一种模块化结构的柴油机试验台的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种模块化结构的柴油机试验台，包括集装箱平台和柴油机试验台架，所述柴油机试验台架固定安装在集装箱平台内部。本发明的模块化结构的柴油机试验台的基础建设和现场调试周期短，拓展应用范围宽，可以同时实现发动机台架试验和整车转毂试验的集成，以及通过方便的运输和连接，可以实现在高低温、不同海拔、倾斜等特殊环境下的工况试验，而无需在特种环境试验室进行试验，可以广泛应用于学校、厂矿、企业以及发动机和整车研发、试验、认证等领域。
【专利说明】一种模块化结构的柴油机试验台
【技术领域】
[0001]本发明属于柴油机试验【技术领域】，具体涉及一种模块化结构的柴油机试验台。
【背景技术】
[0002]现有的发动机试验平台一般在固定地点构建，包括必要的地基、减震器等基础建设，通过测功装置和数据采集装置，进行发动机调试和试验。此外通过加装传动系统、后处理系统以及电动机等，可以进行动力特性、经济性及排放特性、发电特性等试验。如涉及到高低温、倾斜、高原等特种试验，通常需要构建相应的特种试验室以满足要求，或进行模拟试验。
[0003]现有的整车试验，需要将发动机、变速箱及辅助系统(或电动机)集成组装在整车或底盘上，在转毂试验台进行整车动力特性、经济性及排放特性等试验。如果涉及到高低温、倾斜、高原等特种试验，通常将整车放置在相应的环境中完成，或者需要构建相应的特种试验室以满足要求，或进行模拟试验。
[0004]目前基于整车应用的发动机开发试验需要进行大量试验，对试验室建设要求较高，存在多次转场情况，试验过程时间长，消耗较大等技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的是整车试验对试验室建设要求高，存在多次转场情况，试验过程时间长，消耗较大的技术问题。
[0006]本发明的技术方案是:
[0007]一种模块化结构的柴油机试验台，包括集装箱平台和柴油机试验台架，其特征在于:所述柴油机试验台架固定安装在集装箱平台内部。
[0008]进一步地，所述集装箱平台包括外罩1、进水口 11、排水口 12、柴油进油口 7、柴油回油口 8、机油进油口 9、机油回油口 10、数据总线接口 13、通风口 2、排气孔3、吊耳4、地脚紧固突台15、可视化窗口 5、空调6、电源线接口 14。
[0009]进一步地，所述柴油机试验台架包括发动机，功率输出系统，排气处理系统，控制系统。
[0010]进一步地，所述发动机包括可变进气道47、气门室罩48、进气凸轮轴49、排气凸轮轴50、气缸盖51、可变气缸套52、气缸体53、调整垫片54、一级平衡轴55、二级平衡轴56、机座57。
[0011]进一步地，所述功率输出系统，包括电涡流测功机18、轮毂16、离合器21、差速器17、变速器20、联轴器19。
[0012]进一步地，所述控制系统，包括CAN转RS232卡32、测功机控制器33、E⑶34、综合控制用笔记本电脑35、IPU36、BCM37、RS232/USB转换卡38、实验条件控制器39、进气参数控制系统40、CAN总线41、A⑶42、冷却液温度控制系统44、燃油温度控制系统45。
[0013]进一步地，所述排气处理系统，包括SCR催化器23、尿素箱24。[0014]本发明的有益效果在于:本发明的模块化结构的柴油机试验台的基础建设和现场调试周期短，拓展应用范围宽，可以同时实现发动机台架试验和整车转毂试验的集成，以及通过方便的运输和连接，可以实现在高低温、不同海拔、倾斜等特殊环境下的工况试验，而无需在特种环境试验室进行试验，可以广泛应用于学校、厂矿、企业以及发动机和整车研发、试验、认证等领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1集装箱结构示意图
[0016]图2试验台结构功能示意图
[0017]图3控制系统
[0018]图4含后处理的发动机台架测试试验平台
[0019]图5电动机台架测试试验台
[0020]图6含后处理的发动机转毂试验台
[0021]图7电驱动整车转毂试验台
[0022]图8发动机
[0023]1、外罩；2、通风口 ；3、排气孔；4、吊耳；5、可视化窗口 ；6、空调；7、柴油进油口 ；8、柴油回油口 ；9、机油回油口 ；10、机油进油口 ；11、进水口 ；12、排水口 ；13、数据总线接口 ；
14、电源线接口 ；15、地脚紧固突台16、轮毂；17、差速器；18、电涡流测功机；19、联轴器；20、变速器；21、离合器；22、发动机；23、SCR催化器；24、尿素箱；25、柴油箱；26、水箱；27、机油箱；28、滑轨；29、电池管理系统；30、电池组；31、电动机；32、CAN转RS232卡；33、测功机控制器；34、ECU ;35、综合控制用笔记本电脑；36、IPU ;37、BCM ;38、RS232/USB转换卡；39、实验条件控制器；40、进气参数控制系统；41、CAN总线；42、A⑶；43、后处理系统；44、冷却液温度控制系统；45、燃油温度控制系统；46、数据采集箱；47、可变进气道；48、气门室罩；49、进气凸轮轴；50、排气凸轮轴；51、气缸盖；52、可变气缸套；53、气缸体；54、调整垫片；55、一级平衡轴；56、二级平衡轴；57、机座。
【具体实施方式】
[0024]如图2所示，本发明为一种模块化结构的柴油机试验台，包括集装箱平台和柴油机试验台架，所述柴油机试验台架固定安装在集装箱平台内部。柴油机试验台架设有动力系统，功率输出系统，排气处理系统和控制系统。试验台系统动力由发动机22或电动机31提供，发动机22或电动机32的输出端通过功率输出系统的离合器21、变速器20、差速器17等连接到模拟负载电涡流测功机18或轮毂16，通过不同的动力和负载组合形式，从而实现含后处理的发动机台架测试试验、电动机台架测试试验、含后处理的发动机转毂试验、电驱动整车转毂试验，结构示意图如图3?7所示。
[0025]发动机排气管与排气处理系统的选择性催化还原(SCR)催化器23连接，尿素计量泵通过尿素喷射电子控制单元，实现尿素的高精度喷射，以便进行排放试验。试验台架的控制系统通过串行数据传输(CAN)总线41实现控制信息的交互，综合控制用笔记本电脑35通过通用串行总线(USB)接口与RS232/USB转换卡38的一端连接。
[0026]图1为集装箱结构示意图，集装箱平台顶部设有吊耳4，底部设有地脚紧固突台15，用于集装箱的搬运与固定。在集装箱左上侧设有通风口 2，右上方设有排气孔3，集装箱下方依次设有柴油进油口 7、柴油回油口 8、机油进油口 10、机油回油口 9、进水口 11、排水口
12、数据总线接口 13、及电源线接口 14。可视化窗口 5均布在集装箱的四个侧平面。集装箱内部结构如图2所示，底平面上设有滑轨28，发动机22或电动机31通过地脚螺栓固定在滑轨28上，发动机22或电动机31的输出端通过联轴器19与离合器21及变速器20连接，电涡流测功机18固定在变速器20左侧滑轨28上。若为转毂试验台，则差速器17与变速器20连接，轮毂16位于集装箱两侧通过联轴器19与差速器17相连；若为电动机试验台，集装箱内右侧为电池管理系统29，集装箱外侧的电池组30为电动机31供电。
[0027]发动机包括气缸盖51，气缸盖51上设有可变进气道47，由螺栓固定与气缸盖51上，气缸盖51顶部设有进气凸轮轴49和排气凸轮轴50，气门室罩48位于气缸盖51上，气缸盖51下方设有气缸体53，气缸体53内部设有可变气缸套52，在气缸盖51和气缸体53之间设有调整垫片54，由八个螺栓固定，以便调整缸径和行程，气缸体53下方设有机座57，机座内部设有一级平衡轴55、二级平衡轴56，以抵消各种往复惯性力，确保单缸机平稳运行。
[0028]发动机的各种参数通过传感器传送给电子控制单元(ECU) 34, ISG(IntegratedStarter/Generator)电动机的转速、转矩、电压和电流等信号通过传感器传送给ISG电动机控制器(ITO) 36，电池组30的各种信号，如电压、电流、温度等通过传感器传送给电池能量管理系统(BCM) 37，后处理系统的各种参数通过传感器传送给后处理控制单元(A⑶)42，CAN总线41通过接受E⑶34、IPU36、BCM37和A⑶42的信号，并将控制命令发送给E⑶34、IPU36、BCM37和A⑶42。电涡流测功机18的转速和转矩信号由传感器发送给控制器33，控制器33再将信号传输给CAN转RS232卡32，同时控制器33接受CAN总线41发送来的信号，实现对电涡流测功机18的控制。进气参数控制系统40、冷却液温度控制系统44、燃油温度控制系统45的信号通过实验条件控制系统39实现与CAN总线41之间信号的采集和传输。CAN总线41通过RS232/USB转换卡38与综合用笔记本电脑35连接，从而实现对实验数据的监控，如图3所示。
[0029]发动机排气管与SCR催化器23连接，尿素由尿素箱24通过尿素喷射电子控制单元，实现尿素的高精度喷射。
【权利要求】
1.一种模块化结构的柴油机试验台，包括集装箱平台和柴油机试验台架，其特征在于:所述柴油机试验台架固定安装在集装箱平台内部。
2.根据权利要求1所述的模块化结构的柴油机试验台，其特征在于:所述集装箱平台包括外罩(I)、进水口(11)、排水口(12)、柴油进油口(7)、柴油回油口(8)、机油进油口(9)、机油回油口(10)、数据总线接口(13)、通风口(2)、排气孔(3)、吊耳(4)、地脚紧固突台(15)、可视化窗口(5)、空调(6)、电源线接口(14)。
3.根据权利要求1所述的模块化结构的柴油机试验台，其特征在于:所述柴油机试验台架包括发动机，功率输出系统，排气处理系统，控制系统。
4.根据权利要求3所述的模块化结构的柴油机试验台，其特征在于:所述发动机包括可变进气道(47)、气门室罩(48)、进气凸轮轴(49)、排气凸轮轴(50)、气缸盖(51)、可变气缸套(52)、气缸体(53)、调整垫片(54)、一级平衡轴(55)、二级平衡轴(56)、机座(57)。
5.根据权利要求3所述的模块化结构的柴油机试验台，其特征在于:所述功率输出系统包括电涡流测功机(18)、轮毂(16)、离合器(21)、差速器(17)、变速器(20)、联轴器(19)。
6.根据权利要求3所述的模块化结构的柴油机试验台，其特征在于:所述控制系统包括CAN转RS232卡(32)、测功机控制器(33)、E⑶(34)、综合控制用笔记本电脑(35)、IPU(36)、BCM(37)、RS232/USB转换卡(38)、实验条件控制器(39)、进气参数控制系统(40)、CAN总线(41)、ACU (42)、冷却液温度控制系统(44)、燃油温度控制系统(45)。
7.根据权利要求3所述的模块化结构的柴油机试验台，其特征在于:所述排气处理系统包括SCR催化器(23)、尿素箱(24)。
【文档编号】G01M15/02GK103969051SQ201410221886
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】任贵峰, 程秀围 申请人:中国北方发动机研究所(天津)