发动机试验室进气系统袁是按要求调节空气输出的压力尧温度和湿度袁为发动机试验提供标准的进气条件袁减少环境干扰和试验误差遥在各类发动机试验过程中袁必须排除地区尧季节和气候差异对试验结果的影响袁确保试验结果的精确性尧同一性和可比性袁并缩短研发周期遥本文试图对发动机试验室进气系统进行分析及优化设计遥设计时需要综合考虑各种试验设备的布置和安装条件袁各管路尧线路设计的工艺条件遥设计时事先主要考虑以下要求院良好的工作空间和试验人员的安全性曰能满足预计各种类型试验顺利进行的各种需要曰试验台架的设计功率和试验的性质曰水源供应与循环用水系统曰供电系统能提供试验设备与仪器所需的多种电压曰管路系统合理布置袁便于维护保养和维修曰完善的消防措施曰试验台架的自动化程度尧通用性和灵活性等遥
渊1冤发动机台架试验室设计的要点发动机台架试验室设计的要点是满足排放法规的要求和发动机实际的专业工作条件袁同时兼顾建筑上的要求遥依据国家环保局颁布的GB17691要2018叶重型柴油车污染物排放限值及测量方法渊中国第六阶段冤曳尧GB17692要1999叶汽车用发机净功率测试方法曳及GB20891要
2014叶非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值测量方渊中国三尧四阶段冤曳三个标准袁进行试验室进气系统优化设计遥由于发动机最大进气量不仅随着发动机排量和功率而变化袁也随着发动机工况而变化袁因此要精确地确定进气量比较困难遥为了确切地模拟发动机的实际工况袁使得实际发动机进气和发动机应用时进气状态一致袁需对发动机试验室进气系统设计提出更高的要求遥在规划设计中袁若送风量选得过大袁不仅制造成本高而且运行费用高曰若送风量不足袁则影响试验的正常运行遥
渊2冤标准测试主要涉及要求
根据上述三个标准要求袁要对实验室的空气状况进行测量遥由于发动机的进气温度尧湿度和压力都对发动机功率构成影响袁其测量值最后作为修正参数袁对发动机测试功率和油耗进行修正这些标准对试验室大气因子都有要求袁如果试验室大气因子不在法定值内袁则试验结果无效遥
实际发动机试验中袁依据这三个标准袁还要求试验室进气系统需要代表实际的发动机运行件遥发动机进气空调是与测功机配套使用的试验室辅助设备之一袁其选型是否合理直接影响到发动机台架的总体性能遥
GB17692要1999对发动机试验标准进气条做出要求渊见表1冤遥目前国内已有产品能满足恒压尧恒温和恒湿的进气要求袁能减少校正误差遥
研讨园地FieldofDiscussion表1发动机试验标准进气状态进气参数数值进气温度k298渊25益冤
进气干空气压kPa99水蒸气分压kPa1进气总压
kPa
100
同时袁在选择相应的温湿度和压力传感器时袁需要注意所选传感器的精度袁发动机进气温度要求院依2k曰大气压力院依100Pa曰进气压力院+50Pa遥
渊3冤发动机实际应用要求
发动机在整车上应用时袁对于不同工况袁发动机进气压力根据发动机进气量而不同遥在发动机台架试验时袁还要考虑到安装进气流量计尧温湿度计和压力传感器的要求遥
渊4冤试验室安全要求
当试验过程遇到需要紧急停车情况袁能远程切断发动机进气遥这样当试验室断油电磁阀失效时袁试验室还有第二个停机手段遥
此外袁由于安装了传感器和流量计等袁进气管路的设计最好考虑避免有任何异物掉入发动机燃烧室的可能遥
渊1冤进气空调的控制要求
根据上述三个标准袁对实验室的空气状况进行测量并控制遥发动机的进气温度尧湿度尧压力都对发动机功率构成影响袁其测量值最后作为修正参数对发动机测试功率和油耗进行修正遥较好的相应速度和控制精度是发动机试验数据稳定的保障袁国内已有专家对温湿度和压力控制精度做了详细的研究渊见表2冤遥
发动机进气空调袁通过调节处理环境中的空气并将其控制到指定要求的压力尧温度尧湿度渊湿度控制选项冤限值再输送给发动机遥如此提供标准的工作条件空气到发动机袁可获得标准化的
排放测试工作条件袁也优化了发动机的工作曲线遥
表2发动机进气空调标准进气状态控制要求进气参数数值进气温度k依2进气干空气压kPa200相对湿度%5系统响应速度
S
员
渊2冤进气空调的原理分析
发动机进气空调从室外取气渊室内外的温度为-10益~38益冤袁经过过滤的新风依次经过空气处理单元尧增压风机和风阀袁最后经过稳压箱供气到发动机的进气口遥在发动机进气空调稳压箱后有空气温度尧湿度和压力监测点袁同时作为进气空调的反馈控制点遥
渊3冤温湿度控制方法
进气空调需要适用于冬夏模式等各种气候环境袁为发动机台架试验提供标准进气遥我国大部分地区夏季温度大概在28益~40益之间袁相对湿度大概在60%~90%之间遥所以袁进气空调夏季模式时袁进气空调温湿度调节的主要功能是降温除湿曰在冬季模式时袁气温大概是0益左右袁相对湿度低于50%遥所以袁冬季时袁进气空调的主要调节功能是加热加湿遥
最近兴起的空气调节方式是露点控制进气空
调袁环境空气通过控制加热器或加湿器对其进行控制调节袁输出需求范围条件的空气遥温湿度和压力控制分为以下几个步骤院
1冤新鲜空气除湿遥为了达到此目的袁将空气通过初级管线冷却到漏点温度和湿度水平因此袁需要0益~4益左右的冷冻水对新鲜空气进行冷却遥初级空气的冷却将空气中的水分大量排出遥这样袁就便于将相对干燥的空气通过气空调的后续处理调整到需要的标准温度和湿度遥
2冤对干空气进行重新加湿遥通过使用配套的高温度蒸汽精确注入袁或使用进气空调内部蒸汽发生器产生要求量的蒸汽袁进行湿度的准确调
机械工业标准化与质量41
FieldofDiscussion研讨园地机械工业标准化与质节遥设计时要考虑蒸汽与新鲜空气充分的混合袁将湿度升高到标准湿度遥3冤提高空气流量和压力遥空气流量和压力的升高可以通过高速离心风机进行推动产生遥当风机转动压力升高的同时袁空气也被压缩袁件无法满足遥根据多年试验经验袁本文提出一种比较可行的设计方案袁即将发动机进气悬臂安装在墙体上袁组成旋转的管道系统袁以便将进气输送到试验室的很大一片区域渊见图1和图2冤遥设计时量42
内能增加袁气体可升温几个摄氏度袁这就是对气体做绝热功遥空气加热过程中温度被监控袁并配合后端的加热器将该升温的气体再加热到需要的温度遥加湿尧加压和加热后的气流通过进气管路输送到发动机遥通过阀门控制气流的压力袁完成依据设定点要求的压力和温湿度进气气流供给袁然后通过输送端口直接连接到发动机新鲜空气进气口遥渊4冤进气流量计算在选型时袁还要考虑该试验室最大试验发动机功率的最大进气量遥选择过大袁浪费了电力和设备袁选择过小袁发动机进气不足袁限制了试验能力遥目前已有多种计算方法袁本文不多做研究遥最大耗气量渊m3/h冤=1000伊最大发动机功率伊发动机比油耗量伊空燃比/空气密度遥其中袁发动机比油耗量根据测试工程师提供的经验值袁一般柴油发动机220g/kW窑h~240g/kW窑h曰柴油机空燃比推荐选取21遥
渊5冤进气管路优化设计
进气管路的设计对试验时发动机的动力性尧经济性和排放也有一定的影响遥合理的进气管设置对一个现代化试验室有非常大的意义遥由于试验样品类型的不可预期袁很多发动机试验室对发动机进气口的朝向不做固定遥因此袁设计进气管路时尽量考虑进气管可能涵盖的最大区域遥即使是发动机厂家的试验室袁由于发动机应用不同袁同一机型也存在发动机进气口位置不同袁造成很多管路连接问题袁甚至进气条
也可以考虑可伸缩的进气管路袁这样将更加提升试验室对发动机类型的适应性和便利性遥进气管路和进气空调中间采取断开连接的方式袁使得该进气管路不会对发动机进气过程造成影响遥接进气空调进气空调温湿度计袁压力流量计滤清器温湿度计到发动机电动调压阀图员进气管路示意图导轨导轨进气空调温湿度计袁压力流量计滤清器温湿度计接进气空调电动调到发动机压阀图圆进气管路俯视示意图渊1冤试验进气压力对非道路稳态循环工况NRSC的影响
依据GB20891要2014试验要求袁以某7L非道路三阶段增压中冷柴油发动机为研究对象袁在不同的进气压力和其他试验条件一致的情况下进行NRSC试验袁试验结果见表3遥发动机台架试验时袁额定点设置好进气压力袁锁定压力调节阀袁其他负荷点跟随额定点浮动遥
试验结果表明袁不同发动机进气压力对柴油机功率尧排气温度尧NOx尧颗粒物尧CO等有显
研讨园地FieldofDiscussion表3发动机不同进气压力条件下NRSC的试验结果额定点
NRSC循环结果
进气压力kPa
功率kW增压压力kPa
排气温度益NOx+HCPMCONOxHC-2.5113.10.80-10.0-5.0112.7126.3110.6130.9462.0110.4475.93.720.226519.63.643.470.2440.2630.873.660.973.570.063.410.070.06著的影响遥因此袁试验中控制好发动机进气压力额定点设置好进气压力4.8kPa袁锁定压力调节对发动机真实的性能和排放测试有非常重大的意阀袁其他负荷点跟随额定点浮动遥
义遥从额定点增压压力可以看出袁进气压力的变表4进气压力试验室台架数据和整机进气压力对比
化直接影响了发动机增压压力袁从而影响了发动kPa
机进气量袁间接影响了发动机缸内然烧袁从而导试验工况点发动机试验室测量值
整机测量值致了发动机功率尧排气温度尧NOx尧颗粒物和额定点-4.8-4.81CO等的变化遥
1圆档档转速转速空载-0.78渊2冤试验进气压力整车验证
-1.47-0.75以安装了该试验同机型的挖据机为研究对10档转速空载空载-1.82-1.51-1.79象袁将挖掘机档位设置在10档袁大臂弯曲和增压挖掘机系统液压压力袁使得发动机转速从高怠速失速到额定点附近袁测量该状态的发动机滤清通过进气条件的优化袁改善了发动机的动力器后进气压力遥由于该机型的整车寄生功率袁选性能和排放性能遥结合整机发动机进气条件测量取转速1档尧2档和10档空载工况袁测量这些提出了空调选型和进气管结构的改进设计方案袁工况的发动机滤清器后进气压力遥将所有整机测为新型现代化发动机试验室设计提供依据遥
量的进气压力和发动机台架试验测量的进气压力进行对比研究渊见表4冤遥发动机台架试验时袁渊转自院叶质量与标准化曳冤
渊上接第39页冤
构的承载力不足导致的裂缝及形变的维修和维护遥在对裂缝及形变进行维护的过程中袁焊接工
综上所述袁本文主要通过桥式起重机为机械艺发挥着突出的作用袁并且在焊接工艺实施的过钢结构的代表袁对其细部处理进行分析遥通过分程中袁其方法也十分考究袁在焊接过程中袁还要析可知袁机械钢结构因自身的承载力不足而导致注意相关事项袁并要求按照焊接工艺的流程进裂缝和形变出现属港口作业过程中的常见问题遥行遥与此同时袁还应该保证焊接工人的技术水在对这一问题进行解决的过程中袁一方面需要**袁从而使焊接质量得以提升袁最终实现钢结构行有效的模型处理和计算荷载袁从而有效地分析的细部处理遥
出机械钢结构所能够承受的载重袁减少其裂缝和形变的出现曰另一方面袁还应该做好因机械钢结
渊收稿日期院2019-06-07冤
机械工业标准化与质量43
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