專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡性能高海拔模擬試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡性能試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種發(fā)動(dòng) 機(jī)熱平衡性能高海拔模擬試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒產(chǎn)生的能量主要流向?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)有效功、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣熱量、發(fā)動(dòng)機(jī) 冷卻液帶走的熱量、輔助機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)和摩擦損失以及由輻射和傳導(dǎo)而損失到周圍環(huán)境中的熱 量。發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡性能就是指以上各部分熱量占燃料燃燒產(chǎn)生總熱量的比例分配，它是 反映發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程完善程度和決定發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體及零部件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。車輛、工程機(jī)械等動(dòng)力裝備在高原地區(qū)作業(yè)時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)冷卻水易開鍋、冷卻系 統(tǒng)性能下降、機(jī)體易過熱等問題，這些問題可以歸結(jié)為發(fā)動(dòng)機(jī)在高原地區(qū)運(yùn)行時(shí)由于散熱 性能變差以及發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷增大等所導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡性能的惡化。并將最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng) 機(jī)在高原地區(qū)持續(xù)作業(yè)能力和作業(yè)強(qiáng)度均存在不同程度下降。通過大量研究得出，發(fā)動(dòng)機(jī) 在高原地區(qū)熱平衡性能的下降究其原因主要可以歸結(jié)為以下兩點(diǎn)原因1.高原地區(qū)大氣壓力低、空氣密度小導(dǎo)致水的沸點(diǎn)降低和發(fā)動(dòng)機(jī)散熱量不足大氣密度減小，氣缸體、散熱片、散熱器等部件與空氣之間對(duì)流傳熱的熱流量減 小，風(fēng)冷柴油機(jī)受風(fēng)扇工作流量降低的影響非常明顯；對(duì)于水冷柴油機(jī)，由于高原氣壓低， 水沸點(diǎn)下降，且散熱水箱散熱能力下降，機(jī)體熱負(fù)荷增大，“開鍋”現(xiàn)象非常普遍。2.高原地區(qū)空氣含氧量低導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程熱負(fù)荷大發(fā)動(dòng)機(jī)在不對(duì)噴油系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)進(jìn)行高原調(diào)整和改進(jìn)的前提下，由于長期處于 缺氧燃燒的狀態(tài)，使得滯燃期加長，后燃嚴(yán)重，排溫升高，增壓器超速，機(jī)體熱負(fù)荷增大。所以，研究高海拔地區(qū)大氣條件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡性能的影響，是開展車輛和工程 機(jī)械等動(dòng)力裝備高原環(huán)境適應(yīng)性研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡性能高原試驗(yàn)可以分為高原實(shí)地試驗(yàn)和平原實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)。由于 高原實(shí)地試驗(yàn)具有可重復(fù)性差、試驗(yàn)周期長、氣候參數(shù)不可調(diào)等種種缺陷，只適合用于實(shí)車 實(shí)地驗(yàn)證，而平原實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)具有不受地區(qū)、季節(jié)及時(shí)間限制，可復(fù)現(xiàn)自然條件、模擬 極值條件，可在相同環(huán)境條件下多次重復(fù)試驗(yàn)等突出優(yōu)點(diǎn)，成為研究高原環(huán)境對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性 能影響的一種理想、經(jīng)濟(jì)的方法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種發(fā)動(dòng) 機(jī)熱平衡性能高海拔模擬試驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡性能高海拔模擬試驗(yàn)裝置，通過下述技術(shù)方案予以實(shí) 現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在高海拔模擬試驗(yàn)臺(tái)架上，其特征是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過進(jìn)水管和出水管與散 熱水箱與相連接，出水管靠近發(fā)動(dòng)機(jī)水泵的出水口端安裝冷卻水流量計(jì)，所述散熱水箱浸 泡在恒溫水箱中；散熱水箱和恒溫水箱分別設(shè)置測(cè)溫傳感器，恒溫水箱一側(cè)設(shè)置風(fēng)機(jī)；[0012]發(fā)動(dòng)機(jī)分別連接進(jìn)氣節(jié)流降壓裝置和排氣抽真空裝置，所述進(jìn)氣節(jié)流降壓裝置由 依次連接的進(jìn)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、進(jìn)氣穩(wěn)壓箱、進(jìn)氣流量計(jì)組成；排氣抽真空裝置由依次連接的 真空泵、排氣穩(wěn)壓箱、排氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成；散熱水箱通過蒸汽引出管與排氣穩(wěn)壓箱相連。本實(shí)用新型具有如下有益效果本實(shí)用新型可在平原模擬發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱水箱高海拔大氣壓力，可以方便、經(jīng)濟(jì)地 進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)高原熱平衡試驗(yàn)，為高原發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供技術(shù)依據(jù)，減少高原 實(shí)地試驗(yàn)費(fèi)用，縮短高原發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)周期。

圖1是本實(shí)用新型工作流程框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在模擬試驗(yàn)臺(tái)架上，其特征是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過進(jìn)水管和 出水管與散熱水箱與相連接，出水管靠近發(fā)動(dòng)機(jī)水泵的出水口端安裝冷卻水流量計(jì)，所述 散熱水箱浸泡在恒溫水箱中；散熱水箱和恒溫水箱分別設(shè)置測(cè)溫傳感器，恒溫水箱一側(cè)設(shè) 置風(fēng)機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)分別連接進(jìn)氣節(jié)流降壓裝置和排氣抽真空裝置，所述進(jìn)氣節(jié)流降壓裝置由 依次連接的進(jìn)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、進(jìn)氣穩(wěn)壓箱、進(jìn)氣流量計(jì)組成；排氣抽真空裝置由依次連接的 真空泵、排氣穩(wěn)壓箱、排氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成；散熱水箱通過蒸汽引出管與排氣穩(wěn)壓箱相連。利用現(xiàn)有設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架控制系統(tǒng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況，并測(cè)量相關(guān)參數(shù)(測(cè)功 機(jī))；利用現(xiàn)有設(shè)備低氣壓控制系統(tǒng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣節(jié)流降壓裝置、排氣抽真空裝置和散 熱水箱壓力。試驗(yàn)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)為(1)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣壓力控制系統(tǒng)參數(shù)=IOlkPa 47kPa，壓力控制精度 彡士 1. 5kPa (穩(wěn)壓罐)，壓力調(diào)節(jié)時(shí)間彡!Brnin ；(2)被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)最大重量1500kg，發(fā)動(dòng)機(jī)最大進(jìn)氣量30m7min，發(fā)動(dòng)機(jī)水泵流量 彡 600L/min。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)原理如下發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡試驗(yàn)是指通過搭建專門試驗(yàn)臺(tái)架，測(cè)量特定工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、 燃油消耗量、進(jìn)氣流量、出水流量、進(jìn)出水溫度、進(jìn)排氣溫度、溫升時(shí)間等參數(shù)，再經(jīng)過計(jì)算 可以得出該工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的各部分能量分配情況即熱平衡情況。本實(shí)用新型的試驗(yàn)臺(tái)就為 測(cè)量高原大氣壓力條件下發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡性能而專門設(shè)計(jì)搭建的。首先，將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在內(nèi)燃機(jī)高海拔(低氣壓)模擬試驗(yàn)臺(tái)上，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn) 排氣進(jìn)行節(jié)流實(shí)現(xiàn)高原低氣壓模擬。其次，將與發(fā)動(dòng)機(jī)配套的冷卻水散熱水箱與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接，并將其浸泡在恒溫水 箱中，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、出水溫度保持相對(duì)穩(wěn)定；在靠近發(fā)動(dòng)機(jī)水泵的出水口端安裝流量計(jì) 測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流量。進(jìn)氣壓力模擬是通過進(jìn)氣節(jié)流降壓裝置實(shí)現(xiàn)的，主要由進(jìn)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、進(jìn)氣穩(wěn)壓箱、流量計(jì)以及連接管等組成。排氣壓力模擬通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣抽真空裝置實(shí)現(xiàn)的，主要由真空泵、排氣穩(wěn)壓箱、 排氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、連接管等組成。發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡測(cè)量系統(tǒng)主要由流量計(jì)、散熱水箱、恒溫水箱、風(fēng)機(jī)、以及各種測(cè)溫 傳感器等組成。利用現(xiàn)有設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)測(cè)量和控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣壓力、扭 矩、轉(zhuǎn)速等工況參數(shù)，還可以對(duì)燃油消耗量、各種溫度值進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量顯示。為了模擬不同海拔大氣壓力下冷卻水沸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)低氣壓環(huán)境，將 散熱水箱上通外界大氣的蒸汽引出管與排氣穩(wěn)壓箱相連，實(shí)現(xiàn)了與排氣穩(wěn)壓箱中低壓的一 致。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，操縱發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架控制系統(tǒng)迅速調(diào)整至所需某高原模擬試驗(yàn)工 況，并按照預(yù)定的熱平衡試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，完成后立即關(guān)停發(fā)動(dòng)機(jī)，開啟 風(fēng)機(jī)和加大恒溫水箱循環(huán)水流量為發(fā)動(dòng)機(jī)降溫，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度降至某一規(guī)定溫度 后，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行下一高原工況下的熱平衡模擬試驗(yàn)。上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用 新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中普通工程 技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡性能高海拔模擬試驗(yàn)裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在高海拔模擬試驗(yàn)臺(tái)架 上，其特征是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過進(jìn)水管和出水管與散熱水箱與相連接，出水管靠近發(fā)動(dòng)機(jī)水 泵的出水口端安裝冷卻水流量計(jì)，所述散熱水箱浸泡在恒溫水箱中；散熱水箱和恒溫水箱 分別設(shè)置測(cè)溫傳感器，恒溫水箱一側(cè)設(shè)置風(fēng)機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)分別連接進(jìn)氣節(jié)流降壓裝置和排氣抽真空裝置，所述進(jìn)氣節(jié)流降壓裝置由依次 連接的進(jìn)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、進(jìn)氣穩(wěn)壓箱、進(jìn)氣流量計(jì)組成；排氣抽真空裝置由依次連接的真空 泵、排氣穩(wěn)壓箱、排氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成；散熱水箱通過蒸汽引出管與排氣穩(wěn)壓箱相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡性能高海拔模擬試驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在高海拔模擬試驗(yàn)臺(tái)架上，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過進(jìn)水管和出水管與散熱水箱與相連接，出水管靠近發(fā)動(dòng)機(jī)水泵的出水口端安裝冷卻水流量計(jì)，所述散熱水箱浸泡在恒溫水箱中；散熱水箱和恒溫水箱分別設(shè)置測(cè)溫傳感器，恒溫水箱一側(cè)設(shè)置風(fēng)機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)分別連接進(jìn)氣節(jié)流降壓裝置和排氣抽真空裝置，散熱水箱通過蒸汽引出管與排氣穩(wěn)壓箱相連。本實(shí)用新型可在平原模擬發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱水箱高海拔大氣壓力，可以方便、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)高原熱平衡試驗(yàn)，為高原發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供技術(shù)依據(jù)，減少高原實(shí)地試驗(yàn)費(fèi)用，縮短高原發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)周期。
文檔編號(hào)G01M15/00GK201859058SQ20102056970
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者劉剛, 劉瑞林, 吳曉, 周廣猛, 董素榮, 許翔, 趙祥君, 鄭智 申請(qǐng)人:中國人民解放軍軍事交通學(xué)院