發動機內部殘餘廢氣測量裝置製造方法
2023-07-08 19:09:46
發動機內部殘餘廢氣測量裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種發動機內部殘餘廢氣測量裝置。本實用新型中的高壓氣源的出氣口通過進氣管與發動機的進氣門連通，在進氣管上安裝有進氣流量傳感器和進氣壓力傳感器，發動機的氣缸蓋上安裝有氣缸壓力傳感器，發動機的排氣門連接出氣管，出氣管上安裝有排氣壓力傳感器、排氣調壓閥。發動機的曲軸上裝有曲軸轉角編碼器。本實用新型可在不同轉速、配氣正時、進排氣壓力條件下，測量發動機內部殘餘廢氣量。
【專利說明】發動機內部殘餘廢氣測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機測試【技術領域】，具體涉及一種發動機內部殘餘廢氣測量裝置。
【背景技術】
[0002]在發動機進排氣過程中，由於氣門疊開期的存在，排氣管和氣缸內的廢氣可能會回流進入進氣管，形成內部殘餘廢氣。
[0003]目前，控制氣缸內殘餘廢氣量已經成為發動機減少NOx生成量的重要方法，在發動機行業得到廣泛應用。但是，對於氣門疊開在進排氣過程中不同工況下所造成的內部殘餘廢氣量，尚缺少準確且可行的試驗方法。
【發明內容】
[0004]本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種發動機內部殘餘廢氣測量裝置。
[0005]本實用新型解決技術問題所採取的技術方案為:
[0006]本實用新型包括發動機、高壓氣源、進氣流量傳感器、進氣壓力傳感器、氣缸壓力傳感器、排氣壓力傳感器、排氣調壓閥和曲軸轉角編碼器。
[0007]高壓氣源的出氣口通過進氣管與發動機的進氣門連通，在進氣管上安裝有進氣流量傳感器和進氣壓力傳感器，所述進氣壓力傳感器距離進氣門2-3倍管徑。
[0008]發動機的氣缸蓋上安裝有氣缸壓力傳感器。
[0009]發動機的排氣門連接出氣管，出氣管上安裝有排氣壓力傳感器、排氣調壓閥，所述排氣壓力傳感器距離排氣門2-3倍管徑。
[0010]所述發動機的曲軸上裝有曲軸轉角編碼器。
[0011 ] 本實用新型有益效果:
[0012]本實用新型提供了一種發動機內部殘餘廢氣測量裝置，可在不同轉速、配氣正時、進排氣壓力條件下，測量發動機內部殘餘廢氣量。
[0013]該裝置在電動機拖動下工作，無需燃料燃燒，可在發動機零部件設計階段進行內部殘餘廢氣試驗，可靈活調節配氣正時、進排氣壓力等試驗參數；
[0014]該裝置可應用於車用汽油機、車用柴油機、船用柴油機等不同類型發動機，結構簡單，試驗簡便可行
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實施例包括發動機、高壓氣源1、進氣流量傳感器2、進氣壓力傳感器3、氣缸壓力傳感器5、排氣壓力傳感器7、排氣調壓閥8和曲軸轉角編碼器10。高壓氣源的出氣口通過進氣管與發動機的進氣門4連通，在進氣管上安裝有進氣流量傳感器和進氣壓力傳感器，進氣壓力傳感器距離進氣門2-3倍管徑，氣體在該距離範圍內形成穩定流動狀態。發動機的氣缸蓋上安裝有氣缸壓力傳感器。發動機的排氣門6連接出氣管，出氣管上安裝有排氣壓力傳感器、排氣調壓閥8，所述排氣壓力傳感器距離排氣門2-3倍管徑。所述發動機的活塞連杆9安裝的曲軸上裝有曲軸轉角編碼器10。
[0017]利用上述裝置進行發動機內部殘餘廢氣測量方法，包括以下步驟:
[0018]步驟1、停止發動機點火、噴油，發動機曲軸由電動機拖動，在活塞往復運動下實現進氣與排氣過程。
[0019]步驟2、電機拖動發動機至所需試驗轉速，調整高壓氣源壓力、排氣調壓閥，使進排氣壓力滿足試驗要求。
[0020]步驟3、測量進氣管壓力、氣缸壓力、排氣管壓力隨曲軸轉角變化。
[0021]步驟4、根據進氣管與氣缸和排氣管壓力差，計算回流廢氣流量；
[0022]m 丨=
?bn η κ( - ^?Λ
[0023]W2 = ΑΨ 1...............-......—..................π7κ -π2
- ~ 1 U J
PtP2cP
[0024]=，K=丄
Po PiCv
[0025]A = 3? DvLv
[0026]其中表不氣缸至進氣管瞬時廢氣流量,單位為kg/s,爾2表不排氣管至氣缸瞬時廢氣流量，單位為kg/s，A表示氣門有效流通面積，Dv表示氣門直徑，單位為m，Lv表示氣門升程，單位為m，Ψ表示氣門流通係數，P1表示氣缸壓力，單位為pa，P0表示進氣管壓力，單位為pa, p2表不進氣管壓力，單位為pa, P ^表不缸內氣體密度,Cp表不定壓比熱容,Cv定容比熱容。
[0027]步驟5、根據發動機轉速，計算氣門開啟到關閉期間不同轉角所對應廢氣流動速率，計算進氣管內累積廢氣量Hl1 ；
[0028]
* Δ#
IH1 = > M1
, 11
[0029]其中Ag表示曲軸轉角編碼器脈衝信號間隔，單位為rad，η表示曲軸轉速，單位為rad/s, Wi表示進氣門開啟轉角，單位為rad, 表示進氣門關閉轉角，單位為rad。
[0030]步驟6、根據發動機轉速，計算氣門開啟到關閉期間不同轉角所對應廢氣流動速率，計算排氣管回流累積廢氣量Hl2 ;
[0031]
1.Δφ
Bi1 = y m2
— η
[0032]其中Λ表示排氣管倒流起始轉角，單位為rad，Λ表示排氣管倒流結束轉角，單位為 rad。
[0033]步驟7、根據進氣流量傳感器所測流量Q(L/s)和進排氣管回流的累積廢氣量，計算進排氣管倒流引起的殘餘廢氣係數Φ ;
Wl1 +m2
[0034]r = ——— ο
?
【權利要求】
1.發動機內部殘餘廢氣測量裝置，包括發動機、高壓氣源、進氣流量傳感器、進氣壓力傳感器、氣缸壓力傳感器、排氣壓力傳感器、排氣調壓閥和曲軸轉角編碼器，其特徵在於:高壓氣源的出氣口通過進氣管與發動機的進氣門連通，在進氣管上安裝有進氣流量傳感器和進氣壓力傳感器，所述進氣壓力傳感器距離進氣門2-3倍管徑； 發動機的氣缸蓋上安裝有氣缸壓力傳感器； 發動機的排氣門連接出氣管，出氣管上安裝有排氣壓力傳感器、排氣調壓閥，所述排氣壓力傳感器距離排氣門2-3倍管徑； 所述發動機的曲軸上裝有曲軸轉角編碼器。
【文檔編號】G01F1/00GK203981223SQ201420350396
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】劉忠民, 吳軍, 張啟平 申請人:杭州電子科技大學