本发明属于车辆工程，具体涉及一种耐高温的装甲车辆排气背压调节装置。该装置可以调节装甲车辆在台架试验过程中排气管道中的压力，使得排气管中的压力满足试验需求，进而减小排气背压造成的试验误差。同时，通过引用外部冷却水对排烟风机进行冷却，防止排烟温度过高对风机造成损坏。该发明在提升试验准确性的同时减低了试验成本，具有良好的工程应用价值。
背景技术：
1、在装甲车辆动力总成台架试验过程中，由于排烟温度较高且烟气污染较为严重，需要对其进行处理之后才能排放到大气中。为了使装甲车辆台架试验状态与实际运行过程中的状态保持一致，需要对排气管道内的压力进行调节。因此，如何实现装甲车辆台架试验过程中排气背压的精准调控，对于装甲车辆台架试验具有重要意义。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本发明要解决的技术问题是：如何提供一种耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，实现对装甲车辆台架试验过程中尾气的无害化处理，同时，通过风机与排气背压阀的配合，对排烟管内部的压力进行调节。
3、(二)技术方案
4、为解决上述技术问题，本发明提供一种耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，所述装甲车辆排气背压调节装置包括：排气背压调节组件；
5、所述排气背压调节组件包括：动力装置(1)、排烟管(2)、渐扩管(3)、耐高温阀门(5)、压力传感器(4)、中央控制器(15)、排烟风机(12)；
6、所述动力装置(1)工作后产生的尾气通过排烟管(2)排出，为了减小排气管道对排烟阻力的影响，利用渐扩管(3)连接排烟管(2)，以增加排烟管道的直径，进而克服一部分的排烟阻力；同时，在排气管道上设置耐高温阀门(5)，通过调节耐高温阀门(5)的开度实现对排气背压的调节；
7、在渐扩管(3)上开口设置有压力传感器(4)，压力传感器(4)对排烟管道内部的压力进行实时监测，并将监测结果上传至中央控制器(15)，中央控制器(15)根据试验要求及压力传感器(4)的实时数据对耐高温阀门(5)的开度进行调节；当压力传感器(4)的数据大于目标值时，中央控制器(15)控制耐高温阀门(5)将阀门开度调大，反之，则控制耐高温阀门(5)的开度调小；
8、由于排烟管道较长且安装有其他部件，仅靠耐高温阀门(5)的调节及气体自身的惯性无法充分克服管道阻力，因此，在排烟管道出口处安装有排烟风机(12)，利用排烟风机(12)实现排烟管内部阻力的快速调控，根据动力装置(1)的工作状态及压力传感器(4)的信号，调节排烟风机(12)的工作转速。
9、其中，所述排烟风机(12)设有三个转速，2000rpm、3500rpm及5000rpm，当动力装置(1)处于怠速状态，即排烟量较小时，排烟风机(12)工作在转速为2000rpm，当动力装置(1)的负荷增加，耐高温阀门(5)全开状态下也不能使得排烟管道内部的压力达到目标之后，此时提升排烟风机(12)的转速，增大排烟风机(12)对管道内部烟气的吸力，进而克服排烟管道带来的阻力，实现管道阻力的精准、快速调控。
10、其中，由于装甲车辆排量较大，且排气管中气体流速快，为了使排气管出口处的压力与大气保持一致，采用一段渐扩管(3)扩大排烟管的直径，进而减小一部分排气阻力；另外，在排烟管上安装耐高温阀门(5)，该阀门具有良好的线性度且具有耐高温的特性，能够在高温环境下精确调节；同时，在排烟管的尾部安装具有高压头、大流量的排烟风机(12)，该排烟风机(12)与压力传感器(4)、阀门(5)相互配合，实现排烟管道内部压力的精确调节。
11、其中，所述装甲车辆排气背压调节装置还包括：烟气污染物处理组件；所述烟气污染物处理组件包括：耐高温滤材(8)、第一温度传感器(7)、加热装置(6)；
12、为了对装甲车辆的尾气进行净化，在排烟管上安装有耐高温滤材(8)，对尾气中的氮氧化物等进行净化处理；当尾气通过耐高温阀门(5)后进入耐高温滤材(8)；第一温度传感器(7)对排烟管中尾气的温度进行监测并将数据实时传递至中央控制器(15)，当温度传感器(7)监测到排烟管中尾气温度小于200℃时，加热装置(6)开始工作对排烟管中的尾气进行加热，进而使得尾气温度满足耐高温滤材(8)的工作要求，提升过滤效率。
13、其中，为了对装甲车量尾气中的污染物进行净化，进而达到排放标准，在排烟管中安装了大面积的耐高温滤材(8)对尾气中的污染物进行净化；该滤材在温度高于200℃以上时净化效果更好；因此，在滤材(8)前方安装电加热装置(6)，当排烟管道内部的烟气温度低于200℃时，加热装置(6)对管道内的烟气进行加热，使滤材(8)能够高效对尾气中的有害物质进行过滤转化。
14、其中，所述装甲车辆排气背压调节装置还包括：排烟风机冷却系统；
15、所述排烟风机冷却系统包括：水泵(13)、散热器(11)、第二温度传感器(14)、第三温度传感器(10)、流量传感器(9)；
16、由于排烟温度较高，长时间工作会对排烟风机(12)造成损坏，因此，引入外部冷却水循环管路作为排烟风机冷却系统，实现对排烟风机(12)的冷却；当排烟风机内部绕组温度高于50℃时，水泵(13)开始工作，外部循环水在水泵(13)的带动下对排烟风机(12)进行冷却；冷却水将排烟风机(12)内部的热量带出来后，通过安装在外部冷却水循环管路上的散热器(11)与大气进行热交换，通过第二温度传感器(14)、第三温度传感器(10)测量流过散热器(11)冷却水的进出口温度，通过流量传感器(9)测量外部冷却循环水的流量，进而计算外部循环水与大气之间的换热量。
17、其中，装甲车辆的排量大且排烟温度高，因此需要对排烟风机(12)进行冷却，防止由于温度过高造成排烟风机(12)损坏；所述装置引入一路外部冷却循环水对排烟风机(12)进行冷却降温；当排烟风机的绕组温度高于50℃时，中央控制器(15)给外部冷却循环水路中的水泵(13)发送信号，水泵开始工作，利用散热器(11)与大气进行热交换，进而起到对排烟风机(12)的冷却散热作用；
18、其中，在快速响应方面，在排烟管路及冷却管路上安装有温度传感器、压力传感器及流量传感器，利用各传感器传递的信号实现对耐高温阀门(5)开度、排烟风机(12)转速、水泵转速(13)及加热装置(6)功率的精准调控；中央控制器(15)通过pid调控可以快速、精确的对各部件进行调控。
19、(三)有益效果
20、与现有技术相比较，本发明装置使用耐高温阀门及排烟风机对动力装置排烟管内的管道阻力进行调节，满足动力装置台架试验过程中对排烟管道阻力的要求。同时，通过引用外部冷却水对排烟风机进行冷却，防止温度过高对排烟风机造成损坏。
21、1、该实验装置具有耐高温系性，通过引用外部冷却水及采用耐高温的阀门，使得该设备可以耐800℃高温。
22、2、采用高压头、大流量排烟风机，能够满足大功率发动机尾气的流量要求，同时，采用线性度较高的耐高温阀门，对管道内部阻力进行精确调控。
23、3、采用渐扩管，通过扩大管道直径的方式大幅度降低管道阻力。
24、4、采用大面积耐高温滤材对装甲车辆动力装置的尾气进行净化处理，该材料具有阻力低且耐高温的特性。
25、5、采用外部冷却循环装置对排烟风机进行冷却，防止高温对排烟风机造成损坏。
26、预期经济和社会效益
27、本发明提供的耐高温装甲车辆排气背压调节装置，能够对装甲车辆的威力进行良好的进化作用，同时能够精准快速的实现对排气背压的调节，有效降低了试验成本。
1.一种耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，其特征在于，所述装甲车辆排气背压调节装置包括：排气背压调节组件；
2.如权利要求1所述的耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，其特征在于，所述排烟风机(12)设有三个转速，2000rpm、3500rpm及5000rpm，当动力装置(1)处于怠速状态，即排烟量较小时，排烟风机(12)工作在转速为2000rpm，当动力装置(1)的负荷增加，耐高温阀门(5)全开状态下也不能使得排烟管道内部的压力达到目标之后，此时提升排烟风机(12)的转速，增大排烟风机(12)对管道内部烟气的吸力，进而克服排烟管道带来的阻力，实现管道阻力的精准、快速调控。
3.如权利要求1所述的耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，其特征在于，由于装甲车辆排量较大，且排气管中气体流速快，为了使排气管出口处的压力与大气保持一致，采用一段渐扩管(3)扩大排烟管的直径，进而减小一部分排气阻力；另外，在排烟管上安装耐高温阀门(5)，该阀门具有良好的线性度且具有耐高温的特性，能够在高温环境下精确调节；同时，在排烟管的尾部安装具有高压头、大流量的排烟风机(12)，该排烟风机(12)与压力传感器(4)、阀门(5)相互配合，实现排烟管道内部压力的精确调节。
4.如权利要求1所述的耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，其特征在于，所述装甲车辆排气背压调节装置还包括：烟气污染物处理组件；所述烟气污染物处理组件包括：耐高温滤材(8)、第一温度传感器(7)、加热装置(6)；
5.如权利要求4所述的耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，其特征在于，为了对装甲车量尾气中的污染物进行净化，进而达到排放标准，在排烟管中安装了大面积的耐高温滤材(8)对尾气中的污染物进行净化；该滤材在温度高于200℃以上时净化效果更好；因此，在滤材(8)前方安装电加热装置(6)，当排烟管道内部的烟气温度低于200℃时，加热装置(6)对管道内的烟气进行加热，使滤材(8)能够高效对尾气中的有害物质进行过滤转化。
6.如权利要求1所述的耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，其特征在于，所述装甲车辆排气背压调节装置还包括：排烟风机冷却系统；
7.如权利要求6所述的耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，其特征在于，装甲车辆的排量大且排烟温度高，因此需要对排烟风机(12)进行冷却，防止由于温度过高造成排烟风机(12)损坏；所述装置引入一路外部冷却循环水对排烟风机(12)进行冷却降温；当排烟风机的绕组温度高于50℃时，中央控制器(15)给外部冷却循环水路中的水泵(13)发送信号，水泵开始工作，利用散热器(11)与大气进行热交换，进而起到对排烟风机(12)的冷却散热作用。
8.如权利要求6所述的耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，其特征在于，在快速响应方面，在排烟管路及冷却管路上安装有温度传感器、压力传感器及流量传感器，利用各传感器传递的信号实现对耐高温阀门(5)开度、排烟风机(12)转速、水泵转速(13)及加热装置(6)功率的精准调控；中央控制器(15)通过pid调控可以快速、精确的对各部件进行调控。
9.如权利要求6所述的耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，其特征在于，所述装置可以调节装甲车辆在台架试验过程中排气管道中的压力，使得排气管中的压力满足试验需求，进而减小排气背压造成的试验误差。同时，通过引用外部冷却水对排烟风机进行冷却，防止排烟温度过高对风机造成损坏。
10.如权利要求6所述的耐高温的装甲车辆排气背压调节装置，其特征在于，所述装置在提升试验准确性的同时减低了试验成本，具有良好的工程应用价值。
