本实用新型涉及发动机测试技术领域，特别是涉及一种模拟高原环境的发动机进排气系统。
背景技术：
汽车使用环境复杂，不同应用环境会对汽车发动机输出表现带来不同程度的影响。作为影响发动机性能最重要的参数之一，发动机在不同海拔高度实际运行表现对车辆驾驶情况起到至关重要的作用。随着海拔高度的提高，空气变得稀薄，进入缸内参与燃烧的氧气情况也会随之变化，从而影响到发动机的功率及扭矩输出。为在不同海拔高度的环境中获得更好的发动机输出表现，需要在发动机标定过程中考虑不同海拔高度带来的影响。
现有的解决方法有以下两种：
1、建设移动集装箱式发动机台架，使用卡车将集装箱拉至高海拔地区开展试验，但此方法准备周期长，建设及使用成本较高，试验条件控制精度较低，且很难保证试验的安全运行；
2、专门建造密封式高原环境仓，但建设及运行成本非常高。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种模拟高原环境的发动机进排气系统，能够实现对发动机高原环境运行的精确模拟。
本实用新型提供一种模拟高原环境的发动机进排气系统，包括进气管、排气管、进气装置、排气装置、曲轴箱压力控制装置及控制装置，所述进气管连接在发动机的进气端，所述排气管连接在所述发动机的出气端，所述发动机的进气端通过所述进气管连接所述进气装置，所述发动机的出气端通过所述排气管连接所述排气装置，所述曲轴箱压力控制装置包括曲轴箱、在所述曲轴箱与所述进气装置之间依次连通的通风管和第一通风支管、及设置在所述第一通风支管上的曲轴箱压力调节阀，所述控制装置分别与所述进气装置、所述排气装置及所述曲轴箱压力控制装置电连接。
进一步地，所述曲轴箱压力控制装置还包括第二通风支管，所述第二通风支管连通所述曲轴箱和所述排气装置，所述第二通风支管上设有压力平衡阀，所述控制装置与所述压力平衡阀电连接。
进一步地，所述进气装置包括与大气连通的进气主管，所述进气主管上设有进气稳压腔，所述进气管一端与所述发动机的进气端连通，另一端与所述进气稳压腔连通。
进一步地，所述进气主管上还设有进气压力调节阀，所述控制装置与所述进气压力调节阀电连接，所述进气压力调节阀的进气口与所述大气连通，所述进气压力调节阀的出气口与所述进气稳压腔的进气口连通。
进一步地，所述进气主管上还设有进气风机，所述控制装置与所述进气风机电连接，所述进气压力调节阀的进气口与所述进气风机的出气口连通，由所述进气风机与所述进气压力调节阀配合将气体送入所述进气主管。
进一步地，所述排气装置包括与外部排气系统连通的排气主管，所述排气主管上设有排气稳压腔，所述排气管一端与所述发动机的出气端连通，另一端与所述排气稳压腔连通。
进一步地，所述排气主管上还设有排气压力调节阀，所述控制装置与所述排气压力调节阀电连接，所述排气压力调节阀的进气口与所述排气稳压腔的出气口连通，所述排气压力调节阀的出气口与所述外部排气系统连通。
进一步地，所述排气主管上还设有排气风机，所述控制装置与所述排气风机电连接，所述排气风机的进气口与所述排气压力调节阀的出气口连通，所述排气风机的出气口与外部排气系统连通。
进一步地，所述排气管上设有冷却器及与所述冷却器连通的冷却水管道，所述冷却水管道具有进水口和出水口。
进一步地，所述排气装置还包括排水管道，所述排水管道一端与所述排气稳压腔连通，另一端设有冷凝水排出设备，用于将所述排气稳压腔中的冷凝水排出。
本实用新型提供的模拟高原环境的发动机进排气系统，设置了进、排气装置、曲轴箱压力控制装置和控制装置，通过控制发动机进、排气及曲轴箱压力，实现在平原地区对高原环境运行的模拟，同时制造成本较低，使用简单，工作稳定可靠。
附图说明
图1为本实用新型的模拟高原环境的发动机进排气系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型实施例中提供的模拟高原环境的发动机7进排气系统，包括进气管1、排气管2、进气装置、排气装置、曲轴箱压力控制装置及控制装置6，进气管1连接在发动机7的进气端，排气管2连接在发动机7的出气端，发动机7的进气端通过进气管1连接进气装置，发动机7的出气端通过排气管2连接排气装置，控制装置6分别与进气装置、排气装置及曲轴箱压力控制装置电连接。
由于在发动机7工作时，会有部分混合气和废气通过活塞与气缸之间的间隙从燃烧室窜入曲轴箱51内，这部分气体称为漏气，使得曲轴箱51压力过大，如果新鲜空气通过曲轴箱51进到发动机7里，会增大漏气量，从而改变缸内燃烧情况，影响到发动机7的性能输出表现，导致对高原环境运行模拟的不精确。因此设置了曲轴箱压力控制装置，曲轴箱压力控制装置包括曲轴箱51、在曲轴箱51与进气装置之间依次连通的通风管52和第一通风支管53、及设置在第一通风支管53上的曲轴箱压力调节阀54，窜入曲轴箱51的漏气经通风管52和第一通风支管53进到进气装置，通过改变曲轴箱压力调节阀54的开度就可调节进气装置中的进气压力，漏气从曲轴箱51出去，降低了曲轴箱51内的压力。
进一步地，曲轴箱压力控制装置还包括第二通风支管55，第二通风支管55连通曲轴箱51和排气装置，部分窜入曲轴箱51的漏气也可以经通风管52和第二通风支管55进到排气装置，根据控制装置6检测到进气装置或排气装置中压力较低的一方，分配曲轴箱51内漏气的流通路径，从而平衡掉曲轴箱51内的压力。具体地，进入进气装置的漏气和进入排气装置的漏气的流通路径相反。第二通风支管55上设有压力平衡阀56，控制装置6与压力平衡阀56电连接，通过改变压力平衡阀56的开度就可调节由第二通风支管55进入排气装置中的进气压力，漏气从曲轴箱51出去进入排气装置也可以降低曲轴箱51内的压力。
其中，曲轴箱压力调节阀54和压力平衡阀56均为防止气体倒流的单向阀。通过控制曲轴箱51的压力，改善发动机7活塞漏气量带来的影响，从而提高对高原环境运行模拟的精确度。
进气装置包括与大气连通的进气主管31，进气主管31上设有进气稳压腔32，进气管1一端与发动机7的进气端连通，另一端与进气稳压腔32连通，即进气管1的出气口与发动机7的进气端连通，出气口与进气稳压腔32的进气口连通。通风管52和第一通风支管53实现了对曲轴箱51与进气稳压腔32的连通，且相对大气密封。
进一步地，进气主管31上还设有进气压力调节阀33，控制装置6与进气压力调节阀33电连接，通过控制进气压力调节阀33的开度对进气进行节流，进气压力调节阀33的进气口与大气连通，进气压力调节阀33的出气口与进气稳压腔32的进气口连通。
优选地，为了增加进气压力的调节速度，提高动态工况中进气压力的稳定性，提高模拟精度，在进气主管31上还设有进气风机34，进气压力调节阀33设置在进气风机34与进气稳压腔32之间的管路上，控制装置6与进气风机34电连接，进气压力调节阀33的进气口与进气风机34的出气口连通，由进气风机34与进气压力调节阀33配合将气体送入进气主管31，并控制总的进气量，从而满足在模拟高原环境下发动机7所需的总的进气量。
排气装置包括与外部排气系统连通的排气主管41，外部排气系统包括消音器等排气所需零部件，排气主管41上设有排气稳压腔42，排气管2一端与发动机7的出气端连通，另一端与排气稳压腔42连通。通风管52和第二通风支管55实现了对曲轴箱51与排气稳压腔42的连通，且相对大气密封。在本实施例中，设置进气稳压腔32和排气稳压腔42，对进、排气压力的控制精度较佳，减少了压力波动从而实现对高原环境动态工况的精确模拟。
进一步地，排气主管41上还设有排气压力调节阀43，控制装置6与排气压力调节阀43电连接，排气压力调节阀43的进气口与排气稳压腔42的出气口连通，排气压力调节阀43的出气口与外部排气系统连通。
排气主管41上还设有排气风机44，控制装置6与排气风机44电连接，排气风机44的进气口与排气压力调节阀43的出气口连通，排气风机44的出气口与外部排气系统连通，通过排气压力调节阀43和排气风机44的配合控制排气的压力。其中，进气风机34和排气风机44均采用变频风机。
优选地，由于发动机7排出的废气温度较高，排气风机44不能直接抽出，所以在排气管2上设有冷却器21及与冷却器21连通的冷却水管道211，冷却器21用于冷却进入排气风机44的气体的温度，冷却水管道211具有用于加入冷却水的进水口和排出冷却废气后的冷却水的出水口。通过排气风机44产生负压，设置排气冷却器21以降低排气温度，从而提高排气风机44的使用寿命。
进一步地，由于发动机7废气排出冷却后会有水汽，为了避免积水堵住排气稳压腔42的情形，所以排气装置还包括排水管道45，排水管道45一端与排气稳压腔42连通，另一端设有冷凝水排出设备46，用于将排气稳压腔42中的冷凝水排出，从而提高排气稳压腔42的使用寿命。
为了有效控制进、排气压力的精度，实现对高原环境运行情况更精确的模拟，上述各元件及连接管路相对大气密封。
其中，上述的各压力调节阀可采用电磁比例阀；冷却器21及冷凝水排出设备46可采用气液热交换器。
在其他实施方式中，设置在大气与进气风机34进气口之间的管路还连接有进气温度调节单元(图未示)，例如冷却器或加热器，控制进气装置中进气温度调节单元来改变进入到待测发动机7的气体温度，使进入到待测发动机7的气体温度满足试验要求。
本实用新型提供的模拟高原环境的发动机7进排气系统，设置了进、排气装置、曲轴箱压力控制装置和控制装置6，通过控制装置6设定需模拟的海拔高度，实现自动调整进、排气风机44及各压力调节阀，通过控制发动机7进、排气及曲轴箱51压力，可实现0～6000m海拔高度地区发动机7稳态及动态运行工况的精确模拟，即使发动机7运行在变工况条件下，自动程序也可实现对目标海拔高度的稳定控制，实现在平原地区上开展高原标定、高原性能检查等应用，同时制造成本较低，使用简单，工作稳定可靠。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
1.一种模拟高原环境的发动机进排气系统，其特征在于，包括进气管、排气管、进气装置、排气装置、曲轴箱压力控制装置及控制装置，所述进气管连接在发动机的进气端，所述排气管连接在所述发动机的出气端，所述发动机的进气端通过所述进气管连接所述进气装置，所述发动机的出气端通过所述排气管连接所述排气装置，所述曲轴箱压力控制装置包括曲轴箱、在所述曲轴箱与所述进气装置之间依次连通的通风管和第一通风支管、及设置在所述第一通风支管上的曲轴箱压力调节阀，所述控制装置分别与所述进气装置、所述排气装置及所述曲轴箱压力控制装置电连接。
2.如权利要求1所述的模拟高原环境的发动机进排气系统，其特征在于，所述曲轴箱压力控制装置还包括第二通风支管，所述第二通风支管连通所述曲轴箱和所述排气装置，所述第二通风支管上设有压力平衡阀，所述控制装置与所述压力平衡阀电连接。
3.如权利要求2所述的模拟高原环境的发动机进排气系统，其特征在于，所述进气装置包括与大气连通的进气主管，所述进气主管上设有进气稳压腔，所述进气管一端与所述发动机的进气端连通，另一端与所述进气稳压腔连通。
4.如权利要求3所述的模拟高原环境的发动机进排气系统，其特征在于，所述进气主管上还设有进气压力调节阀，所述控制装置与所述进气压力调节阀电连接，所述进气压力调节阀的进气口与所述大气连通，所述进气压力调节阀的出气口与所述进气稳压腔的进气口连通。
5.如权利要求4所述的模拟高原环境的发动机进排气系统，其特征在于，所述进气主管上还设有进气风机，所述控制装置与所述进气风机电连接，所述进气压力调节阀的进气口与所述进气风机的出气口连通，由所述进气风机与所述进气压力调节阀配合将气体送入所述进气主管。
6.如权利要求5所述的模拟高原环境的发动机进排气系统，其特征在于，所述排气装置包括与外部排气系统连通的排气主管，所述排气主管上设有排气稳压腔，所述排气管一端与所述发动机的出气端连通，另一端与所述排气稳压腔连通。
7.如权利要求6所述的模拟高原环境的发动机进排气系统，其特征在于，所述排气主管上还设有排气压力调节阀，所述控制装置与所述排气压力调节阀电连接，所述排气压力调节阀的进气口与所述排气稳压腔的出气口连通，所述排气压力调节阀的出气口与所述外部排气系统连通。
8.如权利要求7所述的模拟高原环境的发动机进排气系统，其特征在于，所述排气主管上还设有排气风机，所述控制装置与所述排气风机电连接，所述排气风机的进气口与所述排气压力调节阀的出气口连通，所述排气风机的出气口与外部排气系统连通。
9.如权利要求8所述的模拟高原环境的发动机进排气系统，其特征在于，所述排气管上设有冷却器及与所述冷却器连通的冷却水管道，所述冷却水管道具有进水口和出水口。
10.如权利要求9所述的模拟高原环境的发动机进排气系统，其特征在于，所述排气装置还包括排水管道，所述排水管道一端与所述排气稳压腔连通，另一端设有冷凝水排出设备，用于将所述排气稳压腔中的冷凝水排出。
技术总结