氣道試驗臺的製作方法

2023-12-10 05:10:41

本實用新型屬於發動機缸蓋氣道穩態流動特性測試技術領域，特別是涉及一種氣道試驗臺。

背景技術：

氣道試驗臺用於發動機進、排氣道的流量係數和滾流比的測試，通過測試氣體流動特性來研究發動機缸蓋氣道的設計情況。

現有的氣道試驗臺，使用高壓變頻風機作為氣體流通動力，通過變頻器調節風機進而調節氣體流速和氣道壓差，使用螺栓頂氣門杆調節氣門升程，使用蜂窩鋁動量計測量滾流比。

該穩態氣道試驗臺，氣門升程調節使用螺栓頂氣門杆，螺栓為1mm牙距，通過人工操作扳手旋轉螺栓一圈作為1mm升程，調節精度低，且不同人操作其升程偏差大。

另外，該穩態氣道試驗臺使用蜂窩鋁動量計測量滾流比，由於動量計靈敏度較高，因此，試驗的重複性較差，多次測量得出的結果偏差較大。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有的氣道試驗臺使用蜂窩鋁動量計測量滾流比，導致多次測量得出的結果偏差較大的缺陷，提供一種氣道試驗臺。

本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案如下：

提供一種氣道試驗臺，包括用於安裝缸蓋的缸蓋安裝平臺、用於測量缸蓋氣道內外壓差的氣道壓差壓力傳感器、空筒、轉動設置在所述空筒內的滾流葉片、用於測量所述滾流葉片轉速的轉速傳感器、流量計及風機，所述流量計連接在所述空筒與風機之間，所述空筒、流量計及風機內部依次連通以形成由所述空筒向所述風機延伸的封閉空氣流道。

進一步地，所述滾流葉片包括葉片本體及連接在所述葉片本體旋轉軸線上的轉軸，所述轉軸與所述空筒轉動連接並突出於所述空筒的外側壁，所述轉速傳感器設置在所述空筒外壁上並用於測量所述轉軸的轉速。

進一步地，所述氣道試驗臺還包括連接在所述空筒與流量計之間的穩壓筒及設置在所述穩壓筒上並用於測量所述穩壓筒內外壓差的穩壓筒壓差傳感器，所述空筒、穩壓筒、流量計及風機內部依次連通。

進一步地，所述氣道試驗臺還包括連接在所述流量計與風機之間的穩壓箱，所述空筒、穩壓筒、流量計、穩壓箱及風機內部依次連通。

進一步地，所述穩壓箱上設置有旁通閥。

進一步地，所述穩壓筒的側壁上設置第一管口，所述流量計的一端設置第一連接管，所述流量計的另一端設置第二連接管，所述穩壓箱的一端設置第二管口，所述第一管口與所述第一連接管通過一第一柔性節連接，所述第二管口與所述第二連接管通過一第二柔性節連接。

進一步地，所述氣道試驗臺還包括調節氣門升程的氣門升程調節裝置。

進一步地，所述氣門升程調節裝置包括氣門油封夾緊工裝、調節底座、彈簧、調節上座、氣門調節座及量規，所述彈簧套在氣門杆上並支撐於所述氣門調節座與調節底座之間，所述調節上座與調節底座通過螺栓連接，所述氣門調節座壓在所述氣門杆頂端，所述量規塞在所述調節上座與氣門調節座之間。

進一步地，所述調節上座與調節底座通過第一螺栓及第二螺栓連接，所述第一螺栓包括第一螺杆及與所述第一螺杆匹配的第一螺母，所述第二螺栓包括第二螺杆及與所述第二螺杆匹配的第二螺母，所述第一螺杆由下往上穿過所述調節底座及調節上座的一側，所述第一螺母螺紋連接在所述第一螺杆的頂端並壓緊所述調節上座，所述第二螺杆由下往上穿過所述調節底座及調節上座的另一側，所述第二螺母螺紋連接在所述第二螺杆的頂端並壓緊所述調節上座。

根據本實用新型的氣道試驗臺，通過氣道壓差壓力傳感器測量氣道內外壓差，通過轉速傳感器測量滾流葉片轉速，通過流量計測量氣體流量，然後，通過氣道壓差、氣體流量、氣門升程和滾流葉片轉速，經過計算可以得到進氣道的穩態滾流比，以用於發動機缸蓋氣道設計和驗證。相比於使用蜂窩鋁動量計測量滾流比的現有方案，該氣道試驗臺使用獨立設計滾流比測量裝置(由空筒、滾流葉片、轉速傳感器及流量計構成)，滾流比測量結果一致性提升。

附圖說明

圖1是本實用新型一實施例提供的氣道試驗臺的示意圖；

圖2是本實用新型一實施例提供的氣道試驗臺其氣門升程調節裝置的示意圖；

圖3是本實用新型一實施例提供的氣道試驗臺其缸蓋安裝平臺、空筒及穩壓筒的裝配示意圖；

說明書附圖中的附圖標記如下：

1、缸蓋安裝平臺；101、臺面；102、支撐架；

2、氣道壓差壓力傳感器；

3、空筒；

4、滾流葉片；401、葉片本體；402、轉軸；

5、轉速傳感器；

6、流量計；601、第一連接管；602、第二連接管；

7、風機；

8、穩壓筒；801、第一管口；

9、穩壓筒壓差傳感器；

10、穩壓箱；1001、第二管口；

11、旁通閥；

12、第一柔性節；

13、第二柔性節；

14、氣門升程調節裝置；1401、氣門油封夾緊工裝；1402、調節底座；1403、彈簧；1404、調節上座；1405、氣門調節座；1406、量規；1407、第一螺杆；1408、第一螺母；1409、第二螺杆；1410、第二螺母；

100、缸蓋；

200、氣門；2001、氣門杆。

具體實施方式

為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

本文中，上、下僅指的是圖中的上、下方位，並不對實際使用方位構成限定。

如圖1至圖3所示，本實用新型一實施例提供的氣道試驗臺，包括用於安裝缸蓋100的缸蓋安裝平臺1、用於測量缸蓋100氣道內外壓差的氣道壓差壓力傳感器2、空筒3、轉動設置在所述空筒3內的滾流葉片4、用於測量所述滾流葉片4轉速的轉速傳感器5、流量計6及用於提供氣道負壓的風機7，所述流量計6連接在所述空筒3與風機7之間，所述空筒3、流量計6及風機7內部依次連通以形成由所述空筒3向所述風機7延伸的封閉空氣流道。

本實施例中，如圖3所示，缸蓋安裝平臺1包括臺面101及支撐臺面101的支撐架102，臺面101上設置有多個通孔(例如四個)，多個通孔的位置與缸蓋端面上的螺紋孔對應，以此通過缸蓋螺栓，可將缸蓋100安裝在缸蓋安裝平臺1上。

如圖3所示，所述滾流葉片4包括葉片本體401及連接在所述葉片本體401旋轉軸線上的轉軸402，所述轉軸402與所述空筒3轉動連接並突出於所述空筒3的外側壁，所述轉速傳感器5設置在所述空筒3外壁上並用於測量所述轉軸402的轉速。這樣，滾流葉片4在氣流的帶動下能夠相對空筒3轉動，滾流葉片4的轉速可由轉速傳感器5測量。

如圖1所示，所述氣道試驗臺還包括連接在所述空筒3與流量計6之間的穩壓筒8及設置在所述穩壓筒8上並用於測量所述穩壓筒8內外壓差的穩壓筒壓差傳感器9，所述空筒3、穩壓筒8、流量計6及風機7內部依次連通。由於空筒3是豎直方向布置，而流量計6是水平布置在氣體流通管路上，因而空筒3與流量計6之間需要拐彎(氣流轉向)，在拐彎處設置穩壓筒8能夠保持氣流轉向後的壓力穩定。

如圖1所示，所述氣道試驗臺還包括連接在所述流量計6與風機7之間的穩壓箱10，所述空筒3、穩壓筒8、流量計6、穩壓箱10及風機7內部依次連通，以形成由所述空筒3向所述風機7延伸的封閉空氣流道。

如圖1所示，所述穩壓筒8的側壁上設置第一管口801，所述流量計6的一端設置第一連接管601，所述流量計6的另一端設置第二連接管602，所述穩壓箱10的一端設置第二管口1001，所述第一管口801與所述第一連接管601通過一第一柔性節12連接，所述第二管口1001與所述第二連接管602通過一第二柔性節13連接。

以此，沿氣流的流動方向，空筒3、穩壓筒8、流量計6、穩壓箱10、風機7依次連通。

本實施例中，風機7為變頻風機。風機7自身能夠自身的風量(抽風或吹風)，以適應不同排量的發動機。但是，變頻風機7的風量不是由0到最大連續調節的，因而，僅依靠變頻風機很難實現氣道風量的連續調節。由此，在所述穩壓箱10上設置旁通閥11，通過控制旁通閥11的開度，來實現氣道風量的連續調節。

如圖2所示，所述氣道試驗臺還包括調節氣門200升程的氣門升程調節裝置14。所述氣門升程調節裝置14包括氣門油封夾緊工裝1401、調節底座1402、彈簧1403、調節上座1404、氣門調節座1405及量規1406，所述彈簧1403套在氣門杆2001上並支撐於所述氣門調節座1405與調節底座1402之間，所述調節上座1404與調節底座1402通過螺栓連接，所述氣門調節座1405壓在所述氣門杆2001頂端，所述量規1406塞在所述調節上座1404與氣門調節座1405之間。

本實施例中，量規1406為薄片量規，其厚度為1～10mm。

如圖2所示，所述調節上座1404與調節底座1402通過第一螺栓及第二螺栓連接，所述第一螺栓包括第一螺杆1407及與所述第一螺杆1407匹配的第一螺母1408，所述第二螺栓包括第二螺杆1409及與所述第二螺杆1409匹配的第二螺母1410，所述第一螺杆1407由下往上穿過所述調節底座1402及調節上座1404的一側，所述第一螺母1408螺紋連接在所述第一螺杆1407的頂端並壓緊所述調節上座1404，所述第二螺杆1409由下往上穿過所述調節底座1402及調節上座1404的另一側，所述第二螺母1410螺紋連接在所述第二螺杆1409的頂端並壓緊所述調節上座1404。

該氣門升程調節裝置14的調節原理如下：

首先，通過旋擰第一螺母1408、第二螺母1410，調節氣門油封夾緊工裝1401與調節底座1402之間的距離，使得氣門油封夾緊工裝1401與調節底座1402共同夾緊氣門油封，然後通過旋擰第一螺母1408、第二螺母1410，調整調節上座1404的高度，以此找到氣門升程0點(對應於氣門完全關閉)。然後將預定厚度的量規1406塞入調節上座1404、氣門調節座1405之間，氣門調節座1405帶動氣門杆2001下移，並壓縮彈簧1403。量規1406的厚度即為調節至的氣門升程。

當需要改變氣門升程時，只需要取下原來的量規1406，塞入另一厚度的量規1406即可。相對於現有技術，氣門升程調節精度和操作方便性得到了較大提升。

以上的氣門升程調節裝置14適用於進氣門和排氣門。

本實施例中，風機7可以抽風，也可以吹風。即，當將風機7的抽風口連接穩壓箱10時，風機7提供氣道負壓，以進行進氣道的試驗。當將風機7的吹風口連接穩壓箱10時，風機7提供氣道正壓，以進行排氣道的試驗。

例如，進氣道試驗時，通過變頻風機提供氣道負壓。氣體從缸蓋100的進氣口進入，經過進氣門到達空筒3，再經過穩壓筒8穩壓後進入流量計6測量流量，經穩壓箱10，最後經過風機7吹出。

例如，排氣道試驗時，通過變頻風機提供氣道正壓。氣體通過風機7吹出，經穩壓箱10，進入流量計6測量流量，再經過穩壓筒8穩壓後到達空筒3，在空筒3處帶動滾流葉片4旋轉(滾流葉片轉速測量)，而後經過排氣門，最後從缸蓋100的出氣口吹出。

上述實施例的氣道試驗臺，通過各個傳感器能夠測量氣道壓差、氣體流量、氣門升程和滾流葉片轉速等物理量，通過與各個傳感器相連的計算機數據測控系統(包含數據採集系統及計算機等)對各個物理量進行存儲及處理，以得出試驗結果。例如，可以通過計算氣道壓差、氣門升程和氣體流量可以得出氣道的穩態流量係數，通過氣道壓差、氣體流量、氣門升程和滾流葉片轉速經過計算可以得到進氣道的穩態滾流比。這些數據可以用於發動機缸蓋氣道設計和驗證。相比於使用蜂窩鋁動量計測量滾流比的現有方案，該氣道試驗臺使用獨立設計滾流比測量裝置(由空筒、滾流葉片、轉速傳感器及流量計構成)，滾流比測量結果一致性提升。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。