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专利号: 2018110861823
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种研究重力场对颗粒沉积影响的试验系统,其特征在于,包括EGR冷却器(5)、冷却液恒温系统(15)和颗粒分析仪(6);EGR冷却器(5)的进气口(501)通过EGR进气管(3)连接发动机排气总管(1),EGR进气管(3)上设置有EGR阀(2);EGR冷却器(5)出气口(508)连接EGR出气管(8);冷却液恒温系统(15)通过冷却液进水管(17)连接EGR冷却器(5)的冷却液进水口(506),通过冷却液出水管(14)连接EGR冷却器(5)的冷却液出水口(513);EGR进气管(3)和EGR出气管(8)之间连接取样管(4),取样管(4)上通过颗粒分析仪三通阀(7)连接颗粒分析仪(7);发动机排气总管(1)和EGR进气管(3)通过三通均废气管(21),废气管(21)上设置有放气阀(22);

EGR进气管(3)上,靠近进气口(501)处设置有进气温度传感器(19)和进气压力传感器(20);EGR出气管(8)上靠近出气口(508)处设置有出气温度传感器(12)和出气压力传感器(11);冷却液进水管(17)上设置有冷却水泵(16)和进水温度传感器(18),冷却液出水管(14)上设置有出水温度传感器(13);EGR出气管(8)上,取样管(4)之后依次设置有流量计(9)和背压阀(10);

EGR冷却器(5)设置有多组结构相同的用于收集沉积颗粒物的取样片(516),每组取样片包括沿换热管(512)周向设置的偶数个取样片(516),取样片(516)两两相对设置;冷却液流动方向垂直于气流方向,同时垂直于每组取样片中相对设置的两个取样片(516);换热管(512)一端连接EGR进气管(3),另一端连接EGR出气管(8)。

2.根据权利要求1所述的一种研究重力场对颗粒物沉积影响的试验系统,其特征在于,所述换热管(512)为立方体结构,每组取样片(516)包括四个取样片(516),四个取样片(516)分别设置在换热管(512)的四个面上;取样片(516)通过取样片压板(514)固定设置在换热管(512)上,取样片(516)和取样片压板(514)之间设置有取样片垫片(515)。

3.根据权利要求1所述的一种研究重力场对颗粒物沉积影响的试验系统,其特征在于,所述换热管(512)外套设冷却水套(505);冷却水套(505)靠近进气口(501)一端设置有进气端盖(503),靠近出气口(508)一端设置有出气端盖(507);进气端盖(503)和进气口(501)之间设置有进气端压板(502),进气端压板(502)和进气端盖(503)之间设置有进气端密封垫片(517),进气端压板(502)和进气口(501)之间设置有进气端安装垫片(519);进气端盖(503)和冷却水套(505)之间设置有进气端盖垫片(504);进气口(501)和换热管(512)之间设置有换热管进气垫片(518);冷却水套(505)和出气端盖(507)之间设置有出气端盖垫片(511);出气端盖(507)和换热管(512)之间设置有换热管出气端垫片(510),出气端盖(507)和出气口(508)之间设置有冷却器出气端安装垫片(509)。

4.根据权利要求1所述的一种研究重力场对颗粒物沉积影响的试验系统,其特征在于,所述取样管(5)通过第一安装座(401)与EGR进气管(3)连接,通过第二安装座(402)与EGR出气管(8)连接;进气温度传感器(19)通过进气温度传感器安装座(191)设置在EGR进气管(3)上;进气压力传感器(20)通过进气压力传感器安装座(201)设置在EGR进气管(3)上;出气温度传感器(12)通过出气温度传感器安装座(121)设置在EGR出气管(8)上;出气压力传感器(11)通过出气压力传感器安装座(111)设置在EGR出气管(8)上。

5.根据权利要求1所述的一种研究重力场对颗粒物沉积影响的试验系统,其特征在于,所述颗粒分析仪(6)、进气温度传感器(19)、进气压力传感器(20)、出气温度传感器(12)、出气压力传感器(11)、流量计(9)、进水温度传感器(18)、水温度传感器(13)均连接控制装置,控制装置接收其所测信号;控制装置还连接冷却液恒温系统(15)、背压阀(10)和冷却水泵(16),控制装置根据测量得到的信号,向冷却液恒温系统(15)、背压阀(10)和冷却水泵(16)发送指令;控制装置还连接显示器。

6.如权利要求1所述的一种研究重力场对颗粒物沉积影响试验系统的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:换热管(512)水平放置,打开冷却水泵(16)、冷却液恒温系统(15)和颗粒分析仪(6);打开EGR阀(2)、背压阀(10)和流量计(9),起动发动机;

步骤2:通过EGR阀(2)将进气口(501)流量调节至设定值,通过背压阀(10)将压力调节至设定值,通过冷却液恒温系统(15)调整进气口(501)处温度处于设定值;

步骤3:调整颗粒分析仪三通阀(7),通过颗粒分析仪(6)采集当前EGR冷却器(5)前端颗粒物粒径浓度,储存数据;

调整颗粒分析仪三通阀(7),通过颗粒分析仪(6)采集当前EGR冷却器(5)后端颗粒物粒径浓度,储存数据;

步骤4:每隔一定时间重复步骤2-步骤3,直到得到所需数据;关闭发动机、EGR阀(2)、背压阀(10)、流量计(9);关闭冷却水泵(16)、冷却液恒温系统(15)和颗粒分析仪(6);

步骤5:取下取样片(516),记录每组取样片(516)中垂直于冷却液流动方向相对设置的两个取样片(516)的重量差Δm;若Δm的绝对值在设定阈值范围内则认为重力对颗粒物沉积质量无影响,否则则认为重力对颗粒物沉积质量有影响。

7.如权利要求1所述的一种研究重力场对颗粒物沉积影响试验系统的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:换热管(512)竖直放置,将进气口(501)置于上端;打开冷却水泵(16)、冷却液恒温系统(15)和颗粒分析仪(6);打开EGR阀(2)、背压阀(10)和流量计(9),起动发动机;

步骤2:通过EGR阀(2)将进气口(501)流量调节至设定值,通过背压阀(10)将压力调节至设定值,通过冷却液恒温系统(15)调整进气口(501)处温度处于设定值;

步骤3:调整颗粒分析仪三通阀(7),通过颗粒分析仪(6)采集当前EGR冷却器(5)前端颗粒物粒径浓度,储存数据;

调整颗粒分析仪三通阀(7),通过颗粒分析仪(6)采集当前EGR冷却器(5)后端颗粒物粒径浓度,储存数据;

步骤4:每隔一定时间重复步骤2-步骤3,直到得到所需数据;关闭发动机、EGR阀(2)、背压阀(10)、流量计(9);关闭冷却水泵(16)、冷却液恒温系统(15)和颗粒分析仪(6);

步骤5:取下取样片(516),记录每片取样片(516)的重量;

步骤6:换热管(512)竖直放置,将进气口(501)置于下端;打开冷却水泵(16)、冷却液恒温系统(15)和颗粒分析仪(6);打开EGR阀(2)、背压阀(10)、放气阀(22)和流量计(9),起动发动机;

步骤7:重复步骤2-步骤5,记录此状态下每片取样片(516)的重量;

步骤8:计算步骤5和步骤7记录的相同位置取样片(516)的重量差Δm;若Δm的绝对值在设定阈值范围内则认为重力对颗粒物沉积质量无影响,否则则认为重力对颗粒物沉积质量有影响。

8.根据权利要求6所述的一种研究重力场对颗粒物沉积影响的试验方法,其特征在于,还包括以下步骤:获取每组取样片(516)中垂直于冷却液流动方向相对设置的两个取样片(516)的扫描电镜图,根据扫描电镜图得到颗粒物沉积的微观结构。

9.根据权利要求7所述的一种研究重力场对颗粒物沉积影响的试验方法,其特征在于,还包括以下步骤:

获取步骤5和步骤7中相同位置取样片(516)的扫描电镜图,根据扫描电镜图得到颗粒物沉积的微观结构。