[发明专利]一种对置活塞发动机扫气过程稳流测试装置

说明书

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种对置活塞发动机扫气过程稳流测试装置。

背景技术

与传统四冲程发动机不同，对置活塞二冲程发动机只有两个活塞行程，两者最大的差异就是换气过程。对置活塞二冲程发动机没有独立的进排气行程，换气时间短，但气门重叠角大，耗气量大；换气质量差，废气残余量大。了解对置活塞二冲程发动机缸内流场的情况是优化扫气过程必不可少的，所以设计一个能够测试缸内气体流动强度的稳流试验台显得尤为重要。

对置活塞二冲程发动机采用“气口-气口”式直流扫气系统完成缸内充量更换和流动组织。进排气口的开启和关闭由对置活塞的相对运动进行控制，缸内流动则通过进排气口流通特性进行导流组织。传统发动机的气道稳流试验装置不能满足对置活塞二冲程发动机缸内流动测试，因此需要针对“气口-气口”式直流扫气系统的工作特点，设计专门的缸内稳流试验系统。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种对置活塞发动机扫气过程稳流测试装置，针对“气口-气口”式直流扫气系统的工作特点，设计专门的缸内稳流测试装置，不仅能够测试扫气过程稳态的缸内流动，而且能够结合对活塞的相对运动规律测试扫气过程瞬态的缸内流动，包括缸内涡流和滚流强度。

本发明的技术方案是：一种对置活塞发动机扫气过程稳流测试装置，包括进气稳压系统、测量系统、排气稳压系统、微机控制系统；

所述进气稳压系统包括离心式风机、稳压箱以及进气流量计，所述离心式风机与稳压箱的进口端连接，稳压箱的出口端连接进气流量计；

所述测量系统包括进气腔，所述进气腔的进口端与稳压箱的出口端连接，进气腔的出口端与测量气缸的进气口连通，所述测量气缸内设有叶片风速仪；所述叶片风速仪安装在叶片风速仪安装架上；所述测量气缸安装支撑在支架上面；所述测量气缸的进气活塞与进气活塞步进电机连接；

所述排气稳压系统包括排气腔、排气管、排气稳压箱以及排气流量计，所述排气腔的进口端与测量气缸的排气口连通，排气腔的出口端连接排气管，排气管与排气稳压箱的进口端连接，排气稳压箱的出口端连接排气流量计；所述测量气缸的排气活塞与排气活塞步进电机连接；

所述微机控制系统包括计算机，计算机与设于进气腔内的进气压力传感器以及设于排气腔内的排气压力传感器信号连接；所述计算机还分别与叶片风速仪的数据接口、设于进气口处的进气温度传感器、设于排气口处的排气温度传感器、流量计、进气活塞步进电机以及排气活塞步进电机信号连接。

当要测量测量气缸内涡流的大小时，将叶片风速仪的轴线设置成与测量气缸轴线平行的状态；当要测量测量气缸内滚流的大小时，将叶片风速仪的轴线设置成与测量气缸轴线垂直的状态。

通过排气活塞步进电机和进气活塞步进电机控制对置活塞的运动，测试扫气过程缸内的动态流动特性。

本发明的有益效果：本发明通过离心风机为测试气缸供气，气流经过稳压箱的稳压达到测试所需压力，然后经过进气流量计、进气管和进气腔进入气缸。气缸内安装叶片风速仪，通过风速仪的不同位置来测得缸内涡流和滚流强度。测试装置通过步进电机控制对置活塞的运动，来模拟发动机的工作过程不同的气口开度。本发明针对“气口-气口”式直流扫气系统的工作特点，设计专门的缸内稳流测试装置。该测试装置不仅能够测试扫气过程稳态的缸内流动，而且能够结合对活塞的相对运动规律测试扫气过程动态的缸内流动。本发明通过调整叶片风速仪的轴应与气缸轴线的相对位置，即可实现缸内滚流和涡流的强度测量；同时利用微机控制各个阀门的开闭和步进电机的运动，模拟发动机的换气过程和瞬时的缸内流动。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的整体三维示意图；

图3是本发明的进气稳压系统示意图；

图4是本发明的排气稳压系统示意图；

图5是本发明的缸内涡流的测量示意图；

图6是本发明的缸内滚流的测量示意图；

图7是本发明的控制系统策略示意图。

其中：1.排气腔，2.排气压力传感器，3.排气活塞，4.排气温度传感器，5.排气口，6.叶片风速仪，7气缸套，8.进气口，9.进气温度传感器，10.进气活塞，11.进气压力传感器，12.进气腔，13.支架，14.叶片风速仪数据接口，15.进气流量计，16.进气稳压箱，17.鼓风机，18.排气稳压箱，19.排气流量计，20.排气活塞步进电机，21.进气活塞步进电机，22.进气管，23.排气管，24.叶片风速仪安装架。