燃料空气处理单元 (CAHU)
温度,压力和湿度
介绍
燃烧空气处理单元 (CAHU) 调节处理环境中的空气控制到指定要求的压力,温度,湿度(湿度控制选项)限值再输送给发动机。湿度的控制可以通过CAHU内部集成的蒸汽发生器加湿或通过用户提供的蒸汽对空气进行加湿。这样提供标准的工作条件空气到发动机及整车,获得标准化的排放测试工作条件,也优化发动机的工作曲线。
使用CAHU 也可以减少由于环境条件不符合而等待符合条件状态而损失的时。CAHU系统是由CADET 14 电脑系统单元服务软件进行控制。可以作为独立的配置操作通过手动输入设定或通过非SIERRA CP测试台架主控系统通过AK TCP/iP协议进行设定控制。
规格
下面为标准的CAHU单元规格参数。请注意定制的CAHU方案可以依据客户布局,精度要求或流量等特殊要求而变动定制。请联系斯亚乐仪器仪表(上海)有限公司提供您的需求。详细的SIERRA CP 高性能规格摩托车CAHU空气处理单元独立参数表可提供。
CAHU 输出条件 |
单位 |
数值 |
提供流量 |
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最大发动机流量 |
kg / hr |
1,000 1,500, 2,500 and 3,500 |
最小发动机流量 (确保管道内温度控制到± 1C) |
kg / hr |
250 |
输出温度 |
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输出温度范围* |
°C |
20 – 30 (标准) 15 – 40 (作为选项选择, 湿度控制在低于20°C 限值) |
稳态精度 |
°C |
± 1.0 |
输出湿度** |
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绝对湿度* |
g/kg |
6 – 12 (标准) 6 – 18 (可选,更高的湿度状态 可以注明要求) |
相对湿度* |
% RH |
30% - 60% (标准25°C状态下) |
稳态精度 |
% RH |
± 5% (3% 典型) |
Humidity Supply Duty |
|
100% with facility steam 95% with on-board steam |
输出压力 |
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最小压力 |
mBar |
960 (标准) |
最大压力 |
mBar |
1050 (标准) |
稳态精度 |
mBar |
± 1.0 设定点偏离 |
瞬态精度 |
mBar |
± 1.0 设定点 1秒步进变化 |
输送和排气管路出口位置 |
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顶部,前面或侧面均可, 依据客户要求设置 |
正常情况下输入空气的条件要求 |
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环境焓(恒压热) |
kJ/kg |
<90 |
最小温度 |
°C |
3 (在更低的环境温度下可以在管道中加装加热器进行加热) |
环境压力 |
mBar |
920 to 1050 设定点有可能无法达到 当在极端高压或低压操作状态下 |
物理尺寸 |
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长 x 宽x 高 |
M |
2.8 x 1.6 x 1.8 |
重量 – 估算, 依据型号不同有所变化 |
kg |
1,200 – 1,500 |
*参见标准工作状态操作区域输出范围图
**如果没有添加湿度控制选项。湿度将会在 6g/kg环境条件或更低的湿度。
优点与特性
· 压力,温度和湿度水平的控制
o 只对发动机的空气进行调节
· 模拟替代空气环境条件例如:
o 赛道环境
o 国外环境条件
· 瞬态测试中要求的快速调节响应
o 全部空气均调节以备使用
· 独立组成单元集成化箱体。
· 可通过现有测试控制器提供设定点
· 双开门式方便安装,操作及服务维修
· 四种标准规格提供 1000, 1500, 2500 和 3500 kg/hr,
o 客车,赛车和重型车辆 发动机
· 定制设计可以提供
o 扩展操作的范围
o 海拔模拟版本
o 定制箱体尺寸
o 涡轮模拟单元
· 故障情况下的发动机保护
· 独立控制或网络控制。
应用
· 标准化进气用于重复一致性的的实验
· 电源通断测试
· 排放认证测试
· 调节不利的环境因素影响控制各影响因素的范围
系统描述
最精确的空气调节方式就是将环境空气通过控制加热器或加湿器对其进行控制调节,输出需求范围条件的空气。为了达到此目的首先是将空气通过初级管线冷却到基础温度和湿度水平。初级空气的冷却将空气中的水分大量凝结排出。这样就便于将该冷却相对干燥的空气通过CAHU的后续处理调整到需求的温度,湿度标准。
重新加湿(如果需要) 是通过使用外部用户的高温度蒸汽精确注入或使用CAHU内部蒸汽发生器产生要求量的蒸汽进行湿度的准确调节。一个双控阀通过三阶段的蒸汽流量控制然后再注入到第一风机前的管道内通过风机后得与燃烧空气混合。该设计使得蒸汽与燃烧空气得到最充分的混合。将湿度升高到要求的限制满足犯规测试的要求标准。如果湿度控制选项没有选择,那么燃烧空气将会依据基础湿度直接供给给发动机燃烧。(或环境湿度。如果本省气体湿度很低的情况下)
空气流量和压力的升高是由一个高速离心风机进行推动产生。该风机可以将燃烧空气在环境压力的基础上再提高120mBar (12kPa)压力,也就是表压12Kpa。
当风机转动压力升高的同时空气也被压缩内能增加,气体升温几摄氏度的温度, 这就是对气体做绝热功。该自然的空气加热过程温度被监控并配合后端的加热器将该升温的气体再加热到需要的温度。这样也可以减少加热器的输出功率。加热过程是通过安装在CAHU管道内的电热丝 进行电加热的。这都是依据需求由控制器对加热时进行开启实现加热过程。
加湿,加压,加热后的气流通过最后的输送舱。两个蝶形阀门控制气流的压力,一个控制进气和另一个控制排出到环境的排气,由此完成依据设定点要求的压力及温湿度进气气流供给. 然后通过输送端口直接链接到发动机供气燃烧。
在故障状态增压的压力气流会由一个泄压系统进行保护,伴随的进程就是,发动机会从环境中吸取进气,或许该气体状态条件还没有满足规范要求,但它会排除对发动机及CAHU造成可能的潜在伤害。减少故障产生的损失。在压力环境高于规范要求限值的情况下将会采用CAHU中的二次负压离心风机对舱室内的高压气体进行减压处理。产生适合压力的空气,可见CAHU排气口的二次风机就是起到降压作用。
CAHU的控制是由 Sierra CP CADET V14 台架服务控制栏完成。可通过(以太网连接)独立运行在远离CAHU的系统控制电脑中。输入输出电路均安装到CAHU的电气箱内并连接需要使用的排气背压阀提供稳定的排气背压条件。由于稀释系统的负压能力限制所以只能控制排气压力高于环境压力。
选项
Sierra CP 可以依据客户需求提供定制CAHU设计方案如:
· 扩展温度及湿度的供给范围量程
· 高原模低压情况
· 用于室外安装的防风雨设计外箱。
· 扩展瞬态能力用于赛车稳定性的应用
· 定制进气/排气口位置
Sierra CP可以提供多种燃烧空气处理单元的配置,例如温度控制或温湿度控制版本。 Sierra CP 也提供升压台用于模拟高压的涡轮增压器。详细的数据资料请参考相关型号的数据表 。
除CAHU外,Sierra CP 可以提供多种相关产品及服务:
· 进气流量计系统 (详见AirTrak 参数表获得详细信息)
· 排气背压模拟 (see EBPV参数表获得详细信息)
· 相关的冷却单元
· CAHU 和管路铺设安装
客户职责
客户需要准备以下条件或供给服务:
· 1°C 冷却水回路(如果需要Sierra CP 可以提供合适的冷却装置报价)
· 电气供电380-415V (三相四线含中性线) 50Hz 到CAHU电气箱
· 水源供给到加湿器(饮用水或去离子水) 或直接提供蒸汽
· 凝结水排水槽
· 链接到发动机的管路(内部光滑,导热差,保温好材料)
· CAHU排气管路排出安装
CAHU 流量 |
kg/hr |
1,000 |
1,500 |
2,500 |
3,500 |
冷却水(1°C Supply) |
|
|
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|
最小冷却水的流量(>3 Bar) |
Litres/s |
2.0 |
3.0 |
5.2 |
7.8 |
最大热损耗Maximum Heat Rejection |
kW |
24 |
35 |
60 |
89 |
|
|
|
|
|
|
水或蒸汽供给量 |
Litres/hr |
17 |
25 |
42 |
58 |
|
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|
电流大小 (380-415V, 50Hz 三相五线) |
Amps |
100 |
120 |
170 |
230 |
|
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管路直径 |
mm |
150 |
150 |
150 |
200 |
图形仅供参考,依照是环境空气焓最大为90kJ/kg海平面情况。采用380V供电模式. 客户特殊的要求会依据项目进度情况确认最终的设计方案。