发动机试验用中冷器喷淋装置的制作方法

1.本技术涉及一种发动机试验用中冷器喷淋装置，用于在增压发动机台架试验中控制发动机增压进气温度。


背景技术：

2.对于增压发动机来说，需要在增压器与进气歧管之间安装中冷器，用于降低增压进气温度，以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率。
3.在增压发动机的开发试验过程中，为了控制进入发动机缸体的增压进气温度，需要利用中冷恒温系统对增压进气进行冷却降温。中冷恒温系统通常包括喷淋箱，整车中冷器被布置在喷淋箱中，利用一组喷头向中冷器喷射温控水。
4.现有技术中的中冷恒温系统中安装整车中冷器的喷淋箱的高度位置是固定的，但是，因不同型号的中冷器高度大小不一，导致中冷恒温系统不能根据不同型号进行快捷的安装调节。


技术实现要素：

5.本技术的一个目的是提供一种改进的发动机试验用中冷器喷淋装置，其喷淋箱的高度和水平位置是可调的，从而能够快捷地安装调节中冷器。
6.为此，本技术在其一个方面提供了一种发动机试验用中冷器喷淋装置，包括：
7.喷淋箱，其内适于安置增压发动机的中冷器；
8.布置在喷淋箱中的一个或多个喷头，其用于向安置在喷淋箱中的中冷器喷射温控水；
9.可水平移动的安装架；以及
10.连接在喷淋箱与安装架之间、用于相对于安装架升降喷淋箱的升降机构。
11.根据一种可行实施方式，所述升降机构包括：
12.电机；以及
13.由电机驱动而可旋转的丝杠，所述丝杠的旋转运动被转化为喷淋箱的竖直移动。
14.根据一种可行实施方式，所述升降机构包括：
15.液压缸，其驱动喷淋箱相对于安装架竖直移动。
16.根据一种可行实施方式，所述喷淋箱包括由侧壁和底壁形成的箱体和相对于箱体可枢转的盖板；
17.所述侧壁包括：两侧横壁，由所述两侧横壁的弯边和所述底壁的弯边组合形成的第一端壁，以及衔接于两侧横壁且与第一端壁相对的第二端壁；
18.所述中冷器靠近第一端壁安置，所述喷头由第二端壁支撑。
19.根据一种可行实施方式，所述底壁包括产生高度差的第一段和第二段，第一段连接于第一端壁，第二段连接于第二端壁，第一段沿着从第一端壁朝向第二端壁的方向向下倾斜地延伸。
20.根据一种可行实施方式，所述第二段限定出集水槽，所述发动机试验用中冷器喷淋装置还包括起始于所述集水槽、终止于所述喷头的温控水循环管路。
21.根据一种可行实施方式，所述发动机试验用中冷器喷淋装置还包括用于支撑中冷器的支撑板，所述箱体中形成有适于被支撑板的两个竖直侧边缘插入的一对彼此面对的卡槽，在所述支撑板插入卡槽的状态下，所述支撑板面对且贴合第一端壁。
22.根据一种可行实施方式，每个卡槽由固定在相应横壁上的竖直延伸的卡条与该横壁的所述弯边限定；或者
23.每个卡槽由固定在相应横壁上的槽形元件限定。
24.根据一种可行实施方式，所述支撑板包括：
25.板体，其内形成有适于被中冷器的增压气体引入和排出管线穿过的通孔；以及
26.连接于板体的用于支撑中冷器的支撑结构。
27.根据一种可行实施方式，所述发动机试验用中冷器喷淋装置还包括挡水板，其适于布置在喷淋箱中，并且具有防止温控水朝向盖板飞溅的顶板、防止温控水朝向两侧横壁飞溅的两个侧板以及防止温控水朝向第一端壁飞溅的端板。
28.根据一种可行实施方式，所述顶板和两个侧板是一体的；
29.所述端板具有与安置在喷淋箱中的中冷器适配的尺寸，并且可拆卸地衔接于所述顶板。
30.根据一种可行实施方式，所述发动机试验用中冷器喷淋装置还包括除蒸汽机构，所述除蒸汽机构配置成从喷淋箱抽取蒸汽，将蒸汽冷凝，然后将如此形成的冷凝水提供回喷淋箱，所述除蒸汽机构在喷淋箱中产生并维持负压。
31.根据一种可行实施方式，所述除蒸汽机构包括连接于喷淋箱的抽蒸汽管线和回流管线，抽蒸汽管线中布置着抽气装置，用于从喷淋箱抽取蒸汽，并且所述抽蒸汽管线和回流管线之间布置着蒸汽冷凝器，用于将蒸汽冷凝。
32.根据本技术，可以快速调节喷淋箱的高度和水平位置，因此能够快捷地安装调节不同型号的中冷器。
附图说明
33.本技术的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解，其中：
34.图1是根据本技术的一种实施方式的发动机试验用中冷恒温系统的示意图；
35.图2是图1中的中冷恒温系统中的喷淋装置的示意性俯视图；
36.图3是该喷淋装置的示意性正视图；
37.图4是该喷淋装置的喷淋箱从第一端壁一侧所作的示意性侧视图；
38.图5是喷淋装置的一种改型例的示意性正视图；
39.图6是本技术的喷淋装置中可以采用的中冷器安装板的示意性俯视图；
40.图7是本技术的喷淋装置的喷淋箱工作时的示意图；
41.图8是喷淋箱中添加了挡水板时的示意性正视图；
42.图9是该安装板的示意性正视图；
43.图10是该安装板的示意性俯视图；
44.图11是根据本技术的发动机试验用中冷恒温系统的一种进一步实施方式的示意图。
具体实施方式
45.本技术总体上涉及一种发动机试验用中冷恒温系统中的中冷器喷淋装置。下面结合附图描述该中冷器喷淋装置的一些可行实施方式。
46.需要指出，附图并非按比例绘制的。并且，为了更清晰地展示，有些结构细节(诸如零件之间的缝隙)被夸大。
47.如图1所示，根据本技术的一种可行实施方式，中冷器喷淋装置主要包括一个喷淋箱1，其由金属板件制成。在试验中，增压发动机的中冷器2借助支撑板3布置在喷淋箱1中。中冷器2的增压气体引入管线4和增压气体排出管线5由喷淋箱1引出。
48.喷淋箱1中布置着一各或多个喷头6，所述喷头6指向布置在喷淋箱1中的中冷器2，用于向中冷器喷射温控水。在喷射到中冷器2上后，温控水被收集到喷淋箱1底部，被从喷淋箱1抽出、并且经历温度调节，然后又被供应给喷头6，从而又被喷淋到中冷器2上，由此实现温控水的循环使用。温控水的循环通过温控水循环管路7实现。温控水循环管路7中布置着温控水温度调节装置8，用于对温控水进行温度调节，通常是降温。温控水温度调节装置8中可以包括各种温度调节元件，例如换热器、加热器、冷却器等等，这里不再详细描述。
49.中冷器喷淋装置还包括设置在地面或试验台面上的安装架9，以及将喷淋箱1相对于安装架9可升降地安装的升降机构20。
50.该升降机构可以通过任何适宜的结构实现。例如，在图1所示的例子中，升降机构20为电机加丝杠的形式。
51.下面结合图2、3描述图1中的中冷器喷淋装置的喷淋箱1和升降机构20的示例性构造。
52.该喷淋箱1包括由两侧横壁11、第一端壁12、第二端壁13和底壁14形成的箱体。第一端壁12连接于两侧横壁11的第一侧竖直边缘，第二端壁13连接于两侧横壁11的第二侧竖直边缘，底壁14连接于两侧横壁11、第一端壁12和第二端壁13的底缘。第二端壁13邻近于安装架9。喷头6在箱体中由第二端壁13支撑。箱体的上缘是大致齐平的。喷淋箱1还包括覆盖于该上缘的盖板15。盖板15通过铰链15a可枢转地连接于第二端壁13的顶部。盖板15上设有把手15b，操作人员可抓住把手15b将盖板15掀起，以便暴露出箱体内部。
53.底壁14包括具有高度差的两段，第一段14a连接于第一端壁12，第二段14b连接于第二端壁13。第一段14a从第一端壁12开始朝向第二端壁13的方向向下倾斜地延伸。第二段14b的高度低于第一段14a，从而限定出集水槽14c。温控水循环管路7的入口连通于集水槽14c，优选连接于第二段14b。
54.在每个侧横壁11的靠近第一侧竖直边缘(即靠近第一端壁12)的部位，固定着竖直延伸的卡条16。两个卡条16大致平行于第一端壁12，并且大致共面，从而分别在每个卡条16与第一端壁12之间限定出竖直延伸的卡槽17。支撑板3(示于图1)的两侧边缘可插入这两个卡槽17中，从而将支撑板3装在箱体中。
55.如图4所示，第一端壁12并非完整的一块板件，而是由两个侧横壁11的向内弯边11a和底壁14的向上弯边14d拼合而成，即第一端壁12存在中间空缺部分。具体而言，每个侧
横壁11的第一侧竖直边缘被平行于相邻的卡条16向内弯曲而形成弯边11a，此外，在与弯边11a对应的位置，底壁14的边缘向上弯曲而形成弯边14d，弯边14d与两个弯边11a拼接在一起，例如通过焊接，形成了第一端壁12。每个卡槽17被限定在卡条16与相应的弯边11a之间。
56.可以理解，也可以采用其它结构来形成卡槽17。例如，利用固定在两侧横壁11上的开口彼此对置的两段槽形元件(如槽钢)形成卡槽17。
57.在带有中冷器2的支撑板3插入两侧卡槽17中后，中冷器2的增压气体引入管线4和增压气体排出管线5穿过第一端壁12的空缺部分而引出到喷淋箱1之外。支撑板3大体上贴合第一端壁12，第一端壁12的空缺部分被支撑板3大致封堵上(可能存在很小的缝隙)。
58.关于升降机构20，如前所述，升降机构20用于基于中冷器2的适宜位置来调节喷淋箱1相对于安装架9的高度。图2、3中所示的升降机构20包括设置在第二端壁13与安装架9之间的两个竖直丝杠21，每个丝杠21由固定在安装架9上的固定板22可旋转地支撑，使得每个丝杠21可以旋转、但不能竖直移动。与丝杠21的螺纹啮合的相应安装板23固定于喷淋箱1的第二端壁13。在两个丝杠21旋转时，各安装板23在丝杠21上竖直移动，由此带着喷淋箱1竖直移动，以调节喷淋箱1相对于安装架9的高度。
59.两个丝杠21由一个公共的电机24驱动旋转。该电机24安装在安装架9上，电机轴通过锥齿轮组25驱动一对大致水平的转轴26，而这一对转轴26又通过相应的锥齿轮组27驱动相应的丝杠21，使得在电机24旋转时，两个丝杠21同步旋转。通过设置锥齿轮组25和锥齿轮组27的传动比以及丝杠21的螺距，可以确定电机24的转速与喷淋箱1的竖直移动速度之间的关系，使得喷淋箱1能够以理想的速度升降。
60.可以理解，升降机构20的结构并不局限于图示的形式，而是可以根据喷淋箱1与安装架9的具体结构来设计。
61.例如，丝杠21的数量不限于两个，而是可以采用更多个。
62.又如，作为改型，电机可以设置成直接驱动一个丝杠21，并且这个丝杠21通过齿轮组和转轴驱动另一丝杠21同步旋转。
63.又如，可以采用圆柱齿轮组替代图示的锥齿轮组。
64.此外，升降机构20可以采用其它驱动方式。例如，在图5所示的例子中，竖直导轨28固定在上方固定板22与下方固定板22之间，这两个固定板22固定在安装架9上。一对安装板23固定在固定于喷淋箱1的第二端壁13，并且套装在导轨28上，从而可沿导轨28竖直滑动。竖直延伸的液压缸29的缸体固定于下方固定板22，活塞杆支撑着一个安装板23。通过液压缸29的作动，其活塞杆通过该安装板23带动第二端壁13竖直移动，以调节喷淋箱1相对于安装架9的高度。升降机构20中可以包括两个或更多个竖直导轨28以及两个或更多个相应的液压缸29。
65.其它形式的升降机构20也可以构想出来。
66.此外，安装架9带有可转向的轮子30，使得安装架9能够在水平面内移动。这样，结合升降机构20，喷淋箱1就能在空间三个方向上移动。对于不同型号的中冷器2来说，其与经受试验的发动机之间的接口(尤其是增压气体引入管线4和增压气体排出管线5)形状和位置不同。通过如前所述赋予喷淋箱1在空间三维的移动能力，不同型号的中冷器2都能被快速定位在适宜的位置，由此可实现不同中冷器27在安装中的快速安装和调节。
67.转到图6，支撑板3包括大致平坦的板体31，以及由板体31横向伸出的两个或更多
个托板32。托板32用于支撑中冷器2。此外，板体31中形成有适于被中冷器2的增压气体引入管线4和增压气体排出管线5穿过的通孔33。板体31的两侧竖直边缘适于分别插入喷淋箱1的一对卡槽17中。
68.可以理解，支撑板3可以采用其它形式的支撑结构来支撑中冷器2，例如挂钩。此外，可以根据不同型号的中冷器2的形状和尺寸定制设计支撑板3的具体架构，尤其是其用于支撑中冷器2的部位的结构、形状和位置，使得一个规格的支撑板3适用于一种(或特定的几种)中冷器2。
69.对于不同规格的支撑板3，它们的板体31的宽度和高度是恒定的。所述宽度取决于相对的两个卡槽17之间的距离，所述高度设计成使得在板体31插入两个卡槽17后，板梯31的上边缘与箱体的上边缘基本平齐。针对特定的中冷器2，相应的支撑板3被选用。
70.由于可以利用不同的支撑板3将不同类型的中冷器2支撑在喷淋箱1中。因此，仅仅通过更换支撑板3，同一个喷淋箱1可以适用于多种不同的中冷器2。
71.下面参照图7描述喷淋箱1中对中冷器2的喷淋操作。如图中所示，中冷器2由支撑板3支撑，支撑板3的两侧竖直边缘插入喷淋箱1的一对卡槽17中，由此将中冷器2安装在喷淋箱1的箱体中，喷头6面对着中冷器2。增压气体引入管线4和增压气体排出管线5由喷淋箱1引出。盖板15将箱体大致密封住。
72.中冷器2在喷淋箱1中的定位使得有足够的喷淋水流量被喷射到中冷器2上。喷淋水流量主要取决于中冷器2暴露于喷头6的喷射面积、被喷射部位与喷头6之间的距离、喷头6的流量等。在设计喷淋箱1的箱体以及支撑板3时，需确保中冷器2被喷射足够的喷淋水流量。
73.喷头6向中冷器2喷射温控水。喷淋在中冷器2上的温控水如果落在第一段14a上的话，将沿着倾斜的第一段14a流入集水槽14c中，温控水循环管路7(示于图1)将温控水从集水槽14c抽出，经温度调节后供应到喷头6，再次向中冷器2喷射。
74.根据本技术的进一步改型，如图8所示，在喷淋箱1中添加挡水板40。该挡水板40搭在第二端壁13上的支撑部13a与中冷器2上，主要用于防止喷头6喷出的温控水在喷射到中冷器2后朝向两侧横壁11、第一端壁12和盖板15飞溅。为此，如图9、10所示，挡水板40包括顶板41，从顶板41的横向两侧向下延伸的两个侧板42，以及衔接于顶板41的第一纵向端并且向下延伸的端板43。顶板41的尺寸和位置配置成适于阻止温控水朝向盖板15飞溅，两个侧板42的尺寸和位置配置成适于阻止温控水朝向两侧横壁11飞溅，端板43的尺寸和位置配置成适于阻止温控水朝向第一端壁12飞溅。
75.端板43以可拆装的方式衔接于顶板41。例如，端板43的上缘构成翻边44的形式，翻边44通过锁扣45与顶板41的第一纵向端可拆装地衔接。锁扣45可以具有各种形式，例如搭扣，形状配合结构，等等。
76.端板43可以针对不同型号的中冷器2定制，以便适合于不同形状和尺寸的中冷器。针对特定的中冷器2，相应的端板43被选用并衔接到顶板41上。
77.利用挡水板40，可以在试验中防止温控水在喷射到中冷器2后飞溅。通过挡水板40的防飞溅性能，再结合前面描述的具有倾斜段的底壁14的快速排水特性，可以防止温控水通过喷淋箱1的缝隙和孔洞溢出喷淋箱1，因此也避免了封堵喷淋箱1的缝隙和孔洞的麻烦。
78.可以理解，挡水板40并不局限于图示的结构，而是可以根据需要而具体设计。
79.根据图11所示的本技术进一步的实施方式，中冷器喷淋装置的温控水温度调节装置8包括布置在温控水循环管路7中的泵50和换热器51，温控水循环管路7连接到换热器51的高温侧，换热器51的低温侧连接着外围冷冻水管线52。泵50用于从喷淋箱1抽取温控水，使得温控水流经温控水循环管路7。温控水在换热器51中与外围冷冻水热交换而被降温，然后被供应到喷头6。
80.此外，为喷淋箱1配备了除蒸汽机构，如图11中所示。该除蒸汽机构包括抽蒸汽管线60和回流管线61。抽蒸汽管线60连接到喷淋箱1的箱体上部，并且抽蒸汽管线60中布置着抽气装置62，诸如离心风机、空气放大器等等，用于从喷淋箱1抽取蒸汽。抽蒸汽管线60和回流管线61之间布置着换热器63，其中抽蒸汽管线60和回流管线61连接着换热器63的高温侧，外围冷冻水管线64连接着换热器63的低温侧。经抽蒸汽管线60从喷淋箱1中抽取蒸汽进入换热器63中，与外围冷冻水热交换而被冷凝，然后冷凝水经回流管线61返回喷淋箱1中。回流管线61中可以布置气水分离器(未示出)，用于使回流管线61中存在的任何气体从回流管线61排出，以防止任何气体进入喷淋箱1。
81.温控水温度调节装置8中的换热器51所用的外围冷冻水和除蒸汽机构中的换热器63所用的外围冷冻水可以采用来自同一外围冷冻水源的低温水，例如7℃左右的低温水。
82.在中冷器喷淋装置工作时，该除蒸汽机构可以在喷淋箱1中维持一定的负压，避免蒸汽从喷淋箱1泄漏而污染试验室环境。
83.图11所示实施方式的其它方面与前面参照图1-10描述的相同或相似，不再重复描述。通过组合采用前面描述的挡水板以及除蒸汽机构，可以防止温控水和蒸汽通过喷淋箱的缝隙和孔洞溢出喷淋箱，因此进一步避免了封堵喷淋箱的缝隙和孔洞的麻烦。
84.如前面所描述，本技术提供了一种发动机试验用中冷器喷淋装置。根据本技术，可以利用升降机构快速调节喷淋箱的高度，并且安装架能够带着喷淋箱水平移动，因而能够实现不同型号整车中冷器的快速更换，并且保持试验室中整车中冷管路布置与整车上中冷器布置一致性。因此，本技术的中冷器喷淋装置能够方便快捷地匹配各种类型的整车中冷器，保障测试和标定数据的可信度。
85.虽然这里参考具体的示例性实施方式描述了本技术，但是本技术的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本技术的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。