[发明专利]用于在测试往复式内燃机时调节大气的装置、方法及所述装置的用途

说明书

本发明涉及在测试发动机时调节大气的装置，所述装置包括与发动机进气口相连的进气管、与发动机排气口相连的排气管、将进气管与排气管相连的连通管、位于进气管中的旁通阀、位于进气管中的增压涡轮组件、位于排气管中的热交换器以及热交换器之后的涡轮增压器。所述装置还包括将进气管和排气管相连的第一三通阀、位于排气管中的开关阀、位于排气管中的第二三通阀、位于将排气管与大气相连的管中的控制阀以及排气管将热交换器与连通管相连的部分。

技术领域

本发明主要涉及内燃机测试领域，尤其涉及用于在测试内燃机时调节大气的装置。

背景技术

在测试台中对往复式内燃机进行测试和表征在很多情况下需要在吸气和排气时精确控制压力和/或温度。例如在高度、冷启动研究、在测试活动中不同时间的基准条件的可重复性等方面对发动机控制进行校准的测试活动就是如此。

在很多情况下，提出的问题是获取对压力的控制以使其小于大气压，即模拟高空状态。例如需要在进行测试的实验室中研究高空平面而非实验室中发动机的运作时或是研究发动机和航空设备时和就是如此。但是，在其它情况下也需要通过增加大气压以再现低空条件，例如在地理上处于较高高度的测试房间中再现海平面条件时或是在研究发动机在低于海平面的矿井中的动作时。

在本领域中已经存在进行此类大气条件模拟的一些方法。

例如，同属本发明的申请人所有的ES2398095A1号专利公开了模拟往复式内燃机在高空运行吸入空气时的压力和温度状况的装置。所述装置包括但不限于径向向心涡轮，所述径向向心涡轮用于将气流膨胀，使其具有往复式内燃机吸入空气的压力和温度。但是，在ES2398095 A1号专利文献中公开的所述装置主要用于研究高空的航空应用，而非研究低空条件（例如海平面以下的矿井中）的发动机运行

WO2008036993A2号专利公开了向内燃机供应调节过的燃气的方法和装置。废气可以与从发动机进气口进入的空气混合。内燃机废气通过废气管由所述内燃机的废气进气系统排出，所述系统优选的为包括过滤器、稀释管和风扇的系统。

同属本发明的申请人所有的ES2485618号专利被认为是与本发明最接近的现有技术，其公开了用于模拟工作在高于和低于所述装置所处的高度的往复式内燃机吸入空气时的压力和温度的装置。但是ES2485618号专利文献所公开的装置比较复杂，其制造难度和成本也随之增加。另外，其复杂程度导致压力下降，使其无法模拟所述装置所处的高度和待模拟的往复式内燃机的高度之间的较小高度差。

因此，虽然某些已知的方法和装置已经被用于模拟不同高度的大气条件以测试内燃机，但是本领域仍需要能够提供比现有技术更具优势的其它方法和装置。例如，需要一种装置来精确模拟进行测试的装置所处位置和待模拟的往复式内燃机的高度之间的较小高度差。

发明内容

在第一方面，本发明公开了用于调节大气以测试内燃机的装置，所述装置解决了上述的现有技术的缺陷。为此，根据本发明的所述装置包括：

-进气管，所述进气管被配置为在第一端与待测内燃机的进气口相连并通过第二端从外部大气吸入空气；

-排气管，所述排气管被配置为在第一端与所述内燃机的排气口相连并通过第二端将废气排入外部大气；

-第一连通管，所述第一连通管将所述进气管与所述排气管靠近各自的第一端连通，使得所述装置的进气口与其排气口相连通；

-旁通阀，所述旁通阀被配置于所述进气管内；

-增压涡轮组件，所述增压涡轮组件将所述进气管中流动的气流引向所述旁通阀，所述增压涡轮组件包括涡轮，所述涡轮与耗散系统相连，所述耗散系统用于耗散膨胀过程中产生的能量，所述旁通阀和所述涡轮能够被控制以在所述进气管中获取所需的压力和气流值；

-热交换器，所述热交换器位于所述排气管中，用于将废气冷却至安全温度；以及