[实用新型]一种内燃机三通进排气管的流动性能特征试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及内燃机的试验装置，尤其涉及一种内燃机三通进排气管的流动性能特征试验装置。

背景技术

内燃机的进排气管路作为增压系统的重要组成部分，其流动性能特征直接影响到柴油机的性能水平。关键管路和阀件流通能力测试是发动机进排气管路设计优化的必经之路，也是发动机性能开发的重要一环。目前，大部分研究集中于车用发动机的进气岐管及缸盖进排气道，形成了一批成熟的产品，如天津大学内燃机国家重点实验室开发的气道吹风试验台即是一种已经广泛应用的成熟平台（中国专利02128945.X）。

但是，进排气管路与气道吹风试验的要求存在着差异。从结构来看，进排气管路的拓扑结构更复杂，一般可看作多个三通单元组成；而气道形状复杂但拓扑结构相对简单（单通结构）。从研究内容来看，气道吹风试验研究气道的流通能力以及其组织缸内气体涡流的能力，而进排气管路主要关注管路的流通能力，尤其是聚合及分支流动时气流间的相互影响，这一点在气道试验台上是无法展开研究的。

对于进排气管的三通单元，其流型可以分为六种，如图1-图6所示，分别给出了进排气管三通单元的六种流型示意图，箭头代表气流的流动方向。其中，图1-图3显示的流型为分支流，图4-图6显示的流型为聚合流。针对三通管路单元六种流型的流通特征测量已有报道。如，英国学者Bassett等在文献《Modeling Engines with Pulse Converted Exhaust Manifolds Using One-Dimensional Techniques》中公开了一种用于船用柴油机的流动试验台，能够进行脉冲转换器、MPC排气管等三通管路的流动特征测量。中国华中科技大学的张小矛等在文献《发动机进排气系统稳流试验装置的设计与研制》中也公开了一种柴油机进排气管路测量的试验台设计方案。但这种试验台是针对某一种特定接口试验件的专门设计，而对于三通管，不但要考虑接口直径的变化，还要考虑三通空间结构的变化，因此这种结构的试验台存在接口不灵活、不具有通用性等缺点。

目前，现有的流动测量试验台存在以下问题：

1、技术成熟的缸盖稳流吹风试验台，只能同时进行单通（一进口一出口，不出现流动的聚合及分支现象）管路的流动特征测量。

2、针对三通类管路开发的流动测量试验台，一般系统庞大，管系复杂，不能够直接进行不同直径或不同接口空间位置的三通管流动特征测量。

3、针对某一流型下，不能实现支路不同流量比例下的流动测量。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种结构简单、操作灵活，可直接进行不同直径或不同接口空间位置的三通管流动特征研究的试验装置。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作灵活的内燃机三通进排气管的流动性能特征试验装置，可实现不同通径、不同形状、不同空间角度的三通管件分别在六种流型下的流动特征测量，且在单一种流型下，能够实现两个支路不同流量比例下的流动特征测量。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种内燃机三通进排气管的流动性能特征试验装置，其包括试验件、主管系、电机和过渡管；试验件具有第一端口、第二端口和第三端口；主管系包括第一管路、第二管路和第三管路；过渡管包括第一过渡管、第二过渡管和第三过渡管。第一管路上设置了依次连接的第一稳流流量计、第一稳压桶、风机、第二稳压桶和第二稳流流量计，构成循环回路；第一稳压桶设置有通过第一调节阀通向外界环境的旁路，第二稳压桶设置有通过第二调节阀通向外界环境的旁路。第二管路包括第一支流及第二支流，第一支流上设置了依次连接的第三调节阀和第三稳流流量计，第三稳流流量计与外界环境连通；第二支流上设置了依次连接的第四调节阀和第四稳流流量计，第四稳流流量计与外界环境连通。第三管路上设置了第五调节阀，并与外界环境连通。风机与电机电连接，风机通过电机实现驱动，用于维持试验装置内的气体流动；试验件的第一端口、第二端口和第三端口分别通过第一过渡管、第二过渡管及第三过渡管选择性地与第一管路、第二管路和第三管路两两连接，从而实现多种连接方式的切换。

优选地，电机为变频电机。