一種可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括供給設(shè)備、測試設(shè)備及控制設(shè)備，供給設(shè)備包括電機及依次連接的空氣濾清器、雙螺桿泵與穩(wěn)壓罐，所述的電機與雙螺桿泵連接；測試設(shè)備包括設(shè)在與穩(wěn)壓罐連接的高壓管路上的V型流量計、溫度傳感器與壓力傳感器、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集卡及上位機，所述的V型流量計、溫度傳感器及壓力傳感器均與電荷放大器連接，電荷放大器與數(shù)據(jù)采集卡及上位機依次連接；控制設(shè)備包括控制電路與變頻器，所述的控制電路的一端與上位機連接，另一端與變頻器連接，變頻器的另一端與電機連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有智能、便攜、快速、適用范圍廣等優(yōu)點。
【專利說明】一種可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種升壓系統(tǒng)，尤其是涉及一種可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著全球化的環(huán)境、能源問題，節(jié)能與減排成為汽車、摩托車、工程機械的發(fā)動機研究工作的重點。提升發(fā)動機的有效輸出功率，一方面需要提高噴入發(fā)動機氣缸內(nèi)的燃油量，另一方面需要提高進(jìn)入發(fā)動機氣缸的新鮮空氣量。對發(fā)動機進(jìn)行進(jìn)氣增壓，可以有效提高發(fā)動機的進(jìn)氣密度，有助于提升發(fā)動機的升功率、燃油經(jīng)濟(jì)性以及降低發(fā)動機有害氣體的排放。
[0003]發(fā)動機進(jìn)氣增壓主要分為廢氣渦輪增壓方式、機械增壓方式以及氣波增壓方式，氣波增壓方式因為體積較大，噪聲水平較高，安裝等問題的限制，一般不在車用發(fā)動機上使用。廢氣渦輪增壓方式和機械增壓方式各有優(yōu)缺點，但是這兩種增壓方式的增壓效果都會受到發(fā)動機工作狀況的某種影響。(引證來源:周龍保.內(nèi)燃機學(xué)[M].機械工業(yè)出版社，2012.1.;林學(xué)東.內(nèi)燃機原理[M].機械工業(yè)出版社.2008.5.)
[0004]為研究進(jìn)氣相關(guān)參數(shù)對發(fā)動機工作過程的影響，在某些情況下需要將進(jìn)氣相關(guān)參數(shù)(如進(jìn)氣壓力等)從發(fā)動機工作的過程中獨立出來。所以，針對這種情況，創(chuàng)建一種獨立于發(fā)動機并可以為其提供可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)，可以快速、有效地向發(fā)動機提供并保持相關(guān)實驗所需的進(jìn)氣壓力值，并有利于研究進(jìn)氣參數(shù)對發(fā)動機工作過程的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種智能、便攜、快速的可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)。該可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)可以應(yīng)用于汽車、摩托車、工程機械等的發(fā)動機，可以實現(xiàn)在增壓比不超過2的進(jìn)氣增壓范圍內(nèi)，調(diào)制出所需的進(jìn)氣壓力，并通過數(shù)據(jù)的采集和處理，準(zhǔn)確測量出調(diào)節(jié)后的進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣流量等參數(shù)，對有關(guān)進(jìn)氣參數(shù)對發(fā)動機工作過程影響的實驗、仿真模擬及優(yōu)化等工作提供有效的參考。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]一種可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0008]供給設(shè)備:包括電機及依次連接的空氣濾清器、雙螺桿泵與穩(wěn)壓罐，所述的電機與雙螺桿泵連接；
[0009]測試設(shè)備:包括設(shè)在與穩(wěn)壓罐連接的高壓管路上的V型流量計、溫度傳感器與壓力傳感器、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集卡及上位機，所述的V型流量計、溫度傳感器及壓力傳感器均通過導(dǎo)線與電荷放大器連接，電荷放大器與數(shù)據(jù)采集卡及上位機依次連接；
[0010]控制設(shè)備:包括控制電路與變頻器，所述的控制電路的一端與上位機連接，另一端與變頻器連接，變頻器的另一端與電機連接。
[0011]所述的測試設(shè)備還包括設(shè)在與穩(wěn)壓罐連接的高壓管路上的壓力指示表、控制閥門及泄壓閥，控制閥門及泄壓閥能夠調(diào)節(jié)穩(wěn)壓罐內(nèi)的壓力。[0012]所述的穩(wěn)壓罐的上端設(shè)有爆破片機構(gòu)，穩(wěn)壓罐的下端設(shè)有放氣閥，爆破片機構(gòu)會在供應(yīng)的氣體壓力超過系統(tǒng)承受范圍時爆破泄壓，其作用為保護(hù)可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)的供給設(shè)備及測試設(shè)備中的相關(guān)機構(gòu)。所述的電機與雙螺桿泵之間通過皮帶連接。所述的空氣濾清器與雙螺桿泵之間通過低壓氣管連接，所述的雙螺桿泵與穩(wěn)壓罐之間通過高壓氣管連接。
[0013]空氣由空氣濾清器進(jìn)入系統(tǒng)，通過雙螺桿泵增壓后進(jìn)入穩(wěn)壓罐及與穩(wěn)壓罐連接的高壓管路內(nèi)，V型流量計、溫度傳感器與壓力傳感器將高壓管路內(nèi)空氣的流量、溫度及壓力信號通過電荷放大器與數(shù)據(jù)采集卡傳到上位機上，上位機接受并分析這些信號，并向控制電路發(fā)出控制信號，控制電路將控制信號轉(zhuǎn)為電壓信號并傳給變頻器，變頻器控制電機轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制、調(diào)節(jié)雙螺桿泵的轉(zhuǎn)速，改變進(jìn)氣壓力，最終形成通過反饋信號調(diào)制進(jìn)氣壓力的閉環(huán)控制回路。
[0014]按照上位機中設(shè)定的進(jìn)氣壓力和流量控制電機及雙螺桿泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)供給設(shè)備提供的進(jìn)氣壓力及進(jìn)氣流量，根據(jù)下列公式，雙螺桿泵理論流量Qth與雙螺桿泵轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速ns存在以下關(guān)系:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 供給設(shè)備:包括電機(14)及依次連接的空氣濾清器(18)、雙螺桿泵(16)與穩(wěn)壓罐(13)，所述的電機(14)與雙螺桿泵(16)連接； 測試設(shè)備:包括設(shè)在與穩(wěn)壓罐(13)連接的高壓管路上的V型流量計(6)、溫度傳感器(8)與壓力傳感器(9)、電荷放大器(4)、數(shù)據(jù)采集卡(2)及上位機(I)，所述的V型流量計(6)、溫度傳感器(8)及壓力傳感器(9)均與電荷放大器(4)連接，電荷放大器(4)與數(shù)據(jù)采集卡(2)及上位機(I)依次連接； 控制設(shè)備:包括控制電路(3)與變頻器(17)，所述的控制電路(3)的一端與上位機(I)連接，另一端與變頻器(17)連接，變頻器(17)的另一端與電機(14)連接； 空氣由空氣濾清器(18)進(jìn)入系統(tǒng)，通過雙螺桿泵(16)增壓后進(jìn)入穩(wěn)壓罐(13)及與穩(wěn)壓罐(13)連接的高壓管路內(nèi)，V型流量計(6)、溫度傳感器(8)與壓力傳感器(9)將高壓管路內(nèi)空氣的流量、溫度及壓力信號通過電荷放大器(4)與數(shù)據(jù)采集卡(2)傳到上位機(I)上，上位機(I)接受并分析這些信號，并向控制電路(3)發(fā)出控制信號，控制電路(3)將控制信號轉(zhuǎn)為電壓信號并傳給變頻器(17)，變頻器(17)控制電機(14)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制、調(diào)節(jié)雙螺桿泵(16)的轉(zhuǎn)速，改變進(jìn)氣壓力，最終形成通過反饋信號調(diào)制進(jìn)氣壓力的閉環(huán)控制回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 一種可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)，其特征在于，所述的測試設(shè)備還包括設(shè)在與穩(wěn)壓罐(13)連接的高壓管路上的壓力指示表(10)、控制閥門(7)及泄壓閥(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)，其特征在于，所述的穩(wěn)壓罐(13)的上端設(shè)有爆破片機構(gòu)(11)，穩(wěn)壓罐(13)的下端設(shè)有放氣閥(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)，其特征在于，所述的電機(14)與雙螺桿泵(16)之間通過皮帶(15)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)式進(jìn)氣升壓系統(tǒng)，其特征在于，所述的空氣濾清器(18)與雙螺桿泵(16)之間通過低壓氣管連接，所述的雙螺桿泵(16)與穩(wěn)壓罐(13)之間通過高壓氣管連接。
【文檔編號】F02D23/02GK103742254SQ201210552753
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月18日
【發(fā)明者】胡宗杰, 張志強, 趙福全, 吳同, 韓杰磊, 李理光 申請人:同濟(jì)大學(xué)