[发明专利]一种可调式进气升压系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种升压系统，尤其是涉及一种可调式进气升压系统。

背景技术

伴随着全球化的环境、能源问题，节能与减排成为汽车、摩托车、工程机械的发动机研究工作的重点。提升发动机的有效输出功率，一方面需要提高喷入发动机气缸内的燃油量，另一方面需要提高进入发动机气缸的新鲜空气量。对发动机进行进气增压，可以有效提高发动机的进气密度，有助于提升发动机的升功率、燃油经济性以及降低发动机有害气体的排放。

发动机进气增压主要分为废气涡轮增压方式、机械增压方式以及气波增压方式，气波增压方式因为体积较大，噪声水平较高，安装等问题的限制，一般不在车用发动机上使用。废气涡轮增压方式和机械增压方式各有优缺点，但是这两种增压方式的增压效果都会受到发动机工作状况的某种影响。(引证来源：周龙保.内燃机学[M].机械工业出版社，2012.1.；林学东.内燃机原理[M].机械工业出版社.2008.5.)

为研究进气相关参数对发动机工作过程的影响，在某些情况下需要将进气相关参数(如进气压力等)从发动机工作的过程中独立出来。所以，针对这种情况，创建一种独立于发动机并可以为其提供可调式进气升压系统，可以快速、有效地向发动机提供并保持相关实验所需的进气压力值，并有利于研究进气参数对发动机工作过程的影响。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能、便携、快速的可调式进气升压系统。该可调式进气升压系统可以应用于汽车、摩托车、工程机械等的发动机，可以实现在增压比不超过2的进气增压范围内，调制出所需的进气压力，并通过数据的采集和处理，准确测量出调节后的进气压力、进气温度和进气流量等参数，对有关进气参数对发动机工作过程影响的实验、仿真模拟及优化等工作提供有效的参考。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可调式进气升压系统，该系统包括：

供给设备：包括电机及依次连接的空气滤清器、双螺杆泵与稳压罐，所述的电机与双螺杆泵连接；

测试设备：包括设在与稳压罐连接的高压管路上的V型流量计、温度传感器与压力传感器、电荷放大器、数据采集卡及上位机，所述的V型流量计、温度传感器及压力传感器均通过导线与电荷放大器连接，电荷放大器与数据采集卡及上位机依次连接；

控制设备：包括控制电路与变频器，所述的控制电路的一端与上位机连接，另一端与变频器连接，变频器的另一端与电机连接。

所述的测试设备还包括设在与稳压罐连接的高压管路上的压力指示表、控制阀门及泄压阀，控制阀门及泄压阀能够调节稳压罐内的压力。

所述的稳压罐的上端设有爆破片机构，稳压罐的下端设有放气阀，爆破片机构会在供应的气体压力超过系统承受范围时爆破泄压，其作用为保护可调式进气升压系统的供给设备及测试设备中的相关机构。所述的电机与双螺杆泵之间通过皮带连接。所述的空气滤清器与双螺杆泵之间通过低压气管连接，所述的双螺杆泵与稳压罐之间通过高压气管连接。

空气由空气滤清器进入系统，通过双螺杆泵增压后进入稳压罐及与稳压罐连接的高压管路内，V型流量计、温度传感器与压力传感器将高压管路内空气的流量、温度及压力信号通过电荷放大器与数据采集卡传到上位机上，上位机接受并分析这些信号，并向控制电路发出控制信号，控制电路将控制信号转为电压信号并传给变频器，变频器控制电机转速，进而控制、调节双螺杆泵的转速，改变进气压力，最终形成通过反馈信号调制进气压力的闭环控制回路。

按照上位机中设定的进气压力和流量控制电机及双螺杆泵的转速，进而控制可调式进气升压系统供给设备提供的进气压力及进气流量，根据下列公式，双螺杆泵理论流量Q_th与双螺杆泵转子的转速n_s存在以下关系：