测量汽车发动机汽缸内涡流运动的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测量汽车发动机汽缸内涡流运动的方法和装置，该装置包括一个模拟汽缸(6)、一个涡流排气管(3)、一个叶片风速仪(2)、一个转速表(4)、一个压力计(7)、一个流量计(8)、一个排气道(11)、一个二级稳压箱(1)、一个稳压箱(10)、一个鼓风机(9)。该装置可以同时测量发动机涡流进气系统产生的宏观的大尺度涡流运动强度以及进气效率。

Method and device for measuring eddy current movement in cylinder of automobile engine

The invention discloses a method and a device for measuring automobile engine cylinder swirl motion, the device includes a simulation cylinder (6), a swirl exhaust pipe (3), a vane anemometer (2), a tachometer (4), a pressure gauge (7), a flow meter (8) and an exhaust duct (11), a level two plenum (1), a pressure stabilizing box (10), a blower (9). The device can simultaneously measure the macro scale eddy current intensity and the intake efficiency generated by the engine swirl intake system.

【技术实现步骤摘要】
测量汽车发动机汽缸内涡流运动的方法和装置
本专利技术涉及发动机制造领域，具体是一种测量汽车发动机汽缸内涡流运动的方法和装置。该装置的功能是测量发动机进气系统在汽缸内形成的涡流的旋流能力和进气效率。
技术介绍
众所周知，发动机汽缸内有一种基本的旋转运动模式，涡流(swirl)。图1是发动机汽缸内涡流运动模式的示意图。这种气流运动模式对发动机的燃烧过程有重要影响。涡流运动是指旋转的气流围绕汽缸轴线的运动。进气过程活塞下移、压缩过程活塞上移，汽缸内气流涡流的运动与汽缸壁面产生剪切力，致使湍流持续不断产生，充满汽缸和燃烧室，气流的湍流运动加快了火焰传播速度。发动机汽缸内的涡流的旋流能力用涡流比r表示，式中ωs是发动机汽缸内涡流运动的旋转速度；ωe是发动机输出轴转速。汽车发动机汽缸内涡流运动是由汽车发动机的进气系统产生的。汽车发动机的进气系统主要包括:进气道、燃烧室、进气门，以及控制进气门运动的机构等部件。发动机进气系统的性能是指进气系统的进气效率和使进入汽缸内的气流产生旋转运动的能力。进气效率是指通过进气系统进入汽缸的气体体积和汽缸排量之比，它衡量进气系统的流通能力。因为进气过程中气流流经进气道、进气门、燃烧室，必然会遇到流动阻力，影响进气效率。进气效率是决定发动机充气效率的主要因素。汽车发动机的充气效率降低意味着发动机的输出功率下降。进气系统可以对进气过程进行组织，造成进入发动机汽缸内的气流产生一定模式的旋转运动，有利于提高燃烧速度和放热率，致使改善发动机的燃烧过程。进气系统产生进气旋转主要是由进气道、燃烧室和进气门的几何形状的设计完成的。汽车发动机进气过程是瞬态的(随时间变化)，而上述参数(涡流比、进气效率)的测量只可能在稳定流动状态下进行的。测量时将按照不同的进气门升程位置逐次固定进气门，形成一个汽车发动机进气过程的准稳定流动状态，在每一个进气门开启位置下进行涡流转速和进气流量的测量，再将准稳定条件下获得的测量结果进行积分运算，最终获得该进气系统产生涡流的能力和进气效率指标。这样的试验装置被称为测量汽车发动机汽缸内涡流运动的装置。稳流实验结果对汽车发动机进气系统的自身比较是有意义的，可以用于新产品开发、产品生产线检测，具有工业实用性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种测量汽车发动机汽缸内涡流运动的方法和装置，图2是本专利技术提出的该装置的布局图。包括一个模拟汽缸(6)、一个涡流排气管(3)、一个叶片风速仪(2)、一个转速表(4)、一个压力计(7)、一个流量计(8)、一个排气道(11)、一个二级稳压箱(1)、一个稳压箱(10)、一个鼓风机(9)，各个部件的连接关系是：模拟汽缸(6)连接一个内部装有一个叶片风速仪(2)的涡流排气管(3)；涡流排气管(3)连接到一个二级稳压箱(1)；二级稳压箱(1)连接至排气道(11)；排气道(11)壁面上安装压力计(7)和流量计(8)，再接到另一个稳压箱(10)。如图2中所示,为了测量汽车发动机汽缸内大尺度的涡流运动,必须把一个叶片式风速仪(2)放在涡流排气管(3)中，测量涡流运动方向(5)上的气流转速。而实际运行过程中,发动机汽缸内涡流的位置、强弱都在不断变化,所以,风速仪(2)的转速只反映了汽缸内涡流运动的平均状况，测量结果只作为自身的相对比较。测量时,在每一个气门升程下，让鼓风机(9)吸风,通过调节鼓风机(9)使得压力计(7)中的压差△P为一定值,读出流量计(8)中的流量，以及和转速表(4)中的叶片风速仪(2)转速，即可取得涡流比以及进气效率该测量装置的使用原理：在该测量装置上涡流比可以定义为式中Ns(θ)是某一气门升程下叶片风速仪的转速，量纲为转/分钟；Qs(θ)是某一气门升程下气体体积流量，量纲为米3/秒；θ是发动机曲轴转角，此处可以转换成气门升程高度；Vh是发动机汽缸排量。进气系统的进气效率为上式中V0是理论进气速度，量纲为米/秒；Δp是流量计中的压差；A是进气门气门座面积。涡流进气系统的性能指标需要对涡流比、进气效率进行积分，得到进气过程的平均涡流比，以及平均进气效率，作为衡量进气系统性能的指标。平均涡流比定义为考虑到压缩比ε和充气效率η的影响，经过修正的平均涡流比为平均进气效率为该装置能够测量发动机汽缸内涡流运动，以及涡流进气系统的进气效率。该装置结构简单、操作简便，易于维护，可用于发动机的新型进气道、进气门、燃烧室的开发过程，也可用于发动机制造过程中检测进气系统的性能。附图说明图1是发动机汽缸内涡流运动模式示意图。图中，5涡流运动方向、12活塞、13汽缸、14排气门、15进气门、16进气道。图2是测量汽车发动机汽缸内涡流运动的装置的布局图。图中，1二级稳压箱、2叶片风速仪、3涡流排气管、4转速表、5涡流运动方向、6模拟汽缸、7压力计、8流量计、9鼓风机、10稳压箱、11排气道。图3是测量汽车发动机汽缸内涡流运动的装置的具体实施方案布局图。图中，1二级稳压箱、2叶片风速仪、3涡流排气管、4转速表、6模拟汽缸、7压力计、8流量计、9鼓风机、10稳压箱、11排气道、15进气门、16进气道、17汽缸盖、18汽缸盖定位系统、19石英窗。具体实施方式以一个具体实施方案进一步说明本专利技术提出的测量汽车发动机汽缸内涡流运动的方法和装置的结构和原理。图3是测量汽车发动机汽缸内涡流运动的装置的具体实施方案布局图。如图中所示,首先在呈圆柱形薄壁腔体的模拟汽缸(6)上安置汽缸盖定位系统(18)，目的是为将汽缸盖(17)与模拟汽缸(6)对正。为了测量缸内大尺度的涡流运动,必须把一个叶片式风速仪(2)放在涡流排气管(3)中，测量涡流旋转运动方向(5)上的转速。涡流排气管(3)均为圆柱形薄壁管道，直径为模拟汽缸(6)直径的三分之二。涡流排气管在(3)模拟汽缸(6)底部。涡流排气管中的叶片风速仪(2)由气流带动其旋转。涡流排气管(3)上有小的石英窗(19)。转速表(4)上的光电转速器通过石英窗(19)对正叶片风速仪(2)上的光电传感器，以记录叶片风速仪(2)的转速。涡流排气管(3)连接到一个二级稳压箱(1)，是一个长方体形状的空腔，可以减弱进气流动的脉动。二级稳压箱(1)连接排气道(11)，其形状是圆柱形薄壁管道，壁面上接入压力计(7)和流量计(8)。流量计(8)可以是板孔流量计或涡街流量计。排气道(11)再接入稳压箱(10)，是一个长方体形状的空腔，上面接入鼓风机(9)。稳压箱(10)的作用是为了减弱鼓风机(9)的进气脉动，使得试验在稳定流动中运行。测量时,在每一个固定气门升程下，将进气门(15)位置固定，让鼓风机(9)吸风,气流通过进气道(17)进入模拟汽缸(6)。调节气门升程到下一个固定位置，然后调节鼓风机(9)的进气量，使压力计(7)中的压差△P保持为一定值,读出流量计(8)中的流量和转速表(4)中的叶片风速仪(2)转速，按照前面的公式(5)和(6)即可取得进气系统的涡流比，以及进气效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量汽车发动机汽缸内涡流运动的方法和装置，其特征是，包括一个模拟汽缸(6)、一个涡流排气管(3)、一个叶片风速仪(2)、一个转速表(4)、一个压力计(7)、一个流量计(8)、一个排气道(11)、一个二级稳压箱(1)、一个稳压箱(10)、一个鼓风机(9)，各个部件的连接关系是：模拟汽缸(6)连接一个内部装有一个叶片风速仪(2)的涡流排气管(3)；涡流排气管(3)连接到一个二级稳压箱(1)；二级稳压箱(1)连接至排气道(11)；排气道(11)连接压力计(7)和流量计(8)，再接到另一个稳压箱(10)。

【技术特征摘要】
1.一种测量汽车发动机汽缸内涡流运动的方法和装置，其特征是，包括一个模拟汽缸(6)、一个涡流排气管(3)、一个叶片风速仪(2)、一个转速表(4)、一个压力计(7)、一个流量计(8)、一个排气道(11)、一个二级稳压箱(1)、一个稳压箱(10)、一个鼓风机(9)，各个部件的连接关系是：模拟汽缸(6)连接一个内部装有一个叶片风速仪(2)的涡流排气管(3)；涡流排气管(3)连接到一个二级稳压箱(1)；二级稳压箱(1)连接至排气...

【专利技术属性】
技术研发人员：路明，
申请(专利权)人：成都金景盛风科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51