[实用新型]变缸径变行程中速单缸柴油机试验台的增压系统模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及变缸径变行程中速单缸柴油机进气及排气系统，特别是涉及一种用于变缸径变行程中速单缸柴油机试验台的增压系统模拟装置。

背景技术

目前国内单缸柴油机(以下简称单缸机)的增压系统模拟装置一般只针对某一特定产品机型进行设计和使用；并且，进排气参数以恒定调节为主要目标，参数可调整和控制范围小。随着试验对象的改变，增压系统需要做较大改动，这样将大大增加成本投入和施工周期，对于换气过程中压力波动的影响也无法精确模拟。

单缸机和多缸整机换气过程的差异主要是由以下三方面造成的：

1、单缸机不存在多缸整机具有的气缸间相互干扰；

2、单缸机不受涡轮增压器运行特性的限制；

3、进排气管路几何结构的差异。

为了将换气过程差异造成的影响降至最小，更好地应用单缸机来模拟多缸整机的燃烧系统性能，必须设法保证单缸机和多缸整机高压循环的一致性。由此，应在高压过程开始时刻，即进气门关闭时刻，燃烧室内气体状态必须处于相同的条件，也就是说，运行时，单缸机的进气压力和排气背压必须相应调整到进气门关闭时刻与多缸整机处于相同的进气条件。单缸机与多缸整机换气过程另一个较大的差异发生在气门重叠区附近，如图2所示。由图2可以看到，进气门开启时刻(IVO)前后，单缸机与多缸整机缸内压力曲线都存在压力峰值，压力峰值的幅值和相位可以通过调整进气谐振管路的几何结构来进行调整，从而保证其进气过程的一致性；单缸机排气过程压力波动与排气管的结构形式有直接关系，通过调整排气管结构形式可以改变排气压力波形态，但这就需要单缸机的进排气管路结构形式可灵活调整。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于变缸径变行程中速单缸柴油机试验台的增压系统模拟装置，能够满足不同缸径不同行程中速单缸柴油机进排气边界的需求，并能保证单缸柴油机高压循环过程与多缸整机一致；且使单缸柴油机换气过程压力波动与多缸整机相一致。

为解决上述技术问题，本实用新型的用于变缸径变行程中速单缸柴油机试验台的增压系统模拟装置，包括：

螺杆式空气压缩机，与所述螺杆式空气压缩机出口端通过管路连通的冷冻干燥机，通过管路与所述冷冻干燥机出口端相连接的进气一级稳压筒；

所述进气一级稳压筒出口端分为两个分支，一个分支通过旁通管路连接电控旁通调压阀和压缩空气旁通消音器，另一分支通过管路连接主进气管路进而连接进气压力粗调阀和电控进气压力细调阀；

所述螺杆式空气压缩机、进气一级稳压筒、电控旁通调压阀、进气压力粗调阀和电控进气压力细调阀构成进气压力调节系统，满足变缸径变行程中速单缸柴油机进气压力需求；

主进气管路依次连接有进气层流流量计，电控加热器，进气二级稳压筒和紧急空气安全阀；紧急空气安全阀出口连接着三通管路，三通管路一端连接变缸径变行程中速单缸柴油机进气道，另一端连接进气谐振管路，并由所述进气层流流量计实现与所述进气压力粗调阀和电控进气压力细调阀的出口端相连接；

所述进气谐振管路用于调整变缸径变行程中速单缸柴油机进气压力波动形态，其结构形式可根据变缸径变行程中速单缸柴油机具体运行参数及工况进行灵活调整；

所述变缸径变行程中速单缸柴油机排气先经过排气谐振管路，然后通过电控排气背压细调阀和排气背压粗调阀，控制所述变缸径变行程中速单缸柴油机排气背压；根据变缸径变行程中速柴油机的具体运行参数及工况，灵活调整排气谐振管路的结构形式，使所述变缸径变行程中速柴油机排气压力波动与多缸整机保持一致。

本实用新型的增压系统模拟装置，根据不同缸径不同行程中速单缸柴油机进排气压力调节范围和调节精度的需要，在进排气管路上设置了进排气压力粗调阀和细调阀，以及控制进排气压力的压力传感器；通过压力传感器的反馈信号用于自动调节电控进气压力细调阀、电控排气背压细调阀，使所述单缸柴油机的进排气压力边界与多缸整机保持一致。在进气管路上还设置有温度传感器，所述温度传感器的反馈信号用于调节电控加热器，使进入单缸柴油机的进气温度与多缸整机保持一致。根据不同缸径不同行程单缸柴油机换气过程压力波动调节需求，本增压系统模拟装置在单缸柴油机进排气管路处设置有谐振管路，通过调整进排气谐振管路的结构形式(管路长度、数量、公称通径等)，来保证单缸柴油机换气过程压力波动与多缸整机保持一致。

本实用新型针对不同缸径不同行程中速单缸柴油机的使用要求，能提供不同缸径中速船用柴油机缸内燃烧及排放试验的边界条件，可以实现对不同缸径和气缸排量的多缸整机换气过程的准确模拟，以准确地预测多缸整机的性能及排放趋势。