本发明专利技术公开了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；本发明专利技术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。本发明专利技术针对“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，而且能够结合对置活塞的相对运动规律测试扫气过程动态的缸内流动。
【技术实现步骤摘要】
一种对置活塞发动机扫气过程稳流测试装置
本专利技术属于发动机
，具体涉及一种对置活塞发动机扫气过程稳流测试装置。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术的技术方案是：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。本专利技术的有益效果：本专利技术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。本专利技术针对“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。本专利技术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是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的整体三维示意图；图3是本专利技术的进气稳压系统示意图；图4是本专利技术的排气稳压系统示意图；图5是本专利技术的缸内涡流的测量示意图；图6是本专利技术的缸内滚流的测量示意图；图7是本专利技术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。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。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的导流方向进行组织。本专利技术针对“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。本专利技术提供了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17、稳压箱16以及进气流量计15，所述离心式风机17与稳压箱16的进口端连接，稳压箱16的出口端连接进气流量计15；所述测量系统包括进气腔12，所述进气腔12的进口端与稳压箱16的出口端连接，进气腔12的出口端与测量气缸7的进气口8连通，所述测量气缸7内设有叶片风速仪6；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7的进气活塞10与进气活塞步进电机21连接；所述排气稳压系统包括排气腔1、排气管23、排气稳压箱18以及排气流量计19，所述排气腔1的进口端与测量气缸7的排气口5连通，排气腔1的出口端连接排气管23，排气管23与排气稳压箱18的进口端连接，排气稳压箱18的出口端连接排气流量计19；所述测量气缸7的排气活塞3与排气活塞步进电机20连接；所述微机控制系统包括计算机，计算机与设于进气腔12内的进气压力传感器11以及设于排气腔1内的排气压力传感器2信号连接；所述计算机还分别与叶片风速仪6的数据接口、设于进气口8处的进气温度传感器9、设于排气口5处的排气温度传感器4、进气流量计15、进气活塞步进电机21以及排气活塞步进电机20信号连接。进一步地，当要测量测量气缸7内涡流的大小时，将叶片风速仪6的轴线设置成与测量气缸7轴线平行的状态；当要测量测量气缸7内滚流的大小时，将叶片风速仪6的轴线设置成与测量气缸7轴线垂直的状态。本专利技术通过排气活塞步进电机20和进气活塞步进电机21控制对置活塞的运动，测试扫气过程缸内的动态流动特性。下面进一步详细叙述本专利技术的各个部分：(1)进气稳压系统。本测试装置的进气稳压系统通过离心风机提供的高压空气进入稳压箱，当稳压箱内空气压力达到测试所需值时打开电动稳压阀，空气进入进气腔开始扫气过程。稳压箱内压力的调节由电动节流阀作用完成，进气流量计测得进气流量。该系统主要由离心式风机、稳压箱、进气流量计组成。(2)排气稳压系统。本测试装置的排气系统由排气道、排气稳压箱、排气流量计组成。缸内气体经过排气道、排气稳压箱、背压阀排出。排气稳压箱和背压阀是为了保证气缸内压力的稳定性。(3)测量系统。本测本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种对置活塞发动机扫气过程稳流测试装置，其特征在于，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(17)、稳压箱(16)以及进气流量计(15)，所述离心式风机(17)与稳压箱(16)的进口端连接，稳压箱(16)的出口端连接进气流量计(15)；所述测量系统包括进气腔(12)，所述进气腔(12)的进口端与稳压箱(16)的出口端连接，进气腔(12)的出口端与测量气缸(7)的进气口(8)连通，所述测量气缸(7)内设有叶片风速仪(6)；所述测量气缸(7)的进气活塞(10)与进气活塞步进电机(21)连接；所述排气稳压系统包括排气腔(1)、排气管(23)、排气稳压箱(18)以及排气流量计(19)，所述排气腔(1)的进口端与测量气缸(7)的排气口(5)连通，排气腔(1)的出口端连接排气管(23)，排气管(23)与排气稳压箱(18)的进口端连接，排气稳压箱(18)的出口端连接排气流量计(19)；所述测量气缸(7)的排气活塞(3)与排气活塞步进电机(20)连接；所述微机控制系统包括计算机，计算机与设于进气腔(12)内的进气压力传感器(11)以及设于排气腔(1)内的排气压力传感器(2)信号连接；所述计算机还分别与叶片风速仪(6)的数据接口、设于进气口(8)处的进气温度传感器(9)、设于排气口(5)处的排气温度传感器(4)、流量计(15)、进气活塞步进电机(21)以及排气活塞步进电机(20)信号连接。...
【技术特征摘要】
1.一种对置活塞发动机扫气过程稳流测试装置，其特征在于，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(17)、稳压箱(16)以及进气流量计(15)，所述离心式风机(17)与稳压箱(16)的进口端连接，稳压箱(16)的出口端连接进气流量计(15)；所述测量系统包括进气腔(12)，所述进气腔(12)的进口端与稳压箱(16)的出口端连接，进气腔(12)的出口端与测量气缸(7)的进气口(8)连通，所述测量气缸(7)内设有叶片风速仪(6)；所述测量气缸(7)的进气活塞(10)与进气活塞步进电机(21)连接；所述排气稳压系统包括排气腔(1)、排气管(23)、排气稳压箱(18)以及排气流量计(19)，所述排气腔(1)的进口端与测量气缸(7)的排气口(5)连通，排气腔(1)的出口端连接排气管(23)，排气管(23)与排气稳压箱(18)的进口端连接，排气稳压箱(18)的出口端连接排气流量计(19)；所述测量气缸(...
【专利技术属性】
技术研发人员：马富康，王军，刘勇，王琦，刘汉涛，董小瑞，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14
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