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专利名称：增压发动机高原性能模拟试验方法及其实施装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种内燃机领域的试验方法，特别是一种增压发动机高原性能模拟试验方法及其实施装置。
背景技术：
增压发动机在高原工况运行时，相比于平原工况，功率明显下降，增压器转速增加并可能超速，燃烧和经济性恶化。这主要是由于高海拔大气压力远低于标准大气压力所导致的。为了研究增压发动机的高原性能，需要开展高原实验。国内发动机高原模拟试验对排气背压的模拟普遍采用引射或抽吸的方式。为了能模拟高海拔，引射气体量可达发动机排气量的4倍。当发动机功率较大时，需要大型的压缩机才能达到引射要求，设备投资巨大。 经过对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号201010587183. 3，专利名称发动机两级顺序增压装置及发动机在平原和高原增压的方法，该专利技术提供了一种平原和高原增压的方法在平原工况采用一级增压，在高原工况采用两级增压，但是该专利技术没有给出在平原工况模拟高原工况的试验方法。

发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一增压发动机高原性能模拟试验方法及其实施装置。本发明不需要投资昂贵的大型的压缩机等排气引射设备，而是运用简单的改变涡轮流通面积的方法来模拟高原排气环境，能大幅节省试验设备投资。本发明是通过以下技术方案来实现的本发明涉及一种增压发动机高原性能模拟试验方法，包括如下步骤步骤一，高原进气环境压力的模拟采用进气节流加稳压的方法获得；步骤二，高原下的排气背压影响由采用缩小了流通面积的涡轮来模拟，涡轮流通面积的大小根据高原大气压力和涡轮增压器匹配公式计算得到，具体如下At = tPq
Po式中，AtS原机涡轮流通面积，Pci为实验室环境大气压力，P'。为需要模拟的高原环境大气压力，A' τ为模拟环境压力为P'。的高原环境所采用的缩小的涡轮流通面积值。本发明还涉及一种实施以上所述增压发动机高原性能模拟试验方法的装置，包括压气机进气管、压气机、发动机进气管、中冷器、发动机、发动机排气管、进气节流阀、进气稳压箱、可改变流通面积的涡轮、涡轮排气管和连接轴，压气机的进出气口分别与压气机进气管的出气口、发动机进气管的进气口相连接，发动机的进出气口分别与发动机进气管的出气口、发动机排气管的进气口相连接，中冷器安装在发动机进气管上，压气机和可改变流通面积的涡轮通过连接轴同轴相连，可改变流通面积的涡轮的进出气口分别与发动机排气管的出气口、涡轮排气管的进气口相连接，在压气机进气管上沿进气流动方向依次安装进气节流阀和进气稳压箱，压气机进气管的进气口、涡轮排气管的出气口均与大气环境相连通。在本发明中，通过控制进气节流阀的开度来模拟高原进气压力，通过改变涡轮的流通面积来模拟高原排气背压。涡轮流通面积的改变，即可以通过更换涡轮喷嘴或涡壳来实现，也可以通过把它更换成不同流通面积的同一型谱涡轮或者可变截面涡轮来实现。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果(I)不需要采用复杂的排气压力模拟系统，如排气引射装置或真空泵，大幅节省试验设备投资。(2)可以对任何功率的增压发动机进行高原性能模拟试验，发动机的排量不受限 制。(3)能够模拟各种海拔的大气压力环境。


图I为本发明实施装置的结构示意图；其中1、压气机进气管，2、压气机,3、发动机进气管,4、中冷器,5、发动机,6、发动机排气管，7、进气节流阀，8、进气稳压箱，9、可改变流通面积的涡轮，10、涡轮排气管，11、连接轴。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图I所示，本发明的实施装置包括压气机进气管I、压气机2、发动机进气管3、中冷器4、发动机5、发动机排气管6、进气节流阀7、进气稳压箱8、可改变流通面积的涡轮9、涡轮排气管10和连接轴11，压气机2的进出气口分别与压气机进气管I的出气口、发动机进气管3的进气口相连接，发动机5的进出气口分别与发动机进气管3的出气口、发动机排气管6的进气口相连接，中冷器4安装在发动机进气管3上，压气机2和可改变流通面积的涡轮9通过连接轴11同轴相连，可改变流通面积的涡轮9的进出气口分别与发动机排气管6的出气口、涡轮排气管10的进气口相连接，在压气机进气管I上沿进气流动方向依次安装进气节流阀7和进气稳压箱8，压气机进气管I的进气口、涡轮排气管10的出气口均与大气环境相连通。在本发明中，压气机进气管I、压气机2、发动机进气管3、中冷器4、进气节流阀7和进气稳压箱8组成高原进气模拟系统，通过改变进气节流阀7的开度来模拟高原进气压力。发动机排气管6、可改变流通面积的涡轮9和涡轮排气管10组成高原排气模拟系统，通过改变可改变流通面积的涡轮9的流通面积来模拟高原排气背压。涡轮流通面积的改变，即可以通过更换涡轮喷嘴或涡壳来实现，也可以通过把它更换成不同流通面积的同一型谱涡轮或者可变截面涡轮来实现。高原试验时涡轮流通面积A' τ由下式确定At =
Po式中，AtS原机涡轮流通面积，Pci为实验室环境大气压力，p'。为需要模拟的高原环境大气压力，A' τ为模拟环境压力为P'。的高原环境所采用的缩小的涡轮流通面积值 。
权利要求
1.一种增压发动机高原性能模拟试验方法，其特征在于包括如下步骤步骤一，高原进气环境压力的模拟采用进气节流加稳压的方法获得；步骤二，高原下的排气背压影响由采用缩小了流通面积的涡轮来模拟，涡轮流通面积的大小根据高原大气压力和涡轮增压器匹配公式计算得到，具体如下
2.一种实施权利要求I所述增压发动机高原性能模拟试验方法的装置，包括压气机进气管(I)、压气机(2)、发动机进气管(3)、中冷器(4)、发动机(5)和发动机排气管(6)，压气机(2)的进出气口分别与压气机进气管(I)的出气口、发动机进气管(3)的进气口相连接，发动机(5)的进出气口分别与发动机进气管(3)的出气口、发动机排气管(6)的进气口相连接，中冷器(4)安装在发动机进气管(3)上，其特征在于还包括进气节流阀(7)、进气稳压箱(8)、可改变流通面积的涡轮(9)、涡轮排气管(10)和连接轴(11)，压气机(2)和可改变流通面积的涡轮(9)通过连接轴(11)同轴相连，可改变流通面积的涡轮(9)的进出气口分别与发动机排气管(6)的出气口、涡轮排气管(10)的进气口相连接，在压气机进气管(I)上沿进气流动方向依次安装进气节流阀(7)和进气稳压箱(8)，压气机进气管(I)的进气口、涡轮排气管(10)的出气口均与大气环境相连通。
全文摘要
本发明涉及一种内燃机技术领域的增压发动机高原性能模拟试验方法及其实施装置，采用进气节流来模拟高原进气压力，采用缩小的涡轮流通面积来模拟高原排气背压，涡轮流通面积的大小可以根据高原大气压力和涡轮增压器匹配公式计算得到。本发明采用的增压发动机高原性能模拟试验方法，能很好地模拟高原大气压力对增压发动机性能的影响，并且对实验条件要求较低，能大幅度降低增压柴油机的高原试验成本。
文档编号G01M15/04GK102818706SQ201210310919
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者崔毅, 邓康耀, 田中旭, 石磊, 李华雷 申请人:上海交通大学