[發明專利]增壓發動機高原性能模擬試驗方法及其實施裝置

有效

• 申請號: 201210310919.1
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102818706A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 崔毅;鄧康耀;田中旭;石磊;李華雷
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及的是一種內燃機領域的試驗方法，特別是一種增壓發動機高原性能模擬試驗方法及其實施裝置。

背景技術

增壓發動機在高原工況運行時，相比于平原工況，功率明顯下降，增壓器轉速增加并可能超速，燃燒和經濟性惡化。這主要是由于高海拔大氣壓力遠低于標準大氣壓力所導致的。為了研究增壓發動機的高原性能，需要開展高原實驗。國內發動機高原模擬試驗對排氣背壓的模擬普遍采用引射或抽吸的方式。為了能模擬高海拔，引射氣體量可達發動機排氣量的4倍。當發動機功率較大時，需要大型的壓縮機才能達到引射要求，設備投資巨大。

經過對現有技術文獻的檢索發現，中國專利申請號201010587183.3，專利名稱：發動機兩級順序增壓裝置及發動機在平原和高原增壓的方法，該專利技術提供了一種平原和高原增壓的方法：在平原工況采用一級增壓，在高原工況采用兩級增壓，但是該專利技術沒有給出在平原工況模擬高原工況的試驗方法。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一增壓發動機高原性能模擬試驗方法及其實施裝置。本發明不需要投資昂貴的大型的壓縮機等排氣引射設備，而是運用簡單的改變渦輪流通面積的方法來模擬高原排氣環境，能大幅節省試驗設備投資。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

本發明涉及一種增壓發動機高原性能模擬試驗方法，包括如下步驟：步驟一，高原進氣環境壓力的模擬采用進氣節流加穩壓的方法獲得；步驟二，高原下的排氣背壓影響由采用縮小了流通面積的渦輪來模擬，渦輪流通面積的大小根據高原大氣壓力和渦輪增壓器匹配公式計算得到，具體如下：

AT′=ATp0′p0]]>

式中，A_T為原機渦輪流通面積，p₀為實驗室環境大氣壓力，p′₀為需要模擬的高原環境大氣壓力，A′_T為模擬環境壓力為p′₀的高原環境所采用的縮小的渦輪流通面積值。

本發明還涉及一種實施以上所述增壓發動機高原性能模擬試驗方法的裝置，包括壓氣機進氣管、壓氣機、發動機進氣管、中冷器、發動機、發動機排氣管、進氣節流閥、進氣穩壓箱、可改變流通面積的渦輪、渦輪排氣管和連接軸，壓氣機的進出氣口分別與壓氣機進氣管的出氣口、發動機進氣管的進氣口相連接，發動機的進出氣口分別與發動機進氣管的出氣口、發動機排氣管的進氣口相連接，中冷器安裝在發動機進氣管上，壓氣機和可改變流通面積的渦輪通過連接軸同軸相連，可改變流通面積的渦輪的進出氣口分別與發動機排氣管的出氣口、渦輪排氣管的進氣口相連接，在壓氣機進氣管上沿進氣流動方向依次安裝進氣節流閥和進氣穩壓箱，壓氣機進氣管的進氣口、渦輪排氣管的出氣口均與大氣環境相連通。在本發明中，通過控制進氣節流閥的開度來模擬高原進氣壓力，通過改變渦輪的流通面積來模擬高原排氣背壓。渦輪流通面積的改變，即可以通過更換渦輪噴嘴或渦殼來實現，也可以通過把它更換成不同流通面積的同一型譜渦輪或者可變截面渦輪來實現。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

（1）不需要采用復雜的排氣壓力模擬系統，如排氣引射裝置或真空泵，大幅節省試驗設備投資。

（2）可以對任何功率的增壓發動機進行高原性能模擬試驗，發動機的排量不受限制。

（3）能夠模擬各種海拔的大氣壓力環境。

附圖說明

圖1為本發明實施裝置的結構示意圖；

其中：1、壓氣機進氣管，2、壓氣機，3、發動機進氣管，4、中冷器，5、發動機，6、發動機排氣管，7、進氣節流閥，8、進氣穩壓箱，9、可改變流通面積的渦輪，10、渦輪排氣管，11、連接軸。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，本實施例以本發明技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。