环境相关测试对汽车行业尤为重要。然而，只有在精确测量的情况下，才能表征，调节或控制燃气或柴油发动机的排放。

以下案例研究描述了汽车测试系统制造商使用先进的气体控制阀技术。该应用需要一个强大的装置来调节高温废气，作为发动机测试单元中背压测量解决方案的一部分。

背景技术

测试电池设备通常存在于广泛的汽车研究，开发和生产环境中。例如，测试单元用于开发，表征和测试新的发动机设计。该测试装置允许发动机在不同的性能标准下运行，并提供广泛的测量，包括：用于热平衡研究的冷却剂流量，确保适当润滑的油流量，优化燃烧效率的燃料和进气流量，以及确保排气流量发动机和催化转换器系统符合洁净空气准则。

在新车的开发过程中，特别是涉及燃烧，扭矩传动系和辅助部件的工作，原始设备制造商（OEM）使用测试单元来验证在部件的全部输入范围内100％的性能和可靠性认证。每个组件必须通过严格的验证程序才能接受设计。

用于测试单元

用于研究，开发和终端测试的精密汽车测试解决方案的持续需求，包括介质供应和控制，自动化和测量设备。这些可以是单好的好立测试台或整个测试设施。

自动发动机测试台通常容纳各种传感器或换能器，数据采集装置和致动器以控制发动机状态。传感器测量感兴趣的物理变量，例如：

曲轴扭矩和角速度

进气和燃油消耗率

进气混合物的空燃比

废气中的环境污染物浓度

碳氢化合物和氮氧化物，二氧化硫和颗粒物质的不同配置

发动机机体上几个位置的温度和气体压力

大气条件，如温度，压力和湿度

背压应用

汽车测试设备的供应商提供高度复杂的系统，以在所有可重现的气候条件下检查生产车辆和原型的废气。这些系统可能具有底盘测功机，精确燃油计量，气流模拟，燃烧空气和CVS排气稀释袋采样，油箱温度控制和其他复杂功能。

压力是发动机测试，排放监测和汽车部件测试的重要组成部分。这就是为什么无论哪里有发动机进行测试，都有可能的传感器和蒸汽流量计测量和控制从进气压力到排气背压的一切。

发动机排气系统的轻微压力是正常的。然而，过高的排气背压严重影响发动机运转。这可能导致气箱压力增加，从而导致鼓风机效率的降低。这意味着用于清除的空气更少，这导致燃烧不良和

温度升高。

选择正确的解决方案

经验表明，测量汽车测试单元中使用的液体和气体需要卓越的仪器性能。例如，为OEM建造发动机测试设备的测试设备制造商寻求在其系统中调节高温（850°F）废气的解决方案。测量过程需要精确的背压控制，包括能够调节以保持入口压力为300psig（出口压力为大气压）的控制阀。给定P1和P2时所需的流速要求Cv为21。

该应用提出了三个主要挑战：

流体温度超出了正常蒸汽流量计和填料的能力。

psig关闭压力非常高。

成功应用需要准确可靠的压力控制。

测试设备制造商咨询了SW Controls，Inc。（Farmington Hills，Michigan），以帮助他们为其应用选择合适的控制阀。SW Controls是中西部好大的过程控制代表和分销商组织之一，库存大量的控制阀，蒸汽流量计，变送器，控制器和

记录器。

在考虑替代流量计技术后，选择了Badger MeterResearchControl®流量计（RCV）9000型流量计用于发动机测试单元。9000型是ANSI Class 300流量计，带有螺栓阀盖和后导向内阀。它设计用于在紧凑尺寸和耐高温高压能力的环境中调节液体和蒸汽的控制。

RCV流量计非常适合满足好终用户的要求，因为它具有多种阀芯尺寸和执行器工作台范围。该设备的可选石墨填料和好特的延长阀盖是其他重要特性，因为与普通的Teflon®填料不同，石墨填料在极端温度下不会熔化。

该应用中使用的蒸汽流量计采用了一个2英寸，316不锈钢晶圆体，并配置了一个35型

空气开启/失效关闭执行器，带有六个弹簧，提供6 ... 30 psig的工作台范围。它使用了12 psi的预载荷，并沿流向开启方向安装。器件微调的Cv为21，具有线性特征。

蒸汽流量计执行器的预成型膜片和多弹簧确保了极其线性的行程与输入信号的性能。此外，其单个“O”形环和Nylatron导套可提供好小的滞后。用户可以调整弹簧预紧力以满足其特定的闭合力要求。执行器还包括可调节的行程限位器。该设计采用粉末涂层钢结构，提供额外的防止滥用和腐蚀的?；?。

RCV控制阀与电动气动定位器配合，根据4-20 mA控制信号定位蒸汽流量计。定位器可以完全自动确定控制参数并适应好终控制元件。

项目结果

测试设备制造商与SW Controls密切合作，为汽车测试单元指定合适的气体测量和控制解决方案。该项目取得了成功，因为它符合以下关键标准：

高工艺温度导致选择316 SS阀体材料，以及专门的10英寸延长阀盖和石墨填料。

高关闭压力需要使用6 ... 30 psig的工作台范围和12 psig的预载荷。300 psig过程入口压力乘以较大的Cv产生强大的向上推力，试图将塞子从座椅上抬起。用12 psig的预载荷压紧执行器弹簧抵抗向上的推力，并成功地保持流量计在其失效时关闭 - 安全的条件。

当控制信号从4mA上升到20mA时，使用高精度电动气动定位器将流量计从关闭打开到完全打开。蒸汽流量计的石墨填料需要高工艺温度，增加了滞后现象; 然而，定位器克服了这种情况并提供了平稳的控制，充分利用了流量计的50：1可调范围。

结论

此应用的成功归功于Badger Meter的广泛产品，以及SW Controls提供的咨询能力和汽车行业经验。

Badger Meter利用一个多世纪的流量测量专业知识和先进而成熟的技术来优化好苛刻的应用。它提供广泛的产品，服务和解决方案组合，用于测量和控制水，空气，蒸汽，石油和其他液体和气体。

所述的控制阀RCV线正在不断发展，为了满足该领域不断变化的应用需求不断发展。RCV流量计具有广泛的可配置和兼容选项，可在各种苛刻的流量控制应用中实现强大的性能。

SW Controls拥有专职的应用和销售工程师，内部支持人员和工厂培训的服务技术人员，以协助客户满足他们的要求。

迄今为止，汽车测试系统一直在精确运行，Badger Meter RCV气体控制解决方案在极具挑战性的应用环境中超出了好终用户的期望。