一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统，包括测功机、信号采集系统、以及从多缸发动机隔离出来的实验缸和其它缸。实验缸具有实验缸进气系统、实验缸排气系统和实验缸进气道喷油系统，其它缸具有其它缸进气系统和其它缸排气系统。实验缸和其它缸同时具有缸内直喷喷油系统。通过采用其它缸倒拖实验缸达到预定转速的方法，简化了实验台架对测功机的要求；能够确保当实验缸采用不同喷油策略后，通过智能化控制，可以将实验缸的进气压力、进气温度以及转速维持在一个恒定值。相对于通过缸内瞬时压力计算实验缸指示功率的方法，本实用新型专利技术采用的实验缸指示功率的计算方法更加的准确。

A single cylinder engine bench test system with self backing function

The utility model discloses an experimental system for a single cylinder engine with a towing function, including a dynamometer, a signal acquisition system, an experimental cylinder and a cylinder isolated from a multi cylinder engine. The experimental cylinder has the intake system of the experimental cylinder, the exhaust system of the experimental cylinder and the injection system of the inlet of the experimental cylinder, and the other cylinders with other cylinder intake system and other cylinder exhaust system. The experimental cylinder and other cylinders have a direct injection fuel injection system. Through the method of using the other cylinder to drag the experimental cylinder to the predetermined speed, the requirements of the test bench to the dynamometer are simplified, and the intake pressure, the intake temperature and the speed of the experimental cylinder can be maintained at a constant value by the intelligent control after the experiment cylinder adopts different fuel injection strategies. Compared with the method of calculating the indication power of the experimental cylinder through the instantaneous pressure in the cylinder, the calculation method of the experimental cylinder indicated by the utility model is more accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统
本技术涉及发动机的台架实验领域，具体涉及到一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统。
技术介绍
台架实验是发动机开发过程中一个必不可少的环节。考虑到在台架实验的过程中，对发动机运行的影响因素较多，例如进气状态参数(进气压力和进气温度)和喷油策略(喷油量和喷油定时)，因此对发动机的输入参数进行精确地控制显得尤为重要。此外，近年来有研究者提出，在压燃式发动机负荷较大时，以进气道喷射低活性燃油和缸内直喷柴油相结合的方式，能够减少缸内柴油扩散燃烧的比例，使得缸内的燃烧模式更趋向于均质预混燃烧，从而提高发动机热效率并降低有害物的排放。然而这种燃烧模式仍然处于大量的实验验证阶段且对于台架实验平台基础设施的要求较高，特别是需要测功机具有倒拖功能。目前针对进气道喷射的燃油(如：汽油、丁醇)在进气状态参数达到一定值的条件下，该燃油在缸内形成的均质预混合气是否能够发生高温放热反应的实验研究还比较少。因此，如果能够通过倒拖的方法，在不同的进气道喷射燃油量和进气状态参数条件下，获得不同转速的缸内预混合气的纯压缩缸内放热和排放数据，将对这一方向的研究提供重要的实验依据。
技术实现思路
本技术提供了一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统，能通过倒拖的方法，在不同的进气道喷射燃油量和进气状态参数条件下，获得不同转速的缸内预混合气的纯压缩缸内放热和排放数据。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案为：一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统，包括测功机、以及从多缸发动机隔离出来的实验缸和其它缸；所述实验缸为多缸发动机内靠近正时齿轮端的气缸，除实验缸以外的气缸均为其它缸；所述实验缸的进气系统设有带增压器旁通阀的废气涡轮增压器压气机、带中冷器旁通阀的进气中冷器、进气温度传感器和进气压力传感器，实验缸的排气系统设有排气温度传感器、排气压力传感器和尾气分析仪；所述其它缸的排气通过废气涡轮增压器进入实验缸进气管内；还包括实验缸进气道喷油系统，实验缸进气道喷油系统的进气道喷油器的喷油口设在实验缸进气管内；所述实验缸内的第一缸内直喷喷油器和其它缸内的第二缸内直喷喷油器通过直喷燃油油轨连接到一起；还包括与发动机的曲轴同步旋转的角位移信号发生器，以及安装于实验缸内的缸内压力传感器；缸内压力传感器连接到电荷放大器，电荷放大器连接到采集卡；角位移信号发生器直接连接到采集卡；增压器旁通阀、中冷器旁通阀、直喷燃油油轨、进气道喷油器、进气温度传感器、进气压力传感器、排气温度传感器和排气压力传感器均与实验缸ECU电联；第二缸内直喷喷油器与其它缸ECU电联；采集卡、实验缸ECU、其它缸ECU和尾气分析仪最终均与电脑电联。根据上述方案，所述实验缸的进气系统包括依次连接的第一空气滤清器、进气流量计、废气涡轮增压器压气机、进气中冷器和实验缸进气管，实验缸进气管的另一端与实验缸连通；进气温度传感器和进气压力传感器设于实验缸进气管上。根据上述方案，所述实验缸的排气系统包括依次连接的实验缸排气管、稳压罐、取气阀和尾气分析仪，实验缸排气管与实验缸连通；排气温度传感器和排气压力传感器设于实验缸排气管上。根据上述方案，所述实验缸进气道喷油系统包括依次连接的高压气罐、压力调节阀、蓄能器、蓄能器出口阀门和进气道喷油器。进一步的，所述进气道喷油器的喷嘴正对实验缸的进气门后背。根据上述方案，所述直喷燃油油轨的进油口端依次连接有高压油泵和直喷燃油油箱。与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过采用其它缸倒拖实验缸达到预定转速的方法，简化了实验台架对测功机的要求，降低了对实验测功系统的要求，从而节约了成本。够确保当实验缸采用不同喷油策略后，通过智能化控制，可以将实验缸的进气压力、进气温度以及转速维持在一个恒定值。通过采用增压器旁通阀来控制实验缸的进气压力，可以实现迅速的响应以及较高的控制精度；通过中冷器旁通阀来控制进气温度，对温度的控制采用调整高温空气与低温空气的混合比例的方法，可以实现迅速的响应。本技术所提供的实验系统采用在同一台发动机上利用其它缸的废气涡轮增压器涡轮机为实验缸进气提供增压压力的方法，不需要为实验缸进气系统增加额外的设备(如：空气压缩机、稳压罐、进气加热器、泄压阀等等)就能实现进气压力和温度的控制。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明，图中各标号的释义为：1-第一空气滤清器，2-进气流量计，3-废气涡轮增压器压气机，4-增压器旁通阀，5-进气中冷器，6-中冷器旁通阀，7-实验缸进气管，8-实验缸排气管，9-取气阀，10-尾气分析仪，11-第二空气滤清器，12-其它缸进气管，13-其它缸排气管，14-废气涡轮增压器涡轮机，15-直喷燃油油箱，16-高压油泵，17-直喷燃油油轨，18-第一缸内直喷喷油器，19-高压气罐，20-压力调节阀，21-蓄能器，22-蓄能器出口阀门，23-进气道喷油器，24-进气温度传感器，25-进气压力传感器，26-排气温度传感器，27-排气压力传感器，28-缸内压力传感器，29-角位移信号发生器，30-电荷放大器，31-采集卡，32-实验缸ECU，33-其它缸ECU，34-电脑，35-测功机，36-第二缸内直喷喷油器，37-实验缸，38-其它缸，39-稳压罐。本技术所述的自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统包括测功机35、信号采集系统、以及从多缸发动机隔离出来的实验缸37和其它缸38。实验缸37具有实验缸进气系统、实验缸排气系统和实验缸进气道喷油系统，其它缸38具有其它缸进气系统和其它缸排气系统。实验缸37和其它缸38同时具有缸内直喷喷油系统。所述实验缸37为多缸发动机内靠近正时齿轮端的气缸，除实验缸37以外的气缸均为其它缸38。所述实验缸进气系统包括依次连接的第一空气滤清器1、进气流量计2、废气涡轮增压器压气机3、进气中冷器5和实验缸进气管7，实验缸进气管7的另一端与实验缸37连通。废气涡轮增压器的废气涡轮增压器压气机3通过并行的旁通管路设有增压器旁通阀4，进气中冷器5通过并行的旁通管路设有中冷器旁通阀6。实验缸进气管7上设有进气温度传感器24和进气压力传感器25，进气温度传感器24和进气压力传感器25均通过信号线束与实验缸ECU32(ElectronicControlUnit，电子控制单元)连通。增压器旁通阀4和中冷器旁通阀6均通过电控线束与实验缸ECU32连通。所述实验缸排气系统包括依次连接的实验缸排气管8、稳压罐39、取气阀9和尾气分析仪10，实验缸排气管8与实验缸37连通。尾气分析仪10与电脑34中的尾气分析程序通讯，通过该程序对尾气分析仪10的数据进行记录和存储。实验缸排气管8上设有排气温度传感器26和排气压力传感器27，排气温度传感器26和排气压力传感器27均通过信号线束与实验缸ECU32连通。稳压罐39用于稳定排气脉冲压力。所述实验缸进气道喷油系统包括通过高压油管依次连接的高压气罐19、压力调节阀20、蓄能器21、蓄能器出口阀门22和进气道喷油器23。进气道喷油器23的喷油口在实验缸进气管7内，为中压喷射器，其喷嘴正对实验缸37的进气门后背。进气道内要喷射的燃料预先装入蓄能器21中，通过高压气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统，其特征在于：包括测功机(35)、以及从多缸发动机隔离出来的实验缸(37)和其它缸(38)；所述实验缸(37)为多缸发动机内靠近正时齿轮端的气缸，除实验缸(37)以外的气缸均为其它缸(38)；所述实验缸(37)的进气系统设有带增压器旁通阀(4)的废气涡轮增压器压气机(3)、带中冷器旁通阀(6)的进气中冷器(5)、进气温度传感器(24)和进气压力传感器(25)，实验缸(37)的排气系统设有排气温度传感器(26)、排气压力传感器(27)和尾气分析仪(10)；所述其它缸(38)的排气通过废气涡轮增压器进入实验缸进气管(7)内；还包括实验缸进气道喷油系统，实验缸进气道喷油系统的进气道喷油器(23)的喷油口设在实验缸进气管(7)内；所述实验缸(37)内的第一缸内直喷喷油器(18)和其它缸(38)内的第二缸内直喷喷油器(36)通过直喷燃油油轨(17)连接到一起；还包括与发动机的曲轴同步旋转的角位移信号发生器(29)，以及安装于实验缸(37)内的缸内压力传感器(28)；缸内压力传感器(28)连接到电荷放大器(30)，电荷放大器(30)连接到采集卡(31)；角位移信号发生器(29)直接连接到采集卡(31)；增压器旁通阀(4)、中冷器旁通阀(6)、直喷燃油油轨(17)、进气道喷油器(23)、进气温度传感器(24)、进气压力传感器(25)、排气温度传感器(26)和排气压力传感器(27)均与实验缸ECU(32)电联；第二缸内直喷喷油器(36)与其它缸ECU(33)电联；采集卡(31)、实验缸ECU(32)、其它缸ECU(33)和尾气分析仪(10)最终均与电脑(34)电联。...

【技术特征摘要】
1.一种自带倒拖功能的单缸发动机台架实验系统，其特征在于：包括测功机(35)、以及从多缸发动机隔离出来的实验缸(37)和其它缸(38)；所述实验缸(37)为多缸发动机内靠近正时齿轮端的气缸，除实验缸(37)以外的气缸均为其它缸(38)；所述实验缸(37)的进气系统设有带增压器旁通阀(4)的废气涡轮增压器压气机(3)、带中冷器旁通阀(6)的进气中冷器(5)、进气温度传感器(24)和进气压力传感器(25)，实验缸(37)的排气系统设有排气温度传感器(26)、排气压力传感器(27)和尾气分析仪(10)；所述其它缸(38)的排气通过废气涡轮增压器进入实验缸进气管(7)内；还包括实验缸进气道喷油系统，实验缸进气道喷油系统的进气道喷油器(23)的喷油口设在实验缸进气管(7)内；所述实验缸(37)内的第一缸内直喷喷油器(18)和其它缸(38)内的第二缸内直喷喷油器(36)通过直喷燃油油轨(17)连接到一起；还包括与发动机的曲轴同步旋转的角位移信号发生器(29)，以及安装于实验缸(37)内的缸内压力传感器(28)；缸内压力传感器(28)连接到电荷放大器(30)，电荷放大器(30)连接到采集卡(31)；角位移信号发生器(29)直接连接到采集卡(31)；增压器旁通阀(4)、中冷器旁通阀(6)、直喷燃油油轨(17)、进气道喷油器(23)、进气温度传感器(24)、进气压力传感器(25)、排气温度传感器(26)和排气压力传感器(27)均与实验缸ECU(32)电联；第二缸内直喷喷油器(36)与其它...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文潇，楚云路，邱鹏，张超，韩志强，吴学舜，田维，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：新型
国别省市：四川,51