[發明專利]柴油機高海拔冷卻空氣模擬系統及模擬方法

在審

• 申請號: 201911343770.5
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111089731A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 劉瑞林;楊春浩
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍軍事交通學院
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

1.一種柴油機高海拔冷卻空氣模擬系統，包括柴油機、散熱器和ECU，柴油機出氣口和散熱器之間通過冷卻液管路循環連接，冷卻液管路上安裝節溫器和冷卻水泵、在柴油機出口與節溫器之間的冷卻液管路上安裝冷卻液溫度傳感器和冷卻液流量傳感器，在節溫器的兩個出口處分別安裝冷卻液流量傳感器，在散熱器出口的冷卻液管路上安裝冷卻液溫度傳感器，ECU分別控制冷卻水泵控制電機和節溫器，且接收上述各個冷卻液溫度傳感器和冷卻液流量傳感器采集的實際冷卻液溫度信號和流量信號；其特征在于：還包括柴油機變海拔變流量冷卻系統和柴油機低密度介質環境模擬系統；所述柴油機變海拔變流量冷卻系統包括液壓油箱、液壓油泵、比例溢流閥、液壓馬達和冷卻風扇，其中液壓油箱、液壓油泵和液壓馬達組成液壓循環管路，且該液壓循環管路上跨接比例溢流閥，液壓馬達與液壓風扇連接，比例溢流閥接收ECU的控制信號；所述的柴油機低密度介質環境模擬系統包括柴油機高海拔進氣模擬系統和柴油機高海拔排氣模擬系統，其中，柴油機高海拔進氣模擬系統包括進氣穩壓箱和電動蝶閥，在進氣穩壓箱入口處安裝電動蝶閥，進氣穩壓箱出口通過連接管路與發動機進氣口相連，柴油機高海拔排氣模擬系統包括排氣穩壓箱、電動蝶閥和真空泵，在排氣穩壓箱出口與真空泵之間連接電動蝶閥，排氣穩壓箱入口通過連接管路與發動機排氣口相連。

2.一種根據權利要求1所述的柴油機高海拔冷卻空氣模擬系統所用的模擬方法，其特征在于，根據相似原理，若高原冷卻空氣模擬系統中空氣的雷諾數與原型中的雷諾數一致，那么模擬系統與原型中的冷卻空氣具有相似的流動狀態，作用于散熱器的冷卻空氣雷諾數如公式(1)、(2)所示，

式中，u為空氣流速，m/s；l為散熱器特質尺度，m；v為冷卻空氣運動粘度，m²/s；η為冷卻空氣動力粘度，N·s/m²；ρ為空氣密度，kg/m³，

故模型與原型的試驗轉速比為：

式中，n_m、n_o為模型、原型風扇轉速，r/min；u_m、u_o為模型、原型冷卻空氣流速，m/s；ρ_m、ρ_o為模型、原型冷卻空氣密度，kg/m³；η_m、η_o為模型、原型冷卻空氣動力粘度，N·s/m²；

原型與模型中冷卻空氣的動力粘度可由薩特蘭公式計算得到，

式中，η₀為空氣在288.15K時的動力粘度，1.789e^-5N·s/m²；T為冷卻空氣溫度，K；B為常數，110.4K；

不同海拔下溫度可有下式得到，

T＝T₀-6h (4)

式中，T₀為海拔0m時的環境溫度(一般取值為288.15K)，K；h為海拔高度，km。

3.根據權利要求1所述的柴油機高海拔冷卻空氣模擬系統，其特征在于：所述由液壓油箱、液壓油泵和液壓馬達組成的液壓循環管路上安裝濾油器和節油器。