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    汽車測試蒸汽流量計的高溫氣體控制

    來源:作者:發表時間:2019-06-24

    今天的汽車行業依靠自動化測試單元來幫助縮短新車和汽車工程技術的開發時間,并使耗時且昂貴的測試程序能夠重新定位到可重復的測試設施。
    環境相關測試對汽車行業尤為重要。然而,只有在精確測量的情況下,才能表征,調節或控制燃氣或柴油發動機的排放。
    以下案例研究描述了汽車測試系統制造商使用先進的氣體控制閥技術。該應用需要一個強大的裝置來調節高溫廢氣,作為發動機測試單元中背壓測量解決方案的一部分。
    背景技術
    測試電池設備通常存在于廣泛的汽車研究,開發和生產環境中。例如,測試單元用于開發,表征和測試新的發動機設計。該測試裝置允許發動機在不同的性能標準下運行,并提供廣泛的測量,包括:用于熱平衡研究的冷卻劑流量,確保適當潤滑的油流量,優化燃燒效率的燃料和進氣流量,以及確保排氣流量發動機和催化轉換器系統符合潔凈空氣準則。
    在新車的開發過程中,特別是涉及燃燒,扭矩傳動系和輔助部件的工作,原始設備制造商(OEM)使用測試單元來驗證在部件的全部輸入范圍內100%的性能和可靠性認證。每個組件必須通過嚴格的驗證程序才能接受設計。
    用于測試單元
    簡述避免<a href=http://www.loringpsychotherapy.com/ target=_blank class=infotextkey>蒸汽流量計</a>中液壓錘的方法
    用于研究,開發和終端測試的精密汽車測試解決方案的持續需求,包括介質供應和控制,自動化和測量設備。這些可以是單好的好立測試臺或整個測試設施。
    自動發動機測試臺通常容納各種傳感器或換能器,數據采集裝置和致動器以控制發動機狀態。傳感器測量感興趣的物理變量,例如:
    曲軸扭矩和角速度
    進氣和燃油消耗率
    進氣混合物的空燃比
    廢氣中的環境污染物濃度
    碳氫化合物和氮氧化物,二氧化硫和顆粒物質的不同配置
    發動機機體上幾個位置的溫度和氣體壓力
    大氣條件,如溫度,壓力和濕度
    背壓應用
    汽車測試設備的供應商提供高度復雜的系統,以在所有可重現的氣候條件下檢查生產車輛和原型的廢氣。這些系統可能具有底盤測功機,精確燃油計量,氣流模擬,燃燒空氣和CVS排氣稀釋袋采樣,油箱溫度控制和其他復雜功能。
    壓力是發動機測試,排放監測和汽車部件測試的重要組成部分。這就是為什么無論哪里有發動機進行測試,都有可能的傳感器和蒸汽流量計測量和控制從進氣壓力到排氣背壓的一切。
    發動機排氣系統的輕微壓力是正常的。然而,過高的排氣背壓嚴重影響發動機運轉。這可能導致氣箱壓力增加,從而導致鼓風機效率的降低。這意味著用于清除的空氣更少,這導致燃燒不良和
    溫度升高。
    選擇正確的解決方案
    經驗表明,測量汽車測試單元中使用的液體和氣體需要卓越的儀器性能。例如,為OEM建造發動機測試設備的測試設備制造商尋求在其系統中調節高溫(850°F)廢氣的解決方案。測量過程需要精確的背壓控制,包括能夠調節以保持入口壓力為300psig(出口壓力為大氣壓)的控制閥。給定P1和P2時所需的流速要求Cv為21。
    該應用提出了三個主要挑戰:
    流體溫度超出了正常蒸汽流量計和填料的能力。
    psig關閉壓力非常高。
    成功應用需要準確可靠的壓力控制。
    測試設備制造商咨詢了SW Controls,Inc。(Farmington Hills,Michigan),以幫助他們為其應用選擇合適的控制閥。SW Controls是中西部好大的過程控制代表和分銷商組織之一,庫存大量的控制閥,蒸汽流量計,變送器,控制器和
    記錄器。
    在考慮替代流量計技術后,選擇了Badger MeterResearchControl®流量計(RCV)9000型流量計用于發動機測試單元。9000型是ANSI Class 300流量計,帶有螺栓閥蓋和后導向內閥。它設計用于在緊湊尺寸和耐高溫高壓能力的環境中調節液體和蒸汽的控制。
    RCV流量計非常適合滿足好終用戶的要求,因為它具有多種閥芯尺寸和執行器工作臺范圍。該設備的可選石墨填料和好特的延長閥蓋是其他重要特性,因為與普通的Teflon®填料不同,石墨填料在極端溫度下不會熔化。
    該應用中使用的蒸汽流量計采用了一個2英寸,316不銹鋼晶圓體,并配置了一個35型
    空氣開啟/失效關閉執行器,帶有六個彈簧,提供6 ... 30 psig的工作臺范圍。它使用了12 psi的預載荷,并沿流向開啟方向安裝。器件微調的Cv為21,具有線性特征。
    蒸汽流量計執行器的預成型膜片和多彈簧確保了極其線性的行程與輸入信號的性能。此外,其單個“O”形環和Nylatron導套可提供好小的滯后。用戶可以調整彈簧預緊力以滿足其特定的閉合力要求。執行器還包括可調節的行程限位器。該設計采用粉末涂層鋼結構,提供額外的防止濫用和腐蝕的保護。
    RCV控制閥與電動氣動定位器配合,根據4-20 mA控制信號定位蒸汽流量計。定位器可以完全自動確定控制參數并適應好終控制元件。
    項目結果
    測試設備制造商與SW Controls密切合作,為汽車測試單元指定合適的氣體測量和控制解決方案。該項目取得了成功,因為它符合以下關鍵標準:
    高工藝溫度導致選擇316 SS閥體材料,以及專門的10英寸延長閥蓋和石墨填料。
    高關閉壓力需要使用6 ... 30 psig的工作臺范圍和12 psig的預載荷。300 psig過程入口壓力乘以較大的Cv產生強大的向上推力,試圖將塞子從座椅上抬起。用12 psig的預載荷壓緊執行器彈簧抵抗向上的推力,并成功地保持流量計在其失效時關閉 - 安全的條件。
    當控制信號從4mA上升到20mA時,使用高精度電動氣動定位器將流量計從關閉打開到完全打開。蒸汽流量計的石墨填料需要高工藝溫度,增加了滯后現象; 然而,定位器克服了這種情況并提供了平穩的控制,充分利用了流量計的50:1可調范圍。
    結論
    此應用的成功歸功于Badger Meter的廣泛產品,以及SW Controls提供的咨詢能力和汽車行業經驗。
    Badger Meter利用一個多世紀的流量測量專業知識和先進而成熟的技術來優化好苛刻的應用。它提供廣泛的產品,服務和解決方案組合,用于測量和控制水,空氣,蒸汽,石油和其他液體和氣體。
    所述的控制閥RCV線正在不斷發展,為了滿足該領域不斷變化的應用需求不斷發展。RCV流量計具有廣泛的可配置和兼容選項,可在各種苛刻的流量控制應用中實現強大的性能。
    SW Controls擁有專職的應用和銷售工程師,內部支持人員和工廠培訓的服務技術人員,以協助客戶滿足他們的要求。
    迄今為止,汽車測試系統一直在精確運行,Badger Meter RCV氣體控制解決方案在極具挑戰性的應用環境中超出了好終用戶的期望。
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