專利名稱：內(nèi)燃機(jī)上水孔流量測量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流量的測量領(lǐng)域，特別是涉及到內(nèi)燃機(jī)上水孔冷卻水流量的測量裝置 和方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)是內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)很重要的組成部分，冷卻系統(tǒng)工作的好壞直接 影響到內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。內(nèi)燃機(jī)燃燒產(chǎn)生的熱量約有1/3轉(zhuǎn)化為有用的 機(jī)械能，還有約1/3是以廢氣的形式排出，余下的絕大部分熱量被冷卻系統(tǒng)帶走。如果內(nèi)燃 機(jī)冷卻不充分，會(huì)使各重要零部件機(jī)械強(qiáng)度降低，出現(xiàn)熱變形，嚴(yán)重時(shí)，還可能使零件熱裂； 反之，如果內(nèi)燃機(jī)冷卻能力過強(qiáng)，會(huì)使內(nèi)燃機(jī)散熱損失多，熱效率降低，燃油消耗率增加。隨著內(nèi)燃機(jī)功率密度的不斷提高，內(nèi)燃機(jī)的冷卻越來越至關(guān)重要，冷卻水量的多 少和冷卻水的分布直接影響著內(nèi)燃機(jī)燃燒熱量的分配與利用、各關(guān)鍵零部件的溫度分布及 其可靠性。對(duì)于車用內(nèi)燃機(jī)而言，由于其使用條件千變?nèi)f化，夏季高溫時(shí)，內(nèi)燃機(jī)在高負(fù)荷 低轉(zhuǎn)速條件下，需要加強(qiáng)冷卻，防止內(nèi)燃機(jī)冷卻不足；寒冬低溫時(shí)，機(jī)油的粘度明顯上升，阻 力變大，內(nèi)燃機(jī)的冷啟動(dòng)也就變得困難，這時(shí)就要求防止冷卻過度?？傊?，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 比較復(fù)雜、困難，需要考慮的因素很多。由于測量內(nèi)燃機(jī)中上水孔流量能給內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)，所以 發(fā)明一種行之有效的測量內(nèi)燃機(jī)中上水孔流量的方法是非常必要的。但是，由于與上水孔 對(duì)應(yīng)的冷卻水通道結(jié)構(gòu)緊湊，不便于直接安裝流量傳感器，所以需要采取全新的方法進(jìn)行 該類小通道內(nèi)流量的測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種測量內(nèi)燃機(jī)中上水孔的冷卻水流量的裝置和方法，具 體方案如下一種內(nèi)燃機(jī)上水孔流量測量裝置，包括，安裝在內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋與氣缸體之間的中 間接板，所述中間接板上設(shè)有通孔，在所述中間接板上的通孔周圍設(shè)有若干上水通道，所述 上水通道與氣缸體上的上水孔一一對(duì)應(yīng)相通，氣缸體水套內(nèi)的冷卻水可經(jīng)所述上水通道流 入到氣缸蓋，在所述中間接板側(cè)面上對(duì)應(yīng)每個(gè)上水通道均設(shè)有一個(gè)測量靜壓用的靜壓導(dǎo)壓 孔和一個(gè)測量總壓用的總壓導(dǎo)壓孔，通過所述靜壓導(dǎo)壓孔處靜壓和所述總壓導(dǎo)壓孔處總壓 之間的壓差，即可計(jì)算得出所述上水通道的流量，進(jìn)而得出對(duì)應(yīng)上水孔的流量。本發(fā)明所述的靜壓導(dǎo)壓孔和總壓導(dǎo)壓孔與對(duì)應(yīng)的上水通道貫通。本發(fā)明所述貫通的通道垂直于氣缸的排列方向。本發(fā)明相對(duì)于上水通道內(nèi)的冷卻水流，所述靜壓導(dǎo)壓孔位于總壓導(dǎo)壓孔的上游 側(cè)。本發(fā)明所述靜壓導(dǎo)壓孔上安裝有靜壓探針，所述總壓導(dǎo)壓孔上安裝有總壓探針， 所述靜壓探針和總壓探針均通過導(dǎo)壓管與壓差變送器連接。
本發(fā)明所述上水通道的流通截面形狀不變，并與對(duì)應(yīng)的上水孔截面形狀相同。本發(fā)明所述中間接板上設(shè)有的通孔替換為圓柱凸臺(tái)，其直徑與氣缸缸徑相同，用 于定位，使中間接板上的上水通道與氣缸體上水孔對(duì)準(zhǔn)。一種內(nèi)燃機(jī)上水孔流量的測量方法，包括如下步驟(1)建立標(biāo)定裝置實(shí)驗(yàn)臺(tái)并實(shí)施標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，得到由所述標(biāo)定裝置的壓差變送器測 出的一組壓差值，以及由所述標(biāo)定裝置的流量計(jì)測得的對(duì)應(yīng)的一組流量數(shù)據(jù)，擬合上述兩 組數(shù)據(jù)，求得到壓差值與流量之間的計(jì)算公式；(2)利用上述的測量裝置對(duì)內(nèi)燃機(jī)上水孔流量進(jìn)行實(shí)際測量，得出總壓導(dǎo)壓孔處 總壓和靜壓導(dǎo)壓孔處靜壓之間的壓差值；(3)將步驟(2)得到的壓差值代入步驟(1)中的計(jì)算公式即可求得所述上水孔流量。本發(fā)明所述的標(biāo)定裝置標(biāo)定包括壓差變送器、標(biāo)定用冷卻水通道、流量計(jì)、水泵、 水箱及連接管道，所述標(biāo)定用冷卻水通道可豎直放置，也可水平放置，還可傾斜放置，其流 通截面形狀與所述氣缸體上的上水通道流通截面形狀相同，其高度與中間接板厚度一致， 該標(biāo)定用冷卻水通道上設(shè)有測量靜壓用的標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔和測量總壓用的標(biāo)定用總壓 導(dǎo)壓孔，且所述標(biāo)定用總壓導(dǎo)壓孔位置處于所述標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔上方，兩者之間的距離 與所述中間接板上的靜壓導(dǎo)壓孔和總壓導(dǎo)壓孔之間的距離一致，所述標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔距 標(biāo)定用冷卻水通道下邊界距離與所述中間接板上靜壓導(dǎo)壓孔距下邊界距離一致，所述標(biāo)定 用靜壓導(dǎo)壓孔上安裝靜壓探針；所述標(biāo)定用總壓導(dǎo)壓孔上安裝總壓探針，靜壓探針和總壓 探針均通過導(dǎo)壓管與壓差變送器連接；所述的水泵、流量計(jì)、標(biāo)定用冷卻水通道依次通過連接管道連接；水泵將水箱內(nèi)的 冷卻水吸出，自下而上流經(jīng)流量計(jì)和標(biāo)定用冷卻水通道，最后流回水箱。本發(fā)明所述的計(jì)算公式為拋物線方程。本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)為通過測量內(nèi)燃機(jī)中上水孔對(duì)應(yīng)的上水通道內(nèi)兩個(gè)測量點(diǎn)之間總壓和靜壓的壓差， 可以計(jì)算得出該上水通道的流量，進(jìn)而得出對(duì)應(yīng)的上水孔的冷卻水流量。該裝置及方法的 優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在1)本發(fā)明的測量裝置和方法能夠測量內(nèi)燃機(jī)中上水孔(小通道)的冷卻水流量。 現(xiàn)在工程實(shí)際中還未出現(xiàn)一種能夠精確測量內(nèi)燃機(jī)中上水孔的冷卻水流量的方法和裝置， 本發(fā)明使上述小通道內(nèi)流量的測量成為可能。2)本發(fā)明的測量裝置和方法所需實(shí)驗(yàn)裝置成本低。實(shí)施該測量方法所需的儀器均 為市場上比較常見的儀器，比如壓差變送器、流量計(jì)等，而且中間接板和標(biāo)定用冷卻水通 道的加工工序也是比較簡單。3)本發(fā)明的測量裝置和方法的測量精度高，能夠?yàn)閮?nèi)燃機(jī)中的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和 優(yōu)化提供依據(jù)。


附圖1為測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為測量裝置的標(biāo)定裝置示意圖。
5
圖中，1-氣缸蓋，2-氣缸體，3-氣缸，4-中間接板，5-上水通道，6_靜壓導(dǎo)壓孔， 7-總壓導(dǎo)壓孔，8-壓差變送器，9-導(dǎo)壓管，10-標(biāo)定用冷卻水通道，11-流量計(jì)，12-水泵， 13-水箱，14-連接管道。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和具體實(shí)施例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，但以下實(shí)施例僅是說明性 的，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受這些實(shí)施例的限制。附圖1為測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該測量裝置包括安裝于氣缸蓋1和氣缸體2之 間的中間接板4，并通過中間接板4上的定位孔定位于氣缸蓋1與氣缸體2之間；氣缸蓋1 和氣缸體2通過螺栓連接，從而將中間接板4壓緊在兩者之間；中間接板4中部設(shè)有通孔； 通孔周圍設(shè)有若干上水通道5，以使氣缸體2水套內(nèi)的冷卻水能夠經(jīng)其和與其對(duì)應(yīng)的上水 孔流入到氣缸蓋1，上水通道5的流通截面形狀與對(duì)應(yīng)的上水孔截面形狀相同且保持不變； 安裝后，中間接板4上的上水通道5與氣缸體2上水孔對(duì)準(zhǔn)；上水通道5上設(shè)有測量靜壓用 的靜壓導(dǎo)壓孔6和測量總壓用的總壓導(dǎo)壓孔7，且靜壓導(dǎo)壓孔6上安裝靜壓探針，總壓導(dǎo)壓 孔7上安裝總壓探針；靜壓探針和總壓探針均通過導(dǎo)壓管9與壓差變送器8連接。中間接板4的大小需要能夠覆蓋所對(duì)應(yīng)的若干個(gè)氣缸3所對(duì)應(yīng)的所有上水孔，同 時(shí)要為固定氣缸蓋1和氣缸體2的螺栓留出空間，或者在其上加工出對(duì)應(yīng)的螺栓孔；中間 接板4的厚度約為7倍至11倍的最大上水孔當(dāng)量直徑(中間接板4上所有上水孔中當(dāng)量 直徑最大的上水孔的當(dāng)量直徑)，中間接板4的中部設(shè)有通孔；在通孔的四周設(shè)有若干個(gè)上 水通道5，其流通截面形狀與對(duì)應(yīng)的上水孔形狀相同，其個(gè)數(shù)與對(duì)應(yīng)氣缸3所對(duì)應(yīng)的上水孔 個(gè)數(shù)相同，其布置與對(duì)應(yīng)氣缸3所對(duì)應(yīng)的上水孔布置一致；每個(gè)上水通道5均對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè) 測量靜壓用的靜壓導(dǎo)壓孔6和一個(gè)測量總壓用的總壓導(dǎo)壓孔7 ；靜壓導(dǎo)壓孔6和總壓導(dǎo)壓 孔7均設(shè)在中間接板4的側(cè)面，并保證其上安裝的靜壓探針及其附件和總壓探針及其附件 不與連接氣缸蓋1和氣缸體2的螺栓干涉，且均為與所述上水通道5貫通的沉頭孔；在中間 接板4安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)以后，靜壓導(dǎo)壓孔6和總壓導(dǎo)壓孔7的開孔方向均垂直于氣缸的排列 方向，且總壓導(dǎo)壓孔7位置處于靜壓導(dǎo)壓孔6正上方，兩個(gè)孔之間的距離約為3倍至5倍的 最大上水孔當(dāng)量直徑；靜壓導(dǎo)壓孔6到下邊界的距離約為2倍至3倍的最大上水孔當(dāng)量直 徑；靜壓導(dǎo)壓孔6對(duì)應(yīng)的沉頭孔小徑為0. 5mm-lmm,最大不超過1. 5mm ；總壓導(dǎo)壓孔7對(duì)應(yīng)的 沉頭孔小徑為3mm-6mm，可根據(jù)選用的“L”形總壓探針的探針尺寸選擇；為保證中間接板4 安裝后中間通孔與氣缸3同心，上水通道5與對(duì)應(yīng)的上水孔同心，需在適當(dāng)?shù)奈恢瞄_設(shè)兩個(gè) 定位孔，其中定位孔可以與氣缸體2上潤滑油通道同心，此定位孔直徑比潤滑油通道內(nèi)徑 大5mm-10mm，且使用的銷釘是內(nèi)徑為滑油通道內(nèi)徑的空心銷釘，或者定位孔也可以設(shè)在其 他的位置，此時(shí)定位的銷釘孔避開總壓探針及其附件和靜壓探針及其附件的安裝位置，即 不能和其它孔相重疊。值得注意的是本發(fā)明的測量裝置并不是直接在內(nèi)燃機(jī)的氣缸體的冷卻水通道上 鉆孔，而是在中間接板4上鉆孔測總壓和靜壓，其主要原因是1)在氣缸體上的冷卻水通道 上鉆孔加工困難；2)氣缸體上的冷卻水通道內(nèi)冷卻水的流動(dòng)并非緩變流，而利用伯努利方 程計(jì)算的前提必須是緩變流，所以需加一段直管段(中間接板4上的上水通道5)使靜壓孔 和總壓孔之間的流動(dòng)變成緩變流。
本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中上水孔的冷卻水流量測量裝置的中間接板4可以只對(duì)應(yīng)一個(gè) 氣缸3，此時(shí)完成測量所需中間接板4的個(gè)數(shù)與氣缸3的個(gè)數(shù)相同。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中上水孔的冷卻水流量測量裝置的中間接板4也可以對(duì)應(yīng)多于 一個(gè)氣缸3，此時(shí)一個(gè)中間接板4可以對(duì)應(yīng)兩個(gè)氣缸3、三個(gè)氣缸3，甚至更多。一股來說，對(duì) 于比較常見的直列四缸往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)中間接板4可以對(duì)應(yīng)兩個(gè)氣缸3或者四個(gè)氣 缸3，此時(shí)分別需要兩個(gè)中間接板4或者一個(gè)中間接板4 ；對(duì)于比較常見的直列六缸往復(fù)活 塞式發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)中間接板4可以對(duì)應(yīng)兩個(gè)氣缸3或者三個(gè)氣缸3，此時(shí)分別需要三個(gè)中間接 板4或者兩個(gè)中間接板4。需要說明的是該類中間接板4也可適用于其它缸數(shù)非四缸、六缸 的多缸內(nèi)燃機(jī)，還可適用于其它多缸非直列式發(fā)動(dòng)機(jī)，比如“V”型發(fā)動(dòng)機(jī)、水平對(duì)置式發(fā)動(dòng) 機(jī)等。上述的中間接板4中部設(shè)有通孔，事實(shí)上完全可以不在中間接板4上設(shè)通孔，而 是設(shè)有直徑為缸徑的圓柱凸臺(tái)，或者為減輕中間接板4重量在各凸臺(tái)中心均設(shè)有一個(gè)直徑 略小于凸臺(tái)直徑的通孔，而且安裝后，中間接板4中部的凸臺(tái)還必須與氣缸3同心，該圓柱 凸臺(tái)高度為5mm-10mm ；此時(shí)，1)對(duì)于中間接板4只對(duì)應(yīng)一個(gè)氣缸3的情況，需另外再設(shè)一 個(gè)定位孔，定位孔可以與氣缸體2上潤滑油通道同心，此定位孔直徑比潤滑油通道內(nèi)徑大 5mm-10mm，且使用的銷釘是內(nèi)徑為滑油通道內(nèi)徑的空心銷釘，或者定位孔也可以設(shè)在其他 的位置，此時(shí)應(yīng)該是定位的銷釘避開總壓探針及其附件和靜壓探針及其附件的安裝位置， 同時(shí)也不能和其它孔相重疊；2)對(duì)于中間接板4對(duì)應(yīng)兩個(gè)氣缸3時(shí)，其上兩個(gè)分別與氣缸3 對(duì)應(yīng)的凸臺(tái)就可以實(shí)現(xiàn)定位，完全不需要額外再設(shè)定位孔；3)當(dāng)中間接板4對(duì)應(yīng)多于兩個(gè) 氣缸3時(shí)，只需在中間接板4上在與其中任意兩個(gè)氣缸3對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置兩個(gè)凸臺(tái)，即能實(shí) 現(xiàn)定位。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中上水孔的冷卻水流量測量原理是先測得與該上水孔對(duì)應(yīng)的上 水通道5內(nèi)兩個(gè)測量點(diǎn)之間總壓和靜壓的壓差，然后將壓差代入預(yù)先標(biāo)定得到的壓差與準(zhǔn) 確體積流量之間的計(jì)算公式，然后計(jì)算得到準(zhǔn)確的體積流量值。如需求得質(zhì)量流量，只要將 體積流量乘以冷卻水密度便可得出。附圖2為測量裝置的標(biāo)定裝置示意圖，其組成包括標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔6A、標(biāo)定用 總壓導(dǎo)壓孔7A、壓差變送器8、標(biāo)定用冷卻水通道10、流量計(jì)11、水泵12、水箱13及連接管 道14。水泵12、流量計(jì)11、標(biāo)定用冷卻水通道10依次通過連接管道14連接；水泵12將水 箱13內(nèi)的冷卻水吸出，流經(jīng)流量計(jì)11和標(biāo)定用冷卻水通道10，最后流回水箱13 ；標(biāo)定用冷 卻水通道10豎直放置，為了使標(biāo)定的流動(dòng)條件與實(shí)際測量一致，冷卻水是從下向上流過標(biāo) 定用冷卻水通道10 ；標(biāo)定用冷卻水通道10的流通截面形狀與上水通道5的流通截面形狀 相同；標(biāo)定用冷卻水通道10的高度與中間接板4厚度一致；標(biāo)定用冷卻水通道10上設(shè)有測 量靜壓用的所述標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔6A和測量總壓用的所述標(biāo)定用總壓導(dǎo)壓孔7A，且7A位 置處于6A上方，且兩者之間的距離與中間接板4上靜壓導(dǎo)壓孔6和總壓導(dǎo)壓孔7之間的距 離一致，6A距標(biāo)定用冷卻水通道10下邊界距離與中間接板4上靜壓導(dǎo)壓孔6距下邊界距離 一致；6A上安裝靜壓探針；7A上安裝總壓探針；靜壓探針和總壓探針均通過導(dǎo)壓管9與壓 差變送器8連接。本發(fā)明的具體的測量步驟如下步驟1 依據(jù)圖2所示的測量裝置的標(biāo)定裝置示意圖實(shí)施標(biāo)定試驗(yàn)，并擬合不同標(biāo)
7定用冷卻水通道10的壓差值與準(zhǔn)確體積流量之間的計(jì)算公式。標(biāo)定時(shí)，需要對(duì)不同的標(biāo)定 用冷卻水通道10在不同的流量下進(jìn)行標(biāo)定，且流量的取值的范圍應(yīng)該大于發(fā)動(dòng)機(jī)中上水 孔的流量范圍；在不同的流量下，通過壓差變送器8讀出一組壓差值，同時(shí)通過讀取流量計(jì) 11的顯示也可得到一組準(zhǔn)確體積流量數(shù)據(jù)；最后根據(jù)得到的兩組數(shù)據(jù)，擬合一個(gè)壓差值與 準(zhǔn)確體積流量之間的計(jì)算公式，該計(jì)算公式對(duì)應(yīng)一條拋物線。之所以擬合為拋物線的原理 如下理想情況下，流動(dòng)滿足伯努利方程
全 pv2 + pgz + p =常量式中，P為流體的密度；v為流體的速度；g為重力加速度常量；z為相對(duì)于基準(zhǔn)位置的高度；p為流體的靜壓。或者可以寫成
1 2 1 2-pv, + pgZ, +p, =~PV2 + Pg^2 + Pi式中，下標(biāo)1、2表示不同的測量點(diǎn)。由于Vj = 0, Pj = P* ；v2 = v ；p「p2 = AP, z「z2 = AZ式中，P*為流體的總壓；AP不同的測量點(diǎn)之間的靜壓差；A Z不同的測量點(diǎn)之間的高度差；所以將以上式子代入伯努利方程得
1 2AP = —/7V + pgAZ則流速為y =其中AP-pgAZ等于用壓差變送器8測出的壓差值，并用A 簡化表示，則上面 的流速公式最終可寫為V = ▲ 尸
V 廣°體積流量可由下式得出
I**Q = Sv = S^^~式中Q為理想情況下理論計(jì)算體積流量；S為上水通道流通面積；
AP**為實(shí)際測量的壓差值。由上式可以看出，理想情況下理論計(jì)算體積流量Q與壓差變送器8測出的壓差值 AP**的關(guān)系曲線是一條拋物線。因此標(biāo)定時(shí)，擬合的壓差值與準(zhǔn)確體積流量之間的計(jì)算公 式對(duì)應(yīng)一條拋物線。擬合后，壓差值與準(zhǔn)確體積流量之間的計(jì)算公式形式如下<formula>formula see original document page 9</formula>式中，a, b為待定系數(shù)，通過標(biāo)定可確定它們的值；(T為實(shí)際測量的準(zhǔn)確體積流量值。步驟2 依據(jù)圖1所示的測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖測量實(shí)際的壓差值，即在不同的發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的情況下，利用所述的測量裝置中的壓差變送器8、靜壓探針、總壓探針和導(dǎo)壓管 9測出不同轉(zhuǎn)速下每一個(gè)上水通道5上靜壓導(dǎo)壓孔6和總壓導(dǎo)壓孔7之間的壓差值，并記錄 下來。步驟3 將步驟2記錄的每一個(gè)上水通道5的壓差值代入對(duì)應(yīng)的壓差值與準(zhǔn)確體 積流量之間的計(jì)算公式，計(jì)算得出體積流量值，此外乘以冷卻水的密度之后就可得到質(zhì)量
流量值。以上內(nèi)容詳細(xì)敘述了內(nèi)燃機(jī)中上水孔內(nèi)冷卻水流量的測量方法，但是，該方法不 僅適用于內(nèi)燃機(jī)上水孔內(nèi)冷卻水流量的測量，同樣也適用于其它工程實(shí)際中的密封小通道 內(nèi)流量的測量，比如，內(nèi)燃機(jī)中潤滑油道中流量的測量。
權(quán)利要求
一種內(nèi)燃機(jī)上水孔流量測量裝置，包括安裝在內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋(1)與氣缸體(2)之間的中間接板(4)，所述中間接板(4)上設(shè)有通孔，在所述中間接板(4)上的通孔周圍設(shè)有若干上水通道(5)，所述上水通道(5)與氣缸體(2)上的上水孔一一對(duì)應(yīng)相通，氣缸體(2)水套內(nèi)的冷卻水可經(jīng)所述上水通道(5)流入到氣缸蓋(1)，在所述中間接板(4)側(cè)面上對(duì)應(yīng)每個(gè)上水通道(5)均設(shè)有一個(gè)測量靜壓用的靜壓導(dǎo)壓孔(6)和一個(gè)測量總壓用的總壓導(dǎo)壓孔(7)，通過所述靜壓導(dǎo)壓孔(6)處靜壓和所述總壓導(dǎo)壓孔(7)處總壓之間的壓差，即可計(jì)算得出所述上水通道(5)的流量，進(jìn)而得出對(duì)應(yīng)上水孔的流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述的靜壓導(dǎo)壓孔(6)和總壓導(dǎo)壓孔(7)與對(duì)應(yīng)的上水通道(5)垂直貫通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量裝置，其特征在于，所述貫通的通道垂直于氣缸(3)的排 列方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的測量裝置，其特征在于，相對(duì)于上水通道(5)內(nèi)的冷卻 水流，所述靜壓導(dǎo)壓孔(6)位于總壓導(dǎo)壓孔(7)的上游側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的測量裝置，其特征在于，所述靜壓導(dǎo)壓孔(6)上安裝有 靜壓探針，所述總壓導(dǎo)壓孔(7)上安裝有總壓探針，所述靜壓探針和總壓探針均通過導(dǎo)壓 管(9)與壓差變送器(8)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的測量裝置，其特征在于，所述上水通道(5)的流通截面 形狀不變，并與對(duì)應(yīng)的上水孔截面形狀相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的測量裝置，其特征在于，所述中間接板(4)上設(shè)有的通 孔替換為圓柱凸臺(tái)，其直徑與氣缸(3)缸徑相同，用于定位，使中間接板(4)上的上水通道 (5)與氣缸體(2)上水孔對(duì)準(zhǔn)。
8.一種內(nèi)燃機(jī)上水孔流量的測量方法，包括如下步驟(1)建立標(biāo)定裝置實(shí)驗(yàn)臺(tái)并實(shí)施標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，得到由所述標(biāo)定裝置的壓差變送器測出的 一組壓差值，以及由所述標(biāo)定裝置的流量計(jì)(11)測得的對(duì)應(yīng)的一組流量數(shù)據(jù)，擬合上述兩 組數(shù)據(jù)，求得到壓差值與流量之間的計(jì)算公式；(2)利用上述權(quán)利要求1-7之一所述的測量裝置對(duì)內(nèi)燃機(jī)上水孔流量進(jìn)行實(shí)際測量， 得出靜壓導(dǎo)壓孔(6)處靜壓和總壓導(dǎo)壓孔(7)處總壓之間的壓差值；(3)將步驟(2)得出的壓差值代入步驟(1)中的計(jì)算公式即可求得所述上水孔流量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測量方法，其特征在于，所述的標(biāo)定裝置包括壓差變送器(8)、標(biāo)定用冷卻水通道(10)、流量計(jì)(11)、水泵(12)、水箱(13)及連接管道(14)，所述標(biāo) 定用冷卻水通道(10)流通截面形狀與所述氣缸體(2)上的上水通道(5)流通截面形狀相 同，其高度與中間接板(4)厚度一致，該標(biāo)定用冷卻水通道(10)上設(shè)有測量靜壓用的標(biāo) 定用靜壓導(dǎo)壓孔(6A)和測量總壓用的標(biāo)定用總壓導(dǎo)壓孔(7A)，且所述標(biāo)定用總壓導(dǎo)壓孔 (7A)位置處于所述標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔(6A)上方，兩者之間的距離與所述中間接板(4)上 的靜壓導(dǎo)壓孔(6)和總壓導(dǎo)壓孔(7)之間的距離一致，所述標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔(7A)距標(biāo)定 用冷卻水通道(10)下邊界距離與所述中間接板⑷上靜壓導(dǎo)壓孔(6)距下邊界距離一致， 所述標(biāo)定用靜壓導(dǎo)壓孔(6A)上安裝靜壓探針；所述標(biāo)定用總壓導(dǎo)壓孔(7A)上安裝總壓探 針，靜壓探針和總壓探針均通過導(dǎo)壓管(9)與壓差變送器(8)連接；所述的水泵(12)、流量計(jì)(11)、標(biāo)定用冷卻水通道(10)依次通過連接管道(14)連接；水泵(12)將水箱(13)內(nèi)的冷卻水吸出，自下而上流經(jīng)流量計(jì)(11)和標(biāo)定用冷卻水通道 (10)，最后流回水箱(13)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的測量方法，其特征在于，所述的計(jì)算公式為拋物線方程。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)上水孔的流量測量裝置和方法，該測量裝置在氣缸蓋和氣缸體之間安裝一個(gè)中間接板，所述中間接板上設(shè)有通孔，在所述中間接板上的通孔周圍設(shè)有若干上水通道，所述上水通道與氣缸體上的上水孔一一對(duì)應(yīng)相通，在所述中間接板側(cè)面上對(duì)應(yīng)每個(gè)上水通道均設(shè)有一個(gè)測量靜壓用的靜壓導(dǎo)壓孔和一個(gè)測量總壓用的總壓導(dǎo)壓孔本發(fā)明的測量方法是先測得與該上水孔對(duì)應(yīng)的上水通道內(nèi)兩個(gè)測量點(diǎn)之間總壓和靜壓的壓差，然后將壓差代入預(yù)先標(biāo)定得到的壓差與準(zhǔn)確流量之間的計(jì)算公式，然后計(jì)算得到準(zhǔn)確的流量值。本發(fā)明的裝置成本低、測量精度高，能夠?yàn)閮?nèi)燃機(jī)中的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。
文檔編號(hào)G01F1/34GK101799307SQ20101013345
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者王兆文, 王磊, 黃榮華 申請人:華中科技大學(xué)