排气背压调节装置的制作方法

1.本实用新型涉及发动机测试领域，具体地，涉及一种排气背压调节装置。


背景技术：

2.发动机试验是指利用专门的试验和测试设备检验发动机的性能、可靠性和耐久性的实验。在发动机测试时，需要检测发动机的进排气压力。
3.发动机测试装置测试台排气部件由于其特定的工况，运转时各部件处于较高的温度下工作，所以要求排气背压调节装置具有一定的耐热性；同时，为了模拟最接近真实运转情况下的发动机工作状态，需要排气背压调节装置能够根据发动机内的各项参数灵活选择排气通道的开度，但现有技术中大多排气背压调节装置不能够耐受较高温度的运行环境，且不能够实现排气通道大小高动态切换的目的，结构设计不合理。
4.专利文献cn109406151a公开了一种发动机台架试验用排气背压自动调节方法及其调节系统。现有调节发动机台架排气背压传统的方法精度低。本发明中排气压力传感器反馈发动机的排气背压给模糊自适应pid控制器；测功机反馈发动机转速和负荷给模糊自适应pid控制器；电动节流阀固定在排气管靠近输出端位置，涡流风机的进风口连接排气管的输出口，模糊自适应pid控制器控制电动节流阀的开度大小以及涡流风机的启停与转速大小，但该设计不适用于高温排气的情况。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种排气背压调节装置。
6.根据本实用新型提供的一种排气背压调节装置，包括控制装置、蝶阀机构、支架、第一连接件、第二连接件、西门子风阀执行器以及转盘关节球；
7.所述蝶阀机构的一端与发动机的排气管路连接，所述蝶阀机构的另一端连接出气管路；
8.所述转盘关节球安装在蝶阀机构上，所述蝶阀机构的内部设置有蝶阀杆以及蝶阀片，所述蝶阀片安装在蝶阀杆上；
9.所述西门子风阀执行器的一端通过第一连接件与支架连接，所述西门子风阀执行器的另一端通过第二连接件连接转盘关节球；
10.当西门子风阀执行器工作时能够通过第二连接件驱使蝶阀杆转动进而带动蝶阀片绕蝶阀杆的轴向转动；
11.所述控制装置与西门子风阀执行器电连接。
12.优选地，所述第一连接件包括铰链支座、固定端连接棒以及关节轴承；
13.所述铰链支座的一端安装在支架上，所述铰链支座的另一端与关节轴承的一端活动配合；
14.所述固定端连接棒的一端与西门子风阀执行器连接，所述固定端连接棒的另一端与关节轴承的另一端连接。
15.优选地，所述第二连接件包括移动端连接棒以及球面轴承；
16.所述移动端连接棒的一端与西门子风阀执行器连接，所述移动端连接棒的另一端通过球面轴承与转盘关节球活动配合。
17.优选地，所述蝶阀机构包括蝶阀壳体以及蝶阀转盘；
18.所述蝶阀壳体的内部设置有第一阀杆安装孔以及第二阀杆安装孔；
19.所述蝶阀杆安装在蝶阀壳体的内部且所述蝶阀杆的一端安装在第一阀杆安装孔内，所述蝶阀杆的另一端穿过第二阀杆安装孔与蝶阀转盘连接；
20.当所述蝶阀转盘相对于蝶阀壳体转动时，所述蝶阀转盘能够带动蝶阀杆绕轴向转动。
21.优选地，所述蝶阀机构还包括圆柱销；
22.所述圆柱销安装在第一阀杆安装孔与外部空间相连接的一端。
23.优选地，所述蝶阀机构还包括隔圈、弹簧套、固定圈以及定位销；
24.所述蝶阀壳体和蝶阀转盘之间沿靠近蝶阀转盘的方向依次设置有隔圈、弹簧套、固定圈；
25.所述隔圈、弹簧套都套装在蝶阀杆上；
26.所述固定圈的一端套装在蝶阀杆上，所述固定圈的另一端通过定位销安装在蝶阀转盘上。
27.优选地，所述蝶阀机构1的两端分别通过连接法兰与排气管路、出气管路连接；
28.所述连接法兰采用不锈钢法兰；
29.所述连接法兰的数量为两个；
30.两个所述连接法兰通过多个不锈钢螺栓的配合紧固连接。
31.优选地，所述蝶阀壳体与连接法兰之间设置有垫片；所述垫片采用石墨垫片。
32.优选地，所述排气管路上设置有温度传感器、压力传感器以及流量计，所述温度传感器、压力传感器、流量计分别与控制装置电连接。
33.根据本实用新型提供的一种排气背压调节装置，包括控制装置、蝶阀机构、支架、第一连接件、第二连接件、西门子风阀执行器以及转盘关节球；
34.所述蝶阀机构的一端与发动机的排气管路连接，所述蝶阀机构的另一端连接出气管路；
35.所述转盘关节球安装在蝶阀机构上，所述蝶阀机构的内部设置有蝶阀杆以及蝶阀片，所述蝶阀片安装在蝶阀杆上；
36.所述西门子风阀执行器的一端通过第一连接件与支架连接，所述西门子风阀执行器的另一端通过第二连接件连接转盘关节球；
37.当西门子风阀执行器工作时能够通过第二连接件驱使蝶阀杆转动进而带动蝶阀片绕蝶阀杆的轴向转动；
38.所述控制装置与西门子风阀执行器电连接；
39.所述第一连接件包括铰链支座、固定端连接棒以及关节轴承；
40.所述铰链支座的一端安装在支架上，所述铰链支座的另一端与关节轴承的一端活动配合；
41.所述固定端连接棒的一端与西门子风阀执行器连接，所述固定端连接棒的另一端
与关节轴承的另一端连接；
42.所述第二连接件包括移动端连接棒以及球面轴承；
43.所述移动端连接棒的一端与西门子风阀执行器连接，所述移动端连接棒的另一端通过球面轴承与转盘关节球活动配合；
44.所述蝶阀机构包括蝶阀壳体以及蝶阀转盘；
45.所述蝶阀壳体的内部设置有第一阀杆安装孔以及第二阀杆安装孔；
46.所述蝶阀杆安装在蝶阀壳体的内部且所述蝶阀杆的一端安装在第一阀杆安装孔内，所述蝶阀杆的另一端穿过第二阀杆安装孔与蝶阀转盘连接；
47.当所述蝶阀转盘相对于蝶阀壳体转动时，所述蝶阀转盘能够带动蝶阀杆绕轴向转动；
48.所述蝶阀机构还包括圆柱销；
49.所述圆柱销安装在第一阀杆安装孔与外部空间相连接的一端；
50.所述蝶阀机构还包括隔圈、弹簧套、固定圈以及定位销；
51.所述蝶阀壳体和蝶阀转盘之间沿靠近蝶阀转盘的方向依次设置有隔圈、弹簧套、固定圈；
52.所述隔圈、弹簧套都套装在蝶阀杆上；
53.所述固定圈的一端套装在蝶阀杆上，所述固定圈的另一端通过定位销安装在蝶阀转盘上；
54.所述蝶阀机构的两端分别通过连接法兰与排气管路、出气管路连接；
55.所述连接法兰采用不锈钢法兰并配合不锈钢螺栓将两片法兰紧固连接；
56.所述排气管路上设置有温度传感器、压力传感器以及流量计，所述温度传感器、压力传感器、流量计分别与控制装置电连接。
57.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
58.1、本实用新型通过西门子风阀执行器与蝶阀机构联动的结构，并且通过控制装置分别连接温度传感器、压力传感器、流量计，实现蝶阀机构中气体通道开度的调节，解决了排气背压调节精度不高的问题。
59.2、本实用新型通过自制非标的蝶阀机构的结构，蝶阀机构上设置隔圈、弹簧套、固定圈以及定位销，所述蝶阀机构的两端分别通过连接法兰与排气管路、出气管路连接，所述连接法兰采用不锈钢法兰并配合不锈钢螺栓将两片不锈钢法兰紧固连接，其中，连接法兰与蝶阀壳体的连接面之间设置有石墨垫片制作的密封垫，在保证密封的前提下解决了调节阀在高温环境下不能正常工作的问题。
60.3、本实用新型通过西门子风阀执行器的两端分别设置第一连接件、第二连接件实现蝶阀机构开关动作的调节，使西门子风阀执行器与高温的蝶阀机构产生一定的距离，通过简单的结构连接关系解决了高温调节的问题，结构简单，安装和维护方便，实用性强。
附图说明
61.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
62.图1为本实用新型的结构示意图；
63.图2为蝶阀杆和蝶阀片的结构示意图；
64.图3为弹簧套和固定圈的结构示意图；
65.图4为蝶阀机构的侧视示意图；
66.图5为蝶阀机构的结构俯视示意图；
67.图6为本实用新型的工作原理示意图。
68.图中示出：
69.蝶阀机构1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
转盘关节球9
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定位销17
70.支架2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
蝶阀杆10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接法兰18
71.铰链支座3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
蝶阀片11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
不锈钢螺栓19
72.固定端连接棒4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
蝶阀壳体12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
圆柱销20
73.关节轴承5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
蝶阀转盘13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
垫片21
74.移动端连接棒6
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
隔圈14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
排气管路001
75.球面轴承7
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
弹簧套15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
出气管路002
76.西门子风阀执行器8
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固定圈16
具体实施方式
77.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
78.本实用新型提供了一种排气背压调节装置，如图1所示，包括控制装置、蝶阀机构1、支架2、第一连接件、第二连接件、西门子风阀执行器8以及转盘关节球9，所述蝶阀机构1的一端与发动机的排气管路001连接，所述蝶阀机构1的另一端连接出气管路002；所述转盘关节球9安装在蝶阀机构1上，如图2所示，所述蝶阀机构1的内部设置有蝶阀杆10以及蝶阀片11，所述蝶阀片11安装在蝶阀杆10上；所述西门子风阀执行器8的一端通过第一连接件与支架2连接，所述西门子风阀执行器8的另一端通过第二连接件连接转盘关节球9；当西门子风阀执行器8工作时能够通过第二连接件驱使蝶阀杆10转动进而带动蝶阀片11绕蝶阀杆10的轴向转动。
79.进一步地，所述控制装置与西门子风阀执行器8电连接，控制装置能够控制西门子风阀执行器8动作，其中西门子风阀执行器8是自动化技术工具中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置，由执行机构和调节机构组成，采用定风量或变风量的风阀控制。西门子电动执行器工作电压ac24v，标称扭矩16nm，带故障安全位置复位弹簧，调节控制信号dc0-10v，位置反馈指示信号dc0-10v，机械调节范围0-90度，预留0.9米长连接电缆。
80.具体地，如图1所示，在一个优选例中，所述第一连接件包括铰链支座3、固定端连接棒4以及关节轴承5；所述铰链支座3的一端安装在支架2上，所述铰链支座3的另一端与关节轴承5的一端活动配合；所述固定端连接棒4的一端与西门子风阀执行器8连接，所述固定端连接棒4的另一端与关节轴承5的另一端连接；所述第二连接件包括移动端连接棒6以及球面轴承7；所述移动端连接棒6的一端与西门子风阀执行器8连接，所述移动端连接棒6的另一端通过球面轴承7与转盘关节球9活动配合。
81.具体地，如图1-4所示，所述蝶阀机构1包括蝶阀壳体12、圆柱销20以及蝶阀转盘13；所述蝶阀壳体12的内部设置有第一阀杆安装孔以及第二阀杆安装孔；所述蝶阀杆10安装在蝶阀壳体12的内部且所述蝶阀杆10的一端安装在第一阀杆安装孔内，所述蝶阀杆10的另一端穿过第二阀杆安装孔与蝶阀转盘13连接；当所述蝶阀转盘13相对于蝶阀壳体12转动时，所述蝶阀转盘13能够带动蝶阀杆10绕轴向转动，所述圆柱销20安装在第一阀杆安装孔与外部空间相连接的一端，连接处为密封连接，在一个优选例中，圆柱销20安装时套装有o型圈，通过o型圈实现密封，在一个变化例中，采用橡胶垫密封。
82.具体地，如图1、图4、图5所示，所述蝶阀机构1还包括隔圈14、弹簧套15、固定圈16以及定位销17，所述蝶阀壳体12和蝶阀转盘13之间沿靠近蝶阀转盘13的方向依次设置有隔圈14、弹簧套15、固定圈16，所述隔圈14、弹簧套15都套装在蝶阀杆10上；所述固定圈16的一端套装在蝶阀杆10上，所述固定圈16的另一端通过定位销17安装在蝶阀转盘13上，在一个优选例中，所述弹簧套15的尺寸为：弹簧套内径为18
㎜
，弹簧丝直径为2
㎜
，弹簧套长度15
㎜
；其中弹簧套15起到支撑固定圈16的作用，使固定圈16始终靠近蝶阀转盘13的底部，隔圈14用于隔开弹簧套15和蝶阀壳体12，起到对蝶阀壳体12保护的作用，且具有一定的隔绝高温的效果。
83.具体地，如图1所示，所述蝶阀机构1的两端分别通过连接法兰18与排气管路001、出气管路002连接，所述连接法兰18采用不锈钢法兰并配合不锈钢螺栓19将两片法兰紧固连接，其中，连接法兰18与蝶阀壳体12的连接面之间设置有密封垫21，在一个优选例中，所述连接法兰18采用dn80的不锈钢法兰，密封垫21采用石墨垫片。通过以上设置蝶阀机构1能够实现压力控制在≤200kpa，调节阀最高温度600℃，
84.具体地，如图1所示，所述排气管路001上设置有温度传感器、压力传感器以及流量计，所述温度传感器、压力传感器、流量计分别与控制装置电连接。
85.本实用新型的工作原理如下：
86.如图6所示，根据所测发动机的理论参数和标定方案，控制装置结合接收到的排气管路001上的压力传感器的压力信息、温度传感器的温度信息控制西门子风阀执行器8动作进而控制蝶阀转盘13转动，蝶阀转盘13转动同时带动蝶阀片11转动，进而实现发动机燃烧产生的气体通过蝶阀机构1内部的气体通道，同时控制装置通过流量计发送的流量信息合理调节蝶阀片11转动角度实现蝶阀机构1合理的开度来模拟汽车发动机排气环境。再通过控制控制装置收集到的发动机的排气温度t、流量m以及压力p数据返回到控制装置形成闭环调节，使得该排气装置能够动态模拟发动机排气环境。
87.在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
88.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。