CN210268844U

CN210268844U - 进气流量计对比装置及进气流量计对比系统

Info

Publication number: CN210268844U
Application number: CN201921475469.5U
Authority: CN
Inventors: 张凡; 肖广宇; 于津涛
Original assignee: Beijing Kadake Automotive Testing Technology Center Co ltd
Current assignee: Beijing Kadake Automotive Testing Technology Center Co ltd
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-04

Abstract

本实用新型提供了一种进气流量计对比装置及进气流量计对比系统，涉及发动机进气检测的技术领域，该进气流量计对比装置包括变频风机、试验用进气流量计和对比用进气流量计；试验用进气流量计、对比用进气流量计和变频风机之间通过连接气管顺次连通，使得空气自试验用进气流量计进入，经过对比用进气流量计后经由变频风机排出；通过调整变频风机的转速调节每一次进入试验用进气流量计的空气流量，并对比试验用进气流量计和对比用进气流量计在每一次工况下的空气流量误差，以实现试验用进气流量计的线性检查，解决了检定周期长、费用高的技术问题，达到了快速检测的技术效果。

Description

进气流量计对比装置及进气流量计对比系统

技术领域

本实用新型涉及发动机性能检测的技术领域，尤其是涉及一种进气流量计对比装置及进气流量计对比系统。

背景技术

按照《GB/T 18297-2001汽车发动机性能试验方法》的要求，台架试验用发动机进气流量计的测量误差不超过所测值的±3％。依据《GB 17691-2018重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》的要求，台架试验用发动机进气流量测试值的相对误差不超过±2％。标准要求定期对发动机进气流量计进行线性化检查，因此，需要有专门针对发动机进气流量计的标定装置。

现阶段台架试验用发动机进气流量计的标定主要通过送检的方式实现，方法是从发动机试验台架上拆下进气流量计，送到设备供应商或者计量检定机构，使用专门的气体流量试验平台和标定用高精度气体流量计，对进气流量计进行对比标定。送检方法的优点是标定精度高，但是存在检定周期长、费用高的问题。

鉴于此，提供一种检定周期短而且费用较低的台架试验用发动机进气流量计显得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供进气流量计对比装置，以缓解了现有技术中存在的检定周期长、费用高的技术问题。

本实用新型提供的进气流量计对比装置，包括变频风机、试验用进气流量计和对比用进气流量计；

所述试验用进气流量计、对比用进气流量计和变频风机之间通过连接气管顺次连通，使得空气自所述试验用进气流量计进入，经过对比用进气流量计后经由变频风机排出。

进一步的，还包括与所述变频风机相连的变频器，所述变频器通过改变输出交流电的频率对所述变频风机的转速进行控制。

进一步的，还包括与所述变频器相连的空气保护开关，所述空气保护开关在电路发生过载、短路或失压时自动切断电路。

进一步的，还包括插头，所述插头用于连接所述空气保护开关和交流电源。

进一步的，所述插头采用380V插头。

进一步的，所述连接气管包括第一连接气管和第二连接气管；

所述第一连接气管连接于所述试验用进气流量计和所述对比用进气流量计之间；

所述第二连接气管连接于所述对比用进气流量计和所述变频风机之间。

进一步的，所述第一连接气管和第二连接气管的两端均设置有卡箍；

所述第一连接气管两端的卡箍分别用于连接所述试验用进气流量计和第一连接气管，以及所述对比用进气流量计和第一连接气管；

所述第二连接气管两端的卡箍分别用于连接所述对比用进气流量计和第二连接气管，以及所述变频风机和第二连接气管。

进一步的，所述第一连接气管为内表面光滑的软性胶管。

进一步的，所述第二连接气管为内表面光滑的硬质胶管。

本实用新型的第二目的在于提供进气流量计对比系统，以缓解了现有技术中存在的检定周期长、费用高的技术问题。

本实用新型提供的进气流量计对比系统，包括所述的进气流量计对比装置。

与现有技术相比，本实用新型提供的进气流量计对比装置及进气流量计对比系统主要存在以下有益效果：

本实用新型提供的进气流量计对比装置，包括变频风机、试验用进气流量计和对比用进气流量计；试验用进气流量计、对比用进气流量计和变频风机之间通过连接气管顺次连通，使得空气自试验用进气流量计进入，经过对比用进气流量计后经由变频风机排出；通过调整变频风机的转速调节每一次进入试验用进气流量计的空气流量，并对比试验用进气流量计和对比用进气流量计在每一次工况下的空气流量误差，以实现试验用进气流量计的线性检查。

本实用新型通过控制变频风机在某一转速下工作，变频风机提供稳定空气流量来确认比对时空气流量的一致性。根据比对要求，以某一频率读取试验用进气流量计在规定时间段内进气流量的多个瞬时值，最终得到当前空气流量平均值(例如在同一频率时，分别读取1s、2s、3s的空气流量的瞬时值，然后取得这三个时刻的平均值)，同时根据比对要求，以相同频率读取对比用进气流量计在规定时间段内进气流量的多个瞬时值，最终得到当前空气流量平均值。比对试验用进气流量计和对比用进气流量计在相同变频风机频率下的流量误差，判断该流量误差是否满足单一测量点的比对要求。根据比对要求和试验用进气流量计的测试范围，分别调节变频风机的设定频率，测量不同的进气流量特征点，重复对比试验用进气流量计和对比用进气流量计在每一次工况(相同频率)下的流量误差，最终汇总在整个测试范围内的比对结果，实现试验用进气流量计的线性检查。该进气流量计对比装置仅采用变频风机、试验用进气流量计和对比用进气流量计三个结构即可实现试验用进气流量计的线性检查，较传统的试验用进气流量计的线性检查相比，检查周期短而且费用低。

另外，该进气流量计对比装置机械结构简单，连接气管可调节性强；变频风机稳定性较强，试验中气体流量采集数据波动较小，流量计比对结果准确；进气流量计对比装置可用于不同安装位置和固定方式的发动机台架进气流量计标定，适用性强，经济成本低；该进气流量计对比装置可迅速模拟不同流量的发动机进气，能够用于不同流量范围的发动机台架进气流量计标定，使用范围广泛。

本实用新型提供的进气流量计对比系统，包括进气流量计对比装置；因此该进气流量计对比系统具有进气流量计对比装置具有的所有优势，在此就不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例一提供的进气流量计对比装置的结构示意图。

图标：100-变频风机；200-试验用进气流量计；300-对比用进气流量计；400-变频器；500-空气保护开关；600-插头；700-第一连接气管；800-第二连接气管；900-电源。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的进气流量计对比装置，包括变频风机100、试验用进气流量计200和对比用进气流量计300；试验用进气流量计200、对比用进气流量计300和变频风机100之间通过连接气管顺次连通，使得空气自试验用进气流量计200进入，经过对比用进气流量计300后经由变频风机100排出；通过调整变频风机100的转速调节每一次进入试验用进气流量计的空气流量，并对比试验用进气流量计200和对比用进气流量计300在每一次工况下的空气流量误差，以实现试验用进气流量计200的线性检查。

与现有技术相比，本实施例提供的进气流量计对比装置主要存在以下有益效果：

本实施例通过控制变频风机100在某一转速下工作，变频风机100提供稳定空气流量来确认比对时空气流量的一致性。根据比对要求，以某一频率读取试验用进气流量计200在规定时间段内进气流量的多个瞬时值，最终得到当前空气流量平均值(例如在同一频率时，分别读取1s、2s、3s的空气流量的瞬时值，然后取得这三个时刻的平均值)，同时根据比对要求，以相同频率读取对比用进气流量计300在规定时间段内进气流量的多个瞬时值，最终得到当前空气流量平均值。比对试验用进气流量计200和对比用进气流量计300在相同变频风机100频率下的流量误差，判断该流量误差是否满足单一测量点的比对要求。根据比对要求和试验用进气流量计200的测试范围，分别调节变频风机100的设定频率，测量不同的进气流量特征点，重复对比试验用进气流量计200和对比用进气流量计300在每一次工况(相同频率)下的流量误差，最终汇总在整个测试范围内的比对结果，实现试验用进气流量计200的线性检查。本实施例的进气流量计对比装置采用变频风机100、试验用进气流量计200和对比用进气流量计300三个结构即可实现试验用进气流量计200的线性检查，较传统的送检相比，检查周期短而且费用低。

另外，该进气流量计对比装置机械结构简单，连接气管可调节性强；变频风机100稳定性较强，试验中气体流量采集数据波动较小，流量计比对结果准确；进气流量计对比装置由于仅需要三个结构，其占地面积小，可用于不同安装位置和固定方式的发动机台架进气流量计标定，适用性强，经济成本低；该进气流量计对比装置由于设置了变频风机100，可以调整不同的空气流量，因此可迅速模拟不同流量的发动机进气，能够用于不同流量范围的发动机台架进气流量计标定，使用范围广泛。

其中需要说明的是，台架即为测试台，不同设备的测试台需要不同的技术支持系统，台架最复杂和昂贵的就是这些技术支持系统。比如发动机台架就需要供油、供电，发动机监控、消防、防暴、环境监测等技术支持系统，由于发动机运转的时候会产生巨大的推力、噪音，台架还必须要足够结实，能消减噪音，引排发动机运转的废气，为发动机运转提供新鲜空气等。

具体的，下面针对本实施例中进气流量计对比装置的各个结构做详细说明：

本实施例的可选方案中，还包括与变频风机100相连的变频器400，变频器400通过改变输出交流电的频率对变频风机100的转速进行控制，以改变空气流量。

具体的，对比用进气流量计300的测试范围为0-1800kg/h，能够覆盖所有试验发动机的进气流量范围。对比用进气流量计300的测试精度为±1％，重复性为±0.24％，能够满足排放标准中对进气流量线性化检查精度的要求。对比用进气流量计300具有4～20mA的信号输出接口，可以与试验用进气流量计200接入同一个数据采集系统，能够实现试验用进气流量计200和对比用进气流量计300对进气流量信号的同步采集和记录，提高对比标定结果的精度。变频器400的最大输出功率为3kW，最大输出电流为7.2A，能够驱动变频风机100产生最大1800kg/h的进气流量，满足所有试验发动机进气流量范围的要求。变频器400的输出频率在0至50Hz内连续可调，最小分辨率为0.1Hz，能够保证变频风机100转速控制的准确性和稳定性，提高进气流量在长时间内的一致性，提高对比标定结果的精度。

本实施例的可选方案中，还包括与变频器400相连的空气保护开关500，空气保护开关500在电路发生过载、短路或失压时自动切断电路，以对电路进行保护。

本实施例的可选方案中，还包括插头600，插头600用于连接空气保护开关500和交流电源900，将插头600与交流电源900连接，并给空气保护开关500供电。

本实施例的可选方案中，插头600采用380V插头。该380V插头与380V交流电源电性连接。

本实施例的可选方案中，连接气管包括第一连接气管700和第二连接气管800；第一连接气管700连接于试验用进气流量计200和对比用进气流量计300之间；第二连接气管800连接于对比用进气流量计300和变频风机100之间。

本实施例的可选方案中，第一连接气管700和第二连接气管800的两端均设置有卡箍；第一连接气管700两端的卡箍分别用于连接试验用进气流量计200和第一连接气管700，以及对比用进气流量计300和第一连接气管700；第二连接气管800两端的卡箍分别用于连接对比用进气流量计300和第二连接气管800，以及变频风机100和第二连接气管800。

本实施例的可选方案中，第一连接气管700为内表面光滑的软性胶管(例如全胶胶管)，额定直径100mm，管壁厚度3mm，总长度约2.2m。气管容易弯曲，方便连接安装在不同位置的试验用进气流量计200和对比用进气流量计300。

本实施例的可选方案中，第二连接气管800为内表面光滑的硬质胶管(例如缠绕胶管)，额定直径100mm，管壁厚度3mm，总长度约0.5m。气管无法弯曲，可以连接相对位置固定的对比用进气流量计300和变频风机100，结构紧凑。

需要指出的是，本实施例中第一连接气管700为内表面光滑的软性胶管，第二连接气管800为内表面光滑的硬质胶管仅为举例说明，第一连接气管700和第二连接气管800也可以采取其他材质和形状。并且，由于第一连接气管700和第二连接气管800的形状和材质可以选择，因此，本实施例的连接气管可调节性强。

本实施例的可选方案中，对比用进气流量计300用于测量通过气路系统的空气流量值。

具体的，对比用进气流量计300需要经过计量校准机构校准，而且测量精度高于试验用进气流量计200。

本实施例中，对比用进气流量计300为热式气体质量流量计，由过滤器、600mm前接管、300mm中接管及300mm后接管组成，传感器安装在中接管内。过滤器、600mm前接管、300mm中接管及300mm后接管之间顺次通过专用卡箍连接，确保无气体泄漏情况发生。对比用进气流量计300管道为薄壁圆筒式，额定直径100mm，管壁厚度4mm，总长度约1.3m。其中，过滤器为圆柱形，内部为网格状金属滤芯，有能够有效去除进气中的大颗粒灰尘。试验用进气流量计200应用了热膜风速仪测量原理，包含了空气过滤单元、上游1000mm管道、电子评估单元和下游500mm管道，进气按顺序分别通过空气过滤单元、上游管道、电子评估单元和下游管道。在内燃机的稳态和动态运行工况下均能提供高度精确且响应快速的进气质量流量测量。试验用进气流量计200管道为薄壁圆筒式，额定直径100mm，管壁厚度4mm，总长度为约2.3m，各部分管道通过专用卡箍连接，确保无气体泄漏情况发生。变频风机100为离心通风机，最大功率3kW，最大电流3.6A，最高转速2840r/min，最高输入频率50Hz。外形尺寸约为600mm×720mm×550mm。在变频风机100出口处加装了一个长度约为500mm的导流风道，将350mm×300mm的长方形出口改变为直径100mm的圆形出口，方便与第二连接气管800连接。空气保护开关500型号为C16型，变频器400型号为FC51型，空气保护开关500与变频器400使用电线连接，并且一起封装在400mm×300mm×300mm的配电箱内，确保电气设备安全。从配电箱内的变频器400上引出一路电线与变频风机100连接，从配电箱内的空气保护开关500上引出一路电线与380V的插头600连接。

本实施例的工作过程及原理：

SOO1:根据试验用进气流量计200安装位置和型号，使用长度和直径合适的第一连接气管700将试验用进气流量计200和对比用进气流量计300连接。第一连接气管700为内表面光滑的软性胶管，且连接处使用卡箍紧固，卡箍紧固的方式确保第一连接气管700与试验用进气流量计200和对比用进气流量计300的位置无气体泄漏。使用第一连接气管700可以保证装置拆装方便，密封性好。

S002:根据对比用进气流量计300安装位置和型号，使用长度和直径合适的第二连接气管800将对比用进气流量计300和变频风机100进口连接。第二连接气管800为内表面光滑的硬质胶管，且连接处使用卡箍紧固，使用卡箍紧固的方式确保与对比用进气流量计300和变频风机100进口相连的位置无气体泄漏。使用第二连接气管800可以保证装置拆装方便，密封性好。

S003:使用380V插头600连接在380V交流电源900上，380V交流电通过空气保护开关500后供给变频器400，确保电路出现故障时空气保护开关500能够自动断路，保证变频器400和变频风机100安全。

S004:通过改变变频器400的设定频率，改变变频器400的输出电流频率，进而控制变频风机100的转速。

S005:设定变频器400控制风机电机在某一转速下工作，风机提供稳定空气流量，通过保证变频器400输出频率的稳定性来确认比对时空气流量的一致性。

S006:根据比对要求，以1Hz频率读取试验用进气流量计200在规定时间内进气流量的瞬时值，最终得到当前空气流量平均值。

S007:根据比对要求，以1Hz频率读取对比用进气流量计300在规定时间内进气流量的瞬时值，最终得到当前空气流量平均值。

S008:比对两个进气流量计在相同风机频率下的流量误差，判断两个进气流量计的流量误差是否满足单一测量点的比对要求。

S009:根据比对要求和试验用进气流量计200的测试范围，分别调节变频器400的设定频率，测量不同频率时的进气流量特征点，重复对比试验用进气流量计200和对比用进气流量计300在相同频率下的流量误差，最终汇总在整个测试范围内的比对结果，实现试验用进气流量计200的线性检查。

本实施例主要由变频器400、变频风机100和对比用进气流量计300等构成，主要用于使用经过计量的对比用进气流量计300，对试验用进气流量计200进行快速简易标定。本实施例将变频风机100和对比用进气流量计300与试验用进气流量计200串联，通过设定变频器400控制变频风机100的电机在不同转速下工作，变频风机100提供不同的稳定空气流量，重复对比对比用进气流量计300和试验用进气流量计200在相同频率下的流量误差，从而实现试验用进气流量计200的线性检查。本实施例可用于对试验用进气流量计200进行现场快速标定，具有标定周期短、费用较低的特点。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例提供的进气流量计对比系统，包括进气流量计对比装置。

与现有技术相比，本实施例提供的进气流量计对比系统主要存在以下有益效果：

由于本实施例提供的进气流量计对比系统，包括进气流量计对比装置，因此本实施例的进气流量计对比系统具有进气流量计对比装置具有的所有优势，在此就不再赘述。

需要指出的是，该进气流量计对比系统还包括其他结构，但均已作为现有技术公开过，在此就不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种进气流量计对比装置，其特征在于，包括：变频风机(100)、试验用进气流量计(200)和对比用进气流量计(300)；

所述试验用进气流量计(200)、对比用进气流量计(300)和变频风机(100)之间通过连接气管顺次连通，使得空气自所述试验用进气流量计(200)进入，经过对比用进气流量计(300)后经由变频风机(100)排出。

2.根据权利要求1所述的进气流量计对比装置，其特征在于，还包括与所述变频风机(100)相连的变频器(400)，所述变频器(400)通过改变输出交流电的频率对所述变频风机(100)的转速进行控制。

3.根据权利要求2所述的进气流量计对比装置，其特征在于，还包括与所述变频器(400)相连的空气保护开关(500)，所述空气保护开关(500)在电路发生过载、短路或失压时自动切断电路。

4.根据权利要求3所述的进气流量计对比装置，其特征在于，还包括插头(600)，所述插头(600)用于连接所述空气保护开关(500)和交流电源(900)。

5.根据权利要求4所述的进气流量计对比装置，其特征在于，所述插头(600)采用380V插头。

6.根据权利要求1所述的进气流量计对比装置，其特征在于，所述连接气管包括第一连接气管(700)和第二连接气管(800)；

所述第一连接气管(700)连接于所述试验用进气流量计(200)和所述对比用进气流量计(300)之间；

所述第二连接气管(800)连接于所述对比用进气流量计(300)和所述变频风机(100)之间。

7.根据权利要求6所述的进气流量计对比装置，其特征在于，所述第一连接气管(700)和第二连接气管(800)的两端均设置有卡箍；

所述第一连接气管(700)两端的卡箍分别用于连接所述试验用进气流量计(200)和第一连接气管(700)，以及所述对比用进气流量计(300)和第一连接气管(700)；

所述第二连接气管(800)两端的卡箍分别用于连接所述对比用进气流量计(300)和第二连接气管(800)，以及所述变频风机(100)和第二连接气管(800)。

8.根据权利要求6或7所述的进气流量计对比装置，其特征在于，所述第一连接气管(700)为内表面光滑的软性胶管。

9.根据权利要求6或7所述的进气流量计对比装置，其特征在于，所述第二连接气管(800)为内表面光滑的硬质胶管。

10.一种进气流量计对比系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的进气流量计对比装置。