[發明專利]一種用于模擬高原柴油機的臺架裝置

在審

• 申請號: 202010742343.0
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111766076A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 蘇石川;李毅;徐華平;王亮
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01M15/05
• 分類號: G01M15/05
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

本發明涉及高原增壓柴油機領域，具體地說，是一種用于模擬高原柴油機的臺架裝置，用于模擬高原增壓柴油機實驗的臺架設計方案，臺架外接可調節增壓度與進氣量的空氣增壓器與氮氣瓶。通過降低增壓器的進氣量與增壓度來模擬高海拔地區的低氣壓，通過注入氮氣來降低空氣中的含氧量。同時由于氮氣溫度較低，與空氣混合后還可以降低混合空氣溫度，以此模擬高海拔地區的低溫環境。本臺架設計用于在低海拔平原環境下模擬高海拔高原環境下的增壓柴油機運行實驗。不僅具有搭建簡單、成本低廉、周期性短、材料易得等優勢，還能通過調節進氣量、進氣溫度、進氣含氧量來實現變海拔實驗。

技術領域

本發明涉及高原增壓柴油機領域，具體地說，是一種用于模擬高原柴油機的臺架裝置，用于模擬高原增壓柴油機實驗的臺架設計方案。

背景技術

高海拔環境下，由于大氣壓力降低，空氣中的氧氣質量分數下降，導致了柴油機缸內氧氣不足、燃燒惡化、滯燃期延長、后燃嚴重、缸內溫度升高等等問題。嚴重降低了柴油機的動力性、經濟性、排放性與可靠性。對高原柴油機的性能恢復的研究已經在各大高校、科研機構如花如荼地進行。

目前對高原柴油機的研究方法主要分為兩類，模擬研究與實驗研究。對于高原增壓柴油機的實驗研究主要的方法為三種，一種是前往高原某地定點搭建固定式臺架、另外一種是安裝車載式可移動柴油機臺架、最后一種為在平原搭建負壓實驗室，在負壓實驗室中模擬高原試驗。高原定點固定式柴油機臺架、雖然可以精確進行高原實驗，但是無法進行變海拔測試，并且由于西部地區科研條件較為落后，不利于深層次高廣度地實驗。車載式可移動柴油機臺架能夠進行變海拔測試，但是實驗周期較長、實驗成本較大、受戶外天氣影響嚴重。在平原地區建立負壓實驗室進行高原模擬實驗的話，需要巨大地投資，并且無法降低空氣中的氧氣質量分數，將會嚴重影響實驗的精確性。

發明內容

為了解決上述問題，本發明披露了一種不僅成本低廉、安裝簡單，還能完成變海拔增壓柴油機實驗的臺架設計方案，為缺乏科研條件的高原柴油機課題組與柴油機企業提供了一種簡便而又有效的臺架設計方案。

本發明采用的具體技術方案如下：

一種用于模擬高原柴油機的臺架裝置，包括柴油機和氮氣供給裝置，氮氣供給裝置通過管道連接到柴油機，柴油機還連接有測功機和尾氣測試儀，其中，氮氣供給裝置包括氮氣池和加熱器。

本發明的進一步改進，氮氣池連接柴油機的管道上還設置有流量計設定為第一流量計和調節閥，第一流量計設置在加熱器與調節閥之間；柴油機與氮氣池之間的管道上還[ly1]，增壓器與柴油機之間設置有溫壓傳感組，增壓器與溫壓傳感組之間設置有流量計設定為第二流量計；增壓器采用可調增壓器；柴油機還連接有配有油耗儀的高壓共軌裝置。

本發明在模擬高原試驗時，可通過同時調節增壓器與氮氣供給裝置來降低柴油機的缸內壓力與氧氣質量分數。由于不論是在高原還是平原，空氣中99％的氣體都是氮氣與氧氣。其中氧氣在平原的質量分數約為23.3％，其余部分可全部看做為氮氣。在4500米海拔下，氧氣的質量分數約為18.1％，其余部分也可全部視為氮氣。所述臺架設計方案的核心思想就是往空氣中注入氮氣來降低氧氣質量分數。而通過降低增壓器的增壓度與進氣量來模擬低氣壓造成的缸內進氣量下降。因此進入缸內的氣體包括了增壓器增壓的空氣與氮氣供給裝置提供的氮氣。

高原燃燒模擬的主要是模擬高原的進氣來模擬缸內燃燒環境。通過油耗計可以檢測高原試驗的耗油量；通過測功機可以測試功率、扭矩、示功圖等；而排氣管后接的尾氣測試儀能夠測試排放狀況。因此本發明可以架測試高原增壓柴油機的經濟性、動力性、與排放性。

本發明的有益效果是：本發明不僅具有搭建簡單、成本低廉、周期性短、材料易得等優勢，還能通過調節進氣量、進氣溫度、進氣含氧量來實現變海拔實驗。

附圖說明

圖1為本發明的構造圖。

圖2為不同海拔下的大氣壓與氧氣質量分數。