气系统的原进气总管连接，所述拖动缸的排气口均通过所述拖动缸空气系统的原排气歧管连接至原排气总管。

进一步的，所述数据采集系统包括：用于测量所述试验缸缸内压力的缸压传感器，用于测量所述试验缸进气参数的进口压力传感器和进口温度传感器，用于测量所述试验缸排气参数的出口压力传感器和出口温度传感器，用于测量所述试验缸燃油系统的燃油消耗率的油耗仪，用于测量所述试验缸空气系统的排放物参数和废气再循环率的发动机排气检测装置；所述缸压传感器设置在所述试验缸上；所述进口压力传感器和进口温度传感器设置在所述试验缸的进气管路上；所述出口压力传感器和出口温度传感器设置在所述试验缸的排气管路上；所述油耗仪设置在所述试验缸燃油系统的油箱的出油口上，所述油耗仪的进口连接所述油箱、出口连接所述试验缸燃油系统的输油泵、回油口分别通过喷油器回油管路和高压油泵回油管路连接所述试验缸燃油系统的电控喷油器回油口和高压油泵回油口；所述发动机排气检测装置设置在所述试验缸空气系统排气管的取样管路上。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型中所述的一种基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，相较于多缸柴油机台架测试系统，能够灵活控制燃烧边界条件(进气温度、进气压力以及进气组分)和喷油过程涉及的相关参数，同时具有不受测试环境限制的优点。

(2)本实用新型中所述的单缸柴油机台架测试系统是基于多缸成品柴油机改造得到的，相对于专用实验单缸机，能够解决成本、市场的限制，提高研发效率、降低研究成本。

(3)本实用新型中所述的试验缸空气系统能够通过调节进气侧的旁通阀，废气再循环阀以及排气侧的背压阀可以实现进气压力、温度以及进气组分的灵活控制。

(4)本实用新型中所述的试验缸燃油系统通过相应的控制系统，能够实现试验缸的喷油时刻、喷油压力和喷油次数等参数的灵活调整；

(5)本实用新型中所述的一种基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统可在发动机不同工况下进行测试、实验，可用于柴油机先进燃烧技术的开发阶段。

附图说明

图1是本实用新型所述的基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统的结构示意图；

图2是本实用新型所述的拖动缸空气系统以及试验缸空气系统的结构示意图；

图3是本实用新型所述的试验缸燃油系统的结构示意图；

图4a是本实用新型中针对第一种气缸盖形式的改造示意图；

图4b是本实用新型中针对第二种气缸盖形式的改造示意图；

附图标注：1、试验缸；2、拖动缸；3、旁通阀；4、进气稳压罐；5、进气流量计；6、冷却干燥机；7、温度调节换热器；8、进口压力传感器；9、进口温度传感器；10、出口压力传感器；11、出口温度传感器；12、排气稳压罐；13、背压阀；14、排气管；15、废气再循环阀门；16、废气再循环中冷器；17、涡轮增压器；18、增压中冷器；19、柴油机控制系统；20、高压油泵；21、共轨管；22、电控喷油器；23、缸压传感器；24、油箱；25、输油泵；26、油量计量阀；27、柴油滤清器；28、共轨压力传感器；29、泄压阀；30、喷油器回油管路；31、油耗仪；32、高压油泵回油管路；33、油箱出油管路。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1至图4b所示，一种基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，将整体式气缸盖多缸柴油机(气缸数大于2均可)改造成试验缸1、拖动缸2并存的柴油机测试台架，能够灵活控制燃烧边界条件和喷油过程涉及的相关参数。包括多缸柴油机、拖动缸空气系统、试验缸空气系统、拖动缸燃油系统、试验缸燃油系统、柴油机控制系统19、测功机系统、数据采集系统。所述试验缸空气系统、试验缸燃油系统是本实用新型中的主要部分，专门为试验缸1实验研究单独布置；所述拖动缸空气系统、拖动缸燃油系统主要维持多缸柴油机原本的布置设计；对于多缸柴油机的整体式气缸盖的改造，在本实用新型中针对两种不同气缸盖形式的多缸柴油机进行介绍；所述柴油机控制系统19、测功机系统、数据采集系统需要针对实验需求、发动机参数等进行单独布置。

所述整体式气缸盖是指将多缸柴油机的全部气缸盖铸造为一体，即试验缸1的气缸盖和拖动缸2的气缸盖是一个整体。图4a和图4b是分别针对两种常见的整体式气缸盖形式的改造图。

第一种气缸盖形式为进气总管与进气歧管为一体、且进气歧管独立于整体式气缸盖，排气侧与进气侧的布置形式一样，这种气缸盖形式在成品发动机最为普遍。对进、排气歧管进行加工改造即可，如图4a所示，以一缸为试验缸1为例，保留原机2-6缸(拖动缸2)的进、排气结构，即，每个拖动缸2的进气口均通过所述拖动缸空气系统的原进气歧管连接至原进气总管、排气口均通过所述拖动缸空气系统的原排气歧管连接至原排气总管，对原1缸的进、排气歧管进行切割并且进行焊接封口处理，并且单独布置试验缸1的进、排气管路，即，所述试验缸1的进气口通过单独的进气管路与所述试验缸空气系统的温度调节换热器7的出气口连接、排气口通过单独的排气管路与所述试验缸空气系统的排气稳压罐12的进气口连接，且所述试验缸1的进、排气管路与气缸盖的连接方式可以采用原机进排气歧管与气缸盖的连接方式。

第二种气缸盖形式是将第一种气缸盖形式中所述的进气歧管部分与气缸盖整合为一体，进气总管直接与气缸盖相连，新鲜空气从进气总管直接进入气缸盖内部的气道进入各个活塞室，这种气缸盖形式在较新开发的发动机产品中已经出现，空气系统的改造工作相较于第一种比较复杂，气缸盖一般都由优质灰铸铁或合金铸铁铸造且气缸盖结构复杂，其上一般加工有进、排气门座孔，气门导管孔，喷油器安装孔，还铸有水套、润滑油道和燃烧室或燃烧室的一部分。所以针对气缸盖的改造工作相对复杂，但是这种气缸盖形式的进气道一般布置在最外侧，且与布置其周围的水道、润滑油道存在允许加工的距离，一般气缸盖的下部铸造的结构相对简单，可以从气缸盖下部对气道进行切割并且在试验缸1和拖动缸2燃烧室进气处进行焊接处理，将气道分割为两室(试验缸气道和拖动缸气道)，如图4b所示，所述试验缸气道的出口端与所述试验缸1的进气口相连通，所述试验缸气道的入口端与所述试验缸空气系统的温度调节换热器7的出气口连接，所述试验缸1的排气口通过单独的排气管路与所述试验缸空气系统的排气稳压罐12的进气口连接；所述拖动缸气道与每个所述拖动缸2相连通，所述拖动缸气道的入口端与所述拖动缸空气系统的原进气总管连接，所述拖动缸2的排气口均通过所述拖动缸空气系统的原排气歧管连接至原排气总管。如此，外部进气总管的气体经过气缸盖气道只能进入拖动缸2的燃烧室。同时需要在气缸盖外侧合适位置进行试验缸气道的打通并且考虑试验缸1进气管与气缸盖的安装方式，对气缸盖完成加工。

如图2所示，所述拖动缸空气系统和所述试验缸空气系统，主要功用是为柴油机拖动缸2和试验缸1输送清洁、干燥、充足而稳定的空气，避免空气中杂质及大颗粒粉尘进入柴油机燃烧室造成柴油机异常磨损，同时考虑到发动机的经济性以及动力性，目前成品发动机多采用涡轮增压提高发动机进气量。出于实验研究的目的，进气压力、进气温度以及进气组分(废气再循环率)的灵活控制对于研究进气参数对于缸内燃烧的影响非常必要，综合上述的理由提出了图2所示拖动缸空气系统和试验缸空气系统。

所述拖动缸空气系统是沿用原多缸柴油机空气系统，不涉及到整体式气缸盖的改造。目前成品柴油机的进气方式可以分为自然吸气和增压进气。一般的轿车都采用自然吸气这种方式，后来为了增大柴油机功率和效率，才有了增压进气，当前的增压进气模式主要有机械增压和涡轮增压两种。无论采用哪种进气方式，拖动缸空气系统与原机空气系统保持一致，不予更改。本实施例中，采用涡轮增压器17进行增压。

如图2所示，所述拖动缸空气系统为所述拖动缸2输送空气。所述拖动缸空气系统保持原机的进气方式不做更改。但是在进气端(所述拖动缸2的涡轮增压器17压气机前端)需要布置进气过滤器，保持新鲜空气的清洁，避免颗粒物对拖动缸2的损伤；如果原机进气方式为涡轮增压系统，需要在拖动缸2的进气端布置增压中冷器18，其作用在于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率。

所述试验缸空气系统是本实用新型中比较关键的部分。进气系统的主要功用是为柴油机输送清洁、干燥、充足而稳定的空气以满足柴油机的需求，避免空气中杂质及大颗粒粉尘进入柴油机燃烧室造成柴油机异常磨损。同时进气成分以及进气物理参数对于柴油机缸内燃烧状况影响也十分关键。原柴油机进气系统中进气压力以及温度等物理参数受进气形式、排气压力以及增压系统的限制，无法实现针对某一工况下的参数调节换热。此外，目前市场上大多数柴油机在设计时并未考虑废气再循环系统，所以无法实现进气组分的调节换热，这对于开展相关的研究是一种限制。单独布置试验缸1的空气系统对于单缸机试验台架是非常重要的部分。

如图2所示，基于整体式气缸盖多缸柴油机，本实用新型提出一种试验缸空气系统的布置方案，所述试验缸空气系统独立于所述拖动缸空气系统，包括外源空气压缩机，所述外源空气压缩机连接进气稳压罐4的进气口，所述外源空气压缩机与所述进气稳压罐4的连接管线上连接有旁通阀3；所述进气稳压罐4的出气口依次连接进气流量计5、冷却干燥机6和温度调节换热器7，所述温度调节换热器7的出气口连接至所述试验缸1的进气口，所述试验缸1的排气口连接排气稳压罐12，所述排气稳压罐12的一个出气口连接排气管14，所述排气管14上设置有背压阀13，所述排气稳压罐12的另一个出气口连接废气再循环回路，所述废气再循环回路的末端连接至所述温度调节换热器7的进气口，其中，所述废气再循环回路包括依次连接的废气再循环阀门15和废气再循环中冷器16，所述废气再循环阀门15的进气口与所述排气稳压罐12的另一个出气口连接，所述废气再循环中冷器16的出气口与所述温度调节换热器7的进气口连接。所述试验缸空气系统能够实现试验缸1进气压力、进气温度以及进气组分(废气再循环率)的灵活控制，同时进气压力能够突破依靠废气能量的涡轮增压系统的限制，实现较高的进气压力，从而实现更加宽泛的参数变化范围，即，保证单缸工作时能在足够宽的范围内调节进气压力和进气流量，以满足不同发动机转速和负荷时的进气压力和进气流量的灵活控制要求；同时，还能够对进气进行过滤、稳压及流量测量。此外，可以根据实验需求在空气系统中安装可变气门机构(可变气门机构的结构及安装方法见申请号为CN201010241776.4的专利申请)，可变气门机构的安装不影响空气系统其他部分的布置。

所述试验缸1的进气侧主要包括外源空气压缩机，进气稳压罐4，进气旁通阀3，进气流量计5，冷却干燥机6，温度调节换热器7。其中所述外源空气压缩机提供试验缸1的进气，可以调节空气压缩机卸载压力和加载压力范围，使目标进气压力保持在空气压缩机出口空气压力范围内；由于发动机的进气过程是周期性的，会在进排气管路中产生压力脉冲，所以进气稳压罐4选取容积一般大于单缸排量的500倍，以起到较好的稳压效果；进气流量计5用于测量新鲜空气的质量流量；冷却干燥机的主要作用是滤掉压缩空气中其中的水分和杂质，并且对压缩空气进行降温处理；温度调节换热器7设置在废气再循环回路之后，可以根据实验需求对发动机进气的温度进行降温或者升温处理。

所述试验缸1的排气侧主要包括排气稳压罐12，废气再循环回路以及背压阀13。排气稳压罐12的作用与进气稳压罐4类似，对柴油机试验缸1排气进行稳压处理，为废气再循环回路提供稳定的废气压力；废气再循环回路的起始段设置在排气稳压罐12的一个出口处，经过废气再循环阀门15、废气再循环中冷器16在温度调节换热器7之前汇入进气侧，其中废气再循环阀门15一般为机械式单向阀，废气再循环阀门15的开启关闭能够使发动机在是否采用废气再循环技术间切换，废气再循环中冷器16主要作用降低废气温度，实现进气温度的初步调节。

在不采用废气再循环技术的情况下，背压阀13保持全开的状态，通过调节旁通阀3的开度，从而实现进气压力的调节；在采用废气再循环技术的情况下，需要协同调节背压阀13与旁通阀3的开度，控制进气压力、进排气压力间的差值，从而实现试验缸1进气压力以及进气组分(废气再循环率)的灵活控制。

所述拖动缸燃油系统沿用原多缸柴油机燃油系统，燃油系统一般是由燃油泵、燃油滤、喷油嘴等组成，其作用是保证柴油机在各种工作状态和条件下所需要的燃油流量。目前较新开发的柴油机燃油系统多采用共轨式燃料供给系统，主要优点是它可以在宽广的范围内改变喷射压力和喷射时间，通过将油压产生过程和燃油喷射控制过程分开考虑实现柴油机电子控制。所述拖动缸燃油系统与多缸柴油机的原控制系统相连接，为所述拖动缸2提供燃油。

如图3所示，所述试验缸燃油系统独立于原机燃油系统单独布置的，主要由油箱24、输油泵25、柴油滤清器27、油量计量阀26、高压油泵20、油泵驱动电机、共轨管21以及电控喷油器22等零部件组成，它们之间通过相应的低压或高压油管相连，为试验缸1提供高压燃油。所述油箱24、所述数据采集系统的油耗仪31、输油泵25、柴油滤清器27、油量计量阀26、高压油泵20、共轨管21和电控喷油器22依次连接；所述高压油泵20的回油口连接至所述油耗仪31的回油口，所述高压油泵20由油泵驱动电机驱动；所述共轨管21的一端设置有共轨压力传感器28、另一端设置有泄压阀29并连接至所述油箱24的回油口；所述电控喷油器22的喷嘴布置在所述试验缸1内并且所述电控喷油器22的回油口连接至所述油耗仪31的回油口。所述油箱24的燃油经输油泵25初步加压并经柴油滤清器27过滤后进入高压油泵20的油量计量阀26中。通过油量计量阀26对进入高压油泵20低压腔的燃油量控制来实现对油泵柱塞向共轨管21供油量的控制。进入低压腔的燃油越多，柱塞给共轨管21供油也越多，轨压上升速率越快，轨压值也就越大，反之亦然。共轨管21中的高压燃油通过高压油管和电控喷油器22体内的油道相通，并通过电控喷油器22的高速响应电磁阀实现对喷油过程的控制。

所述柴油机控制系统19与所述试验缸燃油系统的高压油泵20的油量计量阀26、共轨压力传感器28、电控喷油器22相连接。所述柴油机控制系统19采用ECU对所述试验缸燃油系统的高压油泵20及电控喷油器22进行独立控制，可实现对于喷油过程涉及的相关参数(试验缸1的喷油时刻、喷油压力和喷油次数等参数)的灵活调整。根据条件，可以采用自主开发柴油机控制系统，也可以采用有控制权限的成品柴油机控制系统进行运算、处理、判断，然后输出指令，向电控喷油器22提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。

所述测功机系统主要用于测试多缸柴油机的功率，所述测功机系统连接在所述多缸柴油机的输出轴上。主要分为水力测功机、电涡流测功机、电力测功机。

所述数据采集系统主要根据实验需求进行配置，主要采集的参数包括发动机缸内压力、发动机气体参数、及燃油消耗率、各种排放物(NOx、HC、CO、PM)参数等，可根据实验条件自行配置。所述数据采集系统用于采集所述试验缸1运行过程中的缸内压力和排气中的排放物参数以及进排气过程中涉及的压力、温度参数，包括：用于测量所述试验缸1缸内压力的缸压传感器23，用于测量所述试验缸1进气参数的进口压力传感器8和进口温度传感器9，用于测量所述试验缸1排气参数的出口压力传感器10和出口温度传感器11，用于测量所述试验缸燃油系统的燃油消耗率的油耗仪31，用于测量所述试验缸空气系统的排放物参数和废气再循环率的发动机排气检测装置(型号为Horiba MEXA 7100)；所述缸压传感器23设置在所述试验缸1上；所述进口压力传感器8和进口温度传感器9设置在所述试验缸1的进气管路上；所述出口压力传感器10和出口温度传感器11设置在所述试验缸1的出气管路上；所述油耗仪31设置在所述油箱24的出油口上，所述油耗仪31进口通过油箱出油管路33连接油箱24，出口通过管路连接输油泵25，回油口分别通过喷油器回油管路30和高压油泵回油管路32连接所述电控喷油器22回油口和高压油泵20回油口；所述发动机排气检测装置设置在所述试验缸空气系统排气管14的取样管路(取样管路设置在试验缸1的排气管14上，引出试验缸排气管14中的一小部分排气)上。

本实用新型不受测试环境限制，同时相对于专用实验单缸机，能够解决成本、市场的限制，提高研发效率、降低研究成本。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，包括多缸柴油机，所述多缸柴油机的气缸盖形式为整体式，所述多缸柴油机包括两个以上的气缸，其特征在于，其中一个所述气缸为试验缸(1)，其余所述气缸为拖动缸(2)；

还包括：

试验缸空气系统，为所述试验缸(1)输送空气；

试验缸燃油系统，为所述试验缸(1)提供高压燃油；

柴油机控制系统(19)，与所述试验缸燃油系统相连接；

拖动缸空气系统，为所述拖动缸(2)输送空气；

拖动缸燃油系统，与多缸柴油机的原控制系统相连接，为所述拖动缸(2)提供高压燃油；

数据采集系统，采集所述试验缸(1)运行过程中的缸内压力和排气中的排放物参数以及进排气过程中涉及的压力、温度参数；

测功机系统，与所述多缸柴油机的输出轴连接，用于测量所述多缸柴油机的输出功率。

2.根据权利要求1所述的基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，其特征在于，所述试验缸空气系统包括外源空气压缩机，所述外源空气压缩机连接进气稳压罐(4)的进气口，所述外源空气压缩机与所述进气稳压罐(4)的连接管线上连接有旁通阀(3)；所述进气稳压罐(4)的出气口依次连接进气流量计(5)、冷却干燥机(6)和温度调节换热器(7)，所述温度调节换热器(7)的出气口连接至所述试验缸(1)的进气口，所述试验缸(1)的排气口连接排气稳压罐(12)，所述排气稳压罐(12)的一个出气口连接排气管(14)，所述排气管(14)上设置有背压阀(13)，所述排气稳压罐(12)的另一个出气口连接废气再循环回路，所述废气再循环回路的末端连接至所述温度调节换热器(7)的进气口。

3.根据权利要求2所述的基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，其特征在于，所述废气再循环回路包括依次连接的废气再循环阀门(15)和废气再循环中冷器(16)，所述废气再循环阀门(15)的进气口与所述排气稳压罐(12)的另一个出气口连接，所述废气再循环中冷器(16)的出气口与所述温度调节换热器(7)的进气口连接。

4.根据权利要求1所述的基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，其特征在于，所述试验缸燃油系统和试验缸空气系统均独立于所述拖动缸燃油系统和拖动缸空气系统。

5.根据权利要求1所述的基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，其特征在于，所述试验缸燃油系统包括依次连接的油箱(24)、输油泵(25)、柴油滤清器(27)、油量计量阀(26)、高压油泵(20)、共轨管(21)和电控喷油器(22)；所述高压油泵(20)由油泵驱动电机驱动；所述共轨管(21)的一端设置有共轨压力传感器(28)、另一端设置有泄压阀(29)并连接至所述油箱(24)的回油口；所述电控喷油器(22)的喷嘴布置在所述试验缸(1)内；所述油量计量阀(26)、共轨压力传感器(28)和电控喷油器(22)均与所述柴油机控制系统(19)连接。

6.根据权利要求1所述的基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，其特征在于，所述拖动缸空气系统包括原多缸柴油机空气系统，且，在所述拖动缸(2)的涡轮增压器(17)压气机前端设置进气过滤器；所述拖动缸燃油系统为原多缸柴油机燃油系统。

7.根据权利要求1所述的基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，其特征在于，对于进气总管与进气歧管为一体、且进气歧管独立于所述整体式气缸盖的气缸盖形式：每个拖动缸(2)的进气口均通过所述拖动缸空气系统的原进气歧管连接至原进气总管、排气口均通过所述拖动缸空气系统的原排气歧管连接至原排气总管；所述试验缸(1)的进气口通过单独的进气管路与所述试验缸空气系统的温度调节换热器(7)的出气口连接、排气口通过单独的排气管路与所述试验缸空气系统的排气稳压罐(12)的进气口连接。

8.根据权利要求1所述的基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，其特征在于，对于进气歧管与所述整体式气缸盖整合为一体、且进气总管直接与所述整体式气缸盖相连的气缸盖形式：将所述整体式气缸盖上的原气道分割为相互独立的试验缸气道和拖动缸气道；所述试验缸气道的出口端与所述试验缸(1)的进气口相连通，所述试验缸气道的入口端与所述试验缸空气系统的温度调节换热器(7)的出气口连接，所述试验缸(1)的排气口通过单独的排气管路与所述试验缸空气系统的排气稳压罐(12)的进气口连接；所述拖动缸气道与每个所述拖动缸(2)的进气口相连通，所述拖动缸气道的入口端与所述拖动缸空气系统的原进气总管连接，所述拖动缸(2)的排气口均通过所述拖动缸空气系统的原排气歧管连接至原排气总管。

9.根据权利要求1所述的基于整体式气缸盖多缸柴油机的单缸柴油机台架测试系统，其特征在于，所述数据采集系统包括：用于测量所述试验缸(1)缸内压力的缸压传感器(23)，用于测量所述试验缸(1)进气参数的进口压力传感器(8)和进口温度传感器(9)，用于测量所述试验缸(1)排气参数的出口压力传感器(10)和出口温度传感器(11)，用于测量所述试验缸燃油系统的燃油消耗率的油耗仪(31)，用于测量所述试验缸空气系统的排放物参数和废气再循环率的发动机排气检测装置；所述缸压传感器(23)设置在所述试验缸(1)上；所述进口压力传感器(8)和进口温度传感器(9)设置在所述试验缸(1)的进气管路上；所述出口压力传感器(10)和出口温度传感器(11)设置在所述试验缸(1)的排气管路上；所述油耗仪(31)设置在所述试验缸燃油系统的油箱(24)的出油口上，所述油耗仪(31)的进口连接所述油箱(24)、出口连接所述试验缸燃油系统的输油泵(25)、回油口分别通过喷油器回油管路(30)和高压油泵回油管路(32)连接所述试验缸燃油系统的电控喷油器(22)回油口和高压油泵(20)回油口；所述发动机排气检测装置设置在所述试验缸空气系统排气管(14)的取样管路上。