(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レシプロ内燃機関のテストの際に環境空気を調整するための装置であって、当該装置は、
−第１端においてテストされる燃焼機関の吸気に接続され、第２端を通して外部の大気から空気を引き込むよう構成された吸気ダクトと、
−第１端において前記内燃機関の排気に接続され、第２端を通して排気ガスを大気に吐き出すよう構成された排気ダクトと、
−前記装置の吸気と前記装置の排気を連絡するよう、前記第１端のそれぞれの近傍において、前記排気ダクトを前記吸気ダクトに連絡する第１連絡ダクトと、
−吸気ダクト中に設けられたバイパス弁と、
−前記吸気ダクト内の前記バイパス弁に向かう空気流を分岐させるスーパーチャージング・ターボ組立体であって、膨張中に生じたエネルギーを消散させる消散システムに結合され、前記バイパス弁と前記タービンは、吸入ダクトにおける所望の圧力値と空気流の値を得るために制御可能であるスーパーチャージング・ターボ組立体と、
−排気ガスを安全な温度まで下げるための排気ダクト中の熱交換器と、
−ターボチャージャ充填手段によって充填され、
吸気および吸気流の圧力を、タービンおよびバイパス弁とともに制御するための、排気ダクト中の熱交換器の下流のターボチャージャ１７とを備え、
−第２連絡ダクトを通じて、前記バイパス弁の上流における前記吸気ダクトを、前記ターボチャージャの上流における前記排気ダクトに接続する第１三方弁と、
−前記熱交換器と、前記排気ダクトおよび第２連絡ダクトの接続点との間の前記排気ダクト中のオン／オフ弁と、
−前記ターボチャージャの下流における前記排気ダクトと、前記熱交換器と前記オン／オフ弁との間における前記排気ダクトとを接続する第２三方弁と、
−前記排気ダクトを大気に接続するダクトの制御弁と、
−前記第１連絡ダクトと前記吸気ダクトとの接続点と、前記第１連絡ダクトと前記大気に接続するダクトとの接続点との間において、前記熱交換器を前記第１連絡ダクトに接続する排気ダクトの区画とをさらに備え、
前記三方弁、バイパス弁、オン／オフ弁の組合せ構成により、大気に対して吸気圧を増加または減少させるために使用できる装置。
【請求項２】
請求項１の装置において、さらに、前記排気ダクトの前記第２端においてマフラーを備えることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１または２の装置において、さらに、前記大気に接続するダクトの排気端においてマフラーを備えることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの装置において、
膨張中に前記タービン内に生じたエネルギーを消散させる前記消散システムは、これを介して大気から空気を引き込むフィルタに接続され、これを介して放出された空気を大気に排出する背圧弁とマフラーに接続された半径流遠心コンプレッサー(radial-flow centrifugal compressor)を備えることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかの装置において、
膨張中に前記タービン内に生じたエネルギーを消散させる前記消散システムは、発電機を備えることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの装置において、
前記タービンは、可変ジオメトリタービン(variable geometry turbine)（ＶＧＴ）であることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６の装置において、
前記可変ジオメトリタービンは、放射遠心型タービン(radial centripetal-type turbine)であることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかの装置において、
前記ターボチャージャ充填手段は、電気エンジンおよびタービンから選択されたものであることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの装置において、
前記装置内に混入物が入るのを避けるために、これを介して外部の大気から空気を引き込むフィルタを、前記装置の端部に備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかの装置において、さらに、少なくとも一つの凝縮分離器(condensate separator)を備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかの環境空気を調整するための装置によって、燃焼機関のテストを行うために環境空気を調整する方法であって、前記方法は、
−大気からの吸気を圧力変化(variation)ステップに与え(subjecting)、
−排気ガスを吸気に直接接触させる(direct communication)ため、吸気を排気口に向け(diverting)、
−圧力変化された吸気をテストされるエンジンの吸気口に導き、
−排気ガスの温度を、ターボチャージャを通る通路にとって安全な温度に下げ、
−テストされるエンジンからの排気ガスを大気中に放出するステップを備え、
前記方法は、当該方法が実行される高さに対する小さな高低差をシミュレートする圧力差の実行を可能とし、
前記吸気圧力変化ステップは、吸気量を調整するバイパス弁、ターボチャージャ、タービンの動作の組み合わせ手段によって実行されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法において、
前記得られた圧力差は、前記方法が実行される高さに対して+/-200mの標高差をシミュレーションすることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２の方法において、
前記吸気圧力変化ステップは、吸気圧力を減少させることを含む方法。
【請求項１４】
請求項１１または１２の方法において、
前記吸気圧力変化ステップは、吸気圧力を増加させることを含む方法。
【請求項１５】
請求項１１または１２の方法において、
−吸気圧力増加モードと吸気圧力減少モードの切り換えを備え、
前記圧力変化モードの切り換えは、単に、２つの三方弁、２つの制御弁、オン／オフ弁を制御することで実行されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれかの方法において、さらに、大気からの吸気を温度変化ステップに与えるステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記方法が実行される高さに対して小さな標高差をシミュレーションする圧力変化手段によって燃焼機関をテストする際に、大気からの圧力を調整するための、請求項１〜１０のいずれかに定義された装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、概して、燃焼機関のテストに関し、特に、燃焼機関のテストの際の環境空気(atmosphere)を調整するための装置に関するものである。
【従来技術】
【０００２】
テストベンチ(test bench)によるレシプロ内燃機関(reciprocating internal combustion engines)のテストおよびキャラクタライジングでは、多くの場合、吸気および排気の双方において、正確な圧力および／または温度の制御が求められる。高所、コールドスターティング（冷機始動）検討、時間をかけたテスト・キャンペーン(test campaigns)における基準動作状態の再現性などのエンジン制御の調整を意図したテスト・キャンペーンがこれに該当する。
【０００３】
たとえば、高所環境のシミュレーションのため、大気圧よりも小さくなるように、過大圧力を制御することが、問題として生じることが多い。このようなケースは、たとえば、テストが実施されるのが研究所よりも高い高度環境で検討すべきエンジン動作の場合や、エンジンと航空機部品の検討の場合に、このような問題が生じる。しかしながら、たとえば、地理的に高いところにあるテストルームにおいて海面状態を再現すべき場合や、海面より下に位置する地下道内でのエンジンの動作を検討すべき場合など、他のケースにおいても、気圧の上昇によって低所状態を再現することが必要な場合がある。
【０００４】
従来技術において、このような大気圧状態のシミュレーションを行うための方法が知られている。
【０００５】
たとえば、本件出願人による特許文献１(ES2398095)においては、所定高さにて動作するレシプロ内燃機関による吸気の圧力および温度状態をシミュレーションする装置が開示されている。この装置は、とりわけ、レシプロ内燃機関の吸気の圧力と温度に、空気流を拡大する（expanding）ラジアル・タービン(radial centripetual turbine)を備えている。しかし、この特許文献１に開示されている装置は、航空機における応用のために、主として高い高度での検討を目指すものであり、海面下の地下道のような低海抜の状態でのエンジン動作を検討するものではない。
【０００６】
特許文献２(WO2008036993)においては、調整された燃焼ガスを内燃機関に供給する方法および装置が開示されている。排気ガスは、エンジンの吸気に取り込まれる空気と混合される。内燃機関の排気ガスは、燃焼機関の排気ガスのための吸入システム手段（フィルタ、希釈ダクト、ファンを備えることが好ましい）により、排気パイプを通って排出される。
【０００７】
本件出願人による特許文献３(ES2485618)は、本発明に最も近い従来技術であると思われる。この文献には、装置の置かれた高さよりも高いまたは低い海抜にて動作するレシプロ内燃機関による吸気の圧力および温度状態をシミュレーションするための装置が開示されている。しかしながら、特許文献３の装置は、比較的構成が複雑であり製造が容易ではなく、コストを要するものであった。さらに、複雑な構成であることから圧力低下が生じ、装置の高度とシミュレーションするレシプロ内燃機関の高度との差が小さい場合には、シミュレーションができなかった。
【０００８】
したがって、異なる高度にて内燃機関をテストするための大気圧状態のシミュレーションを行う方法や装置は知られているが、従来技術よりも改良された他の方法や装置が望まれている。たとえば、テストが行われる装置の高度とシミュレーションすべき燃焼機関の高度との差が小さくとも精密にシミュレーションすることができる装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＥＳ２３９８０９５Ａ１
【特許文献２】ＷＯ２００８０３６９９３Ａ２
【特許文献３】ＥＳ２４８５６１８
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第一の側面として、本発明は、前記従来技術の問題点を解決した、燃焼機関テストのための大気の調整装置を開示している。これを達成するため、本発明の装置は、
−第１端においてテストされる燃焼機関の吸気に接続され、第２端を通して外部の大気から空気を引き込むよう構成された吸気ダクトと、
−第１端において前記内燃機関の排気に接続され、第２端を通して排気ガスを大気に吐き出すよう構成された排気ダクトと、
−前記装置の吸気と前記装置の排気を連絡するよう、前記第１端のそれぞれの近傍において、前記排気ダクトを前記吸入ダクトに連絡する第１連絡ダクトと、
−吸気ダクト中に設けられたバイパス弁と、
−バイパス弁に対して循環させ、空気流を前記吸気ダクトに向けるスーパーチャージング・ターボ組立体であって、膨張中に生じたエネルギーを消散させる消散システムに結合され、前記バイパス弁と前記タービンは、吸入ダクトにおける所望の圧力値と空気流の値を得るために制御可能であるスーパーチャージング・ターボ組立体と、
−排気ガスを安全な温度まで下げるための排気ダクト中の熱交換器と、
−ターボチャージャ充填手段によって充填され、
吸気および吸気流の圧力を、タービンおよびバイパス弁とともに制御するための、排気ダクト中の熱交換器の下流のターボチャージャ１７とを備えている。
【００１１】
本発明に係る装置は、さらに
−第２連絡ダクトを通じて、前記バイパス弁の上流における前記吸気ダクトを、前記ターボチャージャの上流における前記排気ダクトに接続する第１三方弁と、
−前記熱交換器と、前記排気ダクトおよび第２連絡ダクトの接続点との間の前記排気ダクト中のオン／オフ弁と、
−前記ターボチャージャの下流における前記排気ダクトと、前記熱交換器と前記オン／オフ弁との間における前記排気ダクトとを接続する第２三方弁と、
−前記排気ダクトを大気に接続するダクトの制御弁と、
−前記吸気ダクトの接続点と前記大気に接続するダクトの接続点との間において、前記熱交換器を、前記第１連絡ダクトに接続する排気ダクトの区画とをさらに備えたことを特徴としている。
【００１２】
したがって、前記三方弁、バイパス弁、オン／オフ弁の組合せ構成により、吸気圧力増加モードから吸気圧力減少モードへの切り換えを容易にするとともに、大気に対して吸気圧を増加または減少させる装置の使用を可能としている。さらに、本発明の前記バルブの新規な構成により、たとえば、装置が置かれた高さに対して、+/-200m、+/-100m、+/-50mもくしはこれより小さい僅かな標高差をシミュレーションする温度差を実行可能としている。
【００１３】
第二の側面として、本発明は、本発明の第一の側面による装置によって燃焼機関のテストのために環境空気を調整する方法も開示している。この方法は、
−大気からの吸気を圧力変化(variation)ステップに与え(subjecting)、
−排気ガスを吸気に直接接触させる(direct communication)ため、吸気を排気口に向け(diverting)、
−圧力変化された吸気をテストされるエンジンの吸気口に導き、
−排気ガスの温度を、ターボチャージャを通る通路にとって安全な温度に下げ、
−テストされるエンジンからの排気ガスを大気中に放出するステップを備えている。
【００１４】
したがって、本発明の第一の側面による装置を用いることで、前記方法は、当該方法が実行される高さに対して、大きな高低差だけでなく小さな高低差もシミュレートする圧力差の実行を可能としている。
【００１５】
本発明の方法においては、前記吸気圧力変化ステップは、吸気量を調整するバイパス弁、ターボチャージャ、タービンの動作の組み合わせ手段によって実行される。
【００１６】
さらに、本発明の第三の側面によれば、本発明は、前記方法が実行される高さに対して、たとえば+/-200m、+/-100m、+/-50mまたはこれより小さな微小な標高差をシミュレーションする圧力変化手段によって燃焼機関をテストする際に、大気からの圧力を調整するための、発明の第一の側面による装置の使用を開示している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明は、本発明の好ましい実施形態を示す以下の図面を参照することによって理解することができる。なお、これらは一例として示したものであり、いかなる方法においても本発明を限定するものとして解釈してはならない。
【図１】本発明の第１の実施形態による装置の第１動作モードのダイアグラムを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による装置の第２動作モードのダイアグラムを示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態による装置のタービンにおいて膨張時に生じるエネルギーを消散(dissipating)させるダイアグラムを示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態による装置のターボチャージャーのダイアグラムを示す図である。
【好ましい実施形態の詳細な開示】
【００１８】
本発明の好ましい実施形態による装置について、それぞれ図１および図２を参照し、２つの異なる動作モードにしたがって以下説明する。図１において、この装置は、燃焼機関(combustion engine)がテストされる地理的標高に関しての高い高度、すなわち低い圧力をシミュレーションするために用いられる。これは、たとえば、高山エリアでのエンジンを動作させる場合に該当する。
【００１９】
図２において、この装置は、燃焼機関がテストされる地理的標高に関しての低い高度、すなわち高い圧力をシミュレーションするために用いられる。これは、たとえば、（テストルームが高い標高に設けられている場合に）海面レベルで、たとえば海面レベルよりも下で、たとえば地下通路でエンジンを動作させる場合に該当する。
【００２０】
図１に、本発明の第一の実施形態を示す。この実施形態では、エンジンの位置またはエアーフィルタ２の位置を変えることなく、真空から過圧まで切り替えることができる。
【００２１】
図１に示すように、この装置は、第１端１ａにおいて、テストされる燃焼機関の吸気口に接続された吸気ダクト１を備えている。吸気ダクト１は、第２端１ｃにおいて、これを介して外気を取り込むフィルタ２を備える。このフィルタ２により、装置に不純物が混入するのを防ぐことができる。
【００２２】
この装置は、さらに、第１端３ａにおいて、燃焼機関の排気口に接続された排気ダクト３を備えている。この排気ダクト３は、第２端３ｆを通じて大気中に排気ガスを排出する。吸気ダクト１および排気ダクト３は、それぞれ吸気および排気ダクトの第１端１ａ、３ａに近接する２つの区分４ａ、４ｂに分けられた第１の連絡ダクト４によって接続されている。装置の吸気は、その排気と連結している。
【００２３】
参照符号１、３、４は、それぞれ、吸気ダクト、排気ダクト、第１連絡ダクトを指すものとして、この明細書全体にわたって用いられる。これらの参照番号に文字（１ａ、１ｂ、１ｃ．．．；３ａ、３ｂ、３ｃ．．．）が付されている場合には、対応するダクトの一部分を示している。このような記号は、もっぱら明確にするために用いたものであり、当業者であれば、異なるダクトが必要ではなく、むしろ全体の一部であって同じダクトであると理解するであろう。
【００２４】
この装置が真空を生成する場合を示す図１では、吸気が第１連絡ダクト４ａを通って、吸気ダクト１から排気ダクト３へと循環する。この吸気は、空気とフィルタ２をとおって装置によって取り込まれた空気とエンジンが必要とする空気との差である。したがって、空気と排気ガスの混合気が排気ダクト３ｂとなる。そのため、制御バルブ２３（後に詳述する）は完全に閉じられている。
【００２５】
この装置は、また、吸気ダクト１に設けられたバイパスバルブ６を備えている。
【００２６】
この装置は、さらに、吸気ダクト１に設けられた過給ターボアセンブリを備えている。この過給ターボアセンブリは、バイパスバルブ６に向かって循環させる吸気ダクト１中に空気流を向かわせる。ターボアセンブリは、膨張中に生じるエネルギーを消失させる消失システムに接続されたタービン８を備えている。タービン８としては、可変ジオメトリタービン(variable geometry turbine)（ＶＧＴ）が好ましく、放射遠心型タービン(radial centripetal-type turbine)がさらに好ましい。
【００２７】
図１および図２に示す本発明の好ましい実施形態によれば、膨張時にタービン中に生じるエネルギーを消失させる消失システムは、半径流遠心コンプレッサー(radial-flow centrifugal compressor)９からなる。このコンプレッサー９は、これを通して大気から空気を取り込むフィルタ１０および少なくとも一つの背圧弁１１とこれを通じてコンプレッサ９が大気中に空気を放出するマフラー１２に接続されている。
【００２８】
さらに、第１三方バルブ５がタービン８の上流に設けられている。このバルブ５は、吸気ダクト１ｃからタービン８への流れを許容し、第２連絡ダクト２１への流れを防止するものである。その詳細は後述する。
【００２９】
バイパスバルブ６およびタービン８は、吸気ダクト１ｂの所望の質量流量率および圧力値を得るために制御される。したがって、第１三方弁５とバイパスバルブ６の下流側に位置する吸気ダクト１ｂの吸気流は、タービン８で膨張した空気とバイパスバルブ６を通って分岐された混合気となる。
【００３０】
凝縮分離器(condensate separator)１３は、空気(drawn in air)が吸気ダクト１ｂに再び入る前の、タービン８の下流側に配置されている。
【００３１】
図１に示す真空生成動作モードにおける排気ダクト３について以下説明する。この場合、制御バルブ２３は閉じており、オン／オフバルブ１５は開いている。したがって、第１連絡ダクト４ａからの吸気によって希釈された排気ダクト３ａからの排気ガスは、熱交換器１４によって、ターボチャージャー１７に導入しても安全な温度に冷却される。
【００３２】
熱交換器１４には、冷却液として適切ないずれかの流体を用いることができる。
【００３３】
排気ガスは、熱交換器１４の後、ターボチャージャ１７の前に、凝縮分離器１６を通過させられる。
【００３４】
ターボチャージャ１７は、この例では、少なくとも１つの電気エンジンからなるターボチャージャ充填手段によって充填される。ターボチャージャ１７は、排気ダクト３ｄからの排気ガスと空気の冷却混合気を吸引する。これは、装置から混合気を排除するためである。電気エンジン１８は、取り込んだ空気が、与えられた所望の質量流量率および圧力になるまで、ターボチャージャ１７の回転速度を制御する。これらの状態の制御とともに、タービン８およびバイパス弁６を制御する。
【００３５】
ターボチャージャ１７によって吸引された空気と排気ガスの混合気は、排出ダクト３ｅを通過する。排出ダクト３ｅでは、最終的にマフラー２０を通して大気中に排出されるように、第２の三方バルブ１９がダクト２２への通路を塞ぎ、排出ダクト３ｆへの通路を開いている
図２に、図１に示す実施形態による装置の動作を示す。ここでは、過圧生成モードを示している。換言すると、図２の動作モートでは、この装置は、テストが実施される部屋よりも低い位置にある大気状態、すなわち高い圧力をシミュレーションする。
【００３６】
図２の要素は、図１に示すものと同じであり、同じ符号を付している。したがって、繰り返しての詳細は説明しない。図１と図２の違いは、バルブの開きと、これによる装置内を通る空気の通り道だけである。
【００３７】
したがって、図２の実施形態では、大気圧よりも高い圧力、すなわちこの装置の過圧生成動作にて動作するように、空気が空気フィルタ２を介して取り込まれる。この場合、第１の三方弁５は、タービン８に入る方向が閉じられており、第２の連絡ダクト２１に向かう流れに転換する方向が開かれている。この連絡ダクト２１は、バイパス弁６の上流の吸入ダクト１ｃをターボチャージャ１７の上流の排出ダクト３ｄに接続している。バイパス弁６は閉じられ、ダクト１ｂに向かう通路を塞いでいる。
【００３８】
さらに、ダクト３ｃにおいて、熱交換器１４と排気ダクト３ｄおよび第２連絡ダクト２１の接続点との間に設けられたバルブ１５は、閉じている。これにより、唯一の自由な吸入される空気流の通路は、ターボチャジャ１７へのものとなる。ターボチャージャ１７の下流の排気ダクト３ｅと、熱交換器１４およびオン／オフ弁１５の間の排気ダクト３ｃとを接続する第２の三方弁１９は、ダクト３ｆに向かう方向が閉じられている。これにより、吸入された空気流はダクト２２を通るように方向転換され、ダクト３ｃに排出されるようになる。
【００３９】
したがって、上述のようにバルブ１５が閉じているので、ダクト２２から吸入された空気は熱交換器１４に排出され、薄く(recede)ならない。唯一の自由な空気流の通路は、エンジンの吸気口に結合された吸気ダクト１ａに向かうものとなる。
【００４０】
加えて、エンジンの排気ガスは、排気ダクト３ａに放出され、吸入されたダクト４ｂからの希釈空気と混合される。最後に、ガスは、ダクト２４の中に配置されダクト３ａを大気につなぎ、少なくとも部分的に開いている制御弁２３およびマフラー２５を介して大気中に放出される。
【００４１】
図に見られるように、排気ダクト３ｂの区分は、吸気ダクト１との接続点およびダクト２４との接続点の間の点において、熱交換器１４を第１連絡ダクト４に接続している。
【００４２】
したがって、上記のように、三方弁５、１９、バイパス弁６、２３、オン／オフ弁１５のセットの構成は、吸気圧力を大気圧より上昇させあるいは減少させるための装置の使用を実現している。動作モードの切替は、これらの弁の単純な動作によって、迅速かつ簡易に行うことができる。さらに、上記で説明し図面にて示したダクトと弁の詳細な構成は、既知の従来技術の類似装置に対して大きな進歩をもたらすものである。たとえば、本発明にて開示した装置の詳細な構成(design)は、従来技術の類似装置よりも簡易であり、操作者による操作や自動化とともに製造が容易であってコストを低減できる。
【００４３】
さらに、従来技術に対して進歩した方法にて、本発明の装置においては構造の複雑性を低減していることから、僅かな差の高度の変化（バリエーション）についても正確なシミュレーションを実現することができる。僅かな差の高度の変化が、装置のある高さについて、たとえば+/-200m、+/-100m、+/-50mまたはこれより小さいものは、たとえば特許文献３の装置のような従来技術の類似装置では可能でなかった。
【００４４】
空気による圧力降下は、それが遭遇する異なる機械的障害（弁、パイプ長さ等）に起因している。本発明の好ましい実施形態による装置は複雑さが低減されており、これらの機械的障害を減らすことができる。このため、小さな圧力変化（バリエーション）をシミュレートする装置を可能にしている（小さな圧力変化を伝達できる）。特に、フィルタ２と端部１ａとの間のバイパス弁６およびダイレクト通路は、過圧モードにおける装置の動作を改善している。
【００４５】
さらに、タービン８とバイパス弁６の組合せ動作は、真空モードで装置を動作させる際の、冷却吸気(coolong inlet air)を可能としていることを、当業者なら理解できるであろう。加えて、装置を過圧モードにて動作させる時、ターボチャージャ１７の回転速度と制御弁２３の位置により、大気に対する空気の温度を（熱交換器１４とともに）制御することを可能としている。
【００４６】
したがって、「調整する(condirtioning)」および「状態(condition)」は、圧力変化（バリエーション）、温度変化（バリエーション）、圧力および温度変化（バリエーション）の実行についていうものである。
【００４７】
図３に示す実施形態において、タービン８は、タービン８の膨張時に得られるエネルギーを吸収する発電機２６に結合されている。
【００４８】
好ましい他の実施形態を示す図４において、ターボチャージャ充填手段はタービン２７から構成されている。同じシャフトに結合されたタービン２７とターボチャージャ１７の組立体(assembly)は、スーパーチャージング・ターボ組立体(super charging turbo assembly)とできる。タービン２７は、フローベンチ(flow bench)の中のその一端にガスを生成するガス流手段によって動作する。本発明のこの実施形態では、タービン２７は、与えられた所望の質量流量率および圧力値が取り込んだ空気にて達成されるまで、タービン８とバイパス弁６とともにこれら状態を制御し、ターボチャージャ１７の回転速度を制御する。
【００４９】
上記記載から推測できるように、そして上記に記載されているように、本発明による装置は、従来技術に対して一連の効果を有している。たとえば、真空から過圧までの自動切り替えや、本発明に記載の装置の標高と近接した標高のシミュレーションの実現などである。
【００５０】
本発明では、本発明の第一の側面に従う装置を用いて、燃焼エンジンのテストのための大気の調整方法を開示している。この方法は、以下を備えている。
【００５１】
−大気からの吸気を圧力変化(variation)ステップに与え(subjecting)、
−排気ガスを吸気に直接接触させる(direct communication)ため、吸気を排気口に向け(diverting)、
−圧力変化された吸気をテストされるエンジンの吸気口に導き、
−排気ガスの温度を、ターボチャージャを通る通路にとって安全な温度に下げ、
−テストされるエンジンからの排気ガスを大気中に放出する。
【００５２】
本発明の好ましい実施形態による方法における吸気圧力変化ステップは、ターボチャージャ、タービンおよび吸気量を制御するバイパス弁の組合せ動作手段によって実現される。
【００５３】
したがって、本発明の方法では、小さな標高の変化をシミュレーションする圧力変化の実施を可能としている。この方法が実施される標高に関して、たとえば+/-200m、もしくはこれよりも小さい+/-100m、+/-50mなどを可能としている。
【００５４】
本発明によれば、吸気圧力変化ステップは、吸気圧力の減少および吸気圧力の増加の双方を備えている。
【００５５】
さらに、本発明の方法は、さらにまた、吸気圧力増大モードと吸気圧力減少モードとの間で切り換えるステップを備えている。この圧力変化モードの切換は、２つの三方弁、２つの制御弁、オン／オフ弁を調整するだけで実現することができる。
【００５６】
加えて、本発明の好ましい実施形態による方法は、さらに、大気の吸気を温度変化ステップに与えるステップを備えている。上述の本発明の装置を用いれば、この温度変化ステップは、タービン８、バイパス弁６（真空モード）を組み合わせての使用、およびターボチャージャ１７、制御弁２３、熱交換器１４（過圧モード）を組み合わせての使用によって実行される。
【００５７】
本発明はまた、図１〜図４を参照して上記にて定義された本発明の第１の側面による装置の使用にも関連している。すなわち、燃焼機関のテストを行う際に、装置が置かれている標高に対し、小さな標高差をシミュレーションする圧力変化手段によって、大気からの圧力を調整するための使用にも関連している。
【００５８】
従来技術の装置（特許文献３による装置）の動作に対する、本発明の好ましい実施形態による装置の動作に関する比較データを、以下に示す。
【００５９】
下表は、特許文献３の装置と上述の本発明の好ましい実施形態による装置によって、異なる高さ変化において到達した最大気流速度を示している。
【００６０】
先に説明のとおり、小さな高さ変化は、小さな圧力変化に対応している。同様に、装置によって生成可能な空気流が大きければ、当該装置によってテスト可能なエンジンのサイズも大きくなる。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
この表に見られるように、どの高度差においても、本発明に係る装置は、特許文献３の装置に比べて、大きな質量流量率を得ることができている。高い質量流量率であることから、変動が生じた際でも、吸気圧力が変化せず、エンジンが装置に結合されていることはエンジン自体の動作に影響を与えない。よって、小さな圧力差（小さな標高差に変換できる）をシミュレーションすることができる。
【００６３】
たとえば、１．６Ｌのエンジンは、約275kg/hで動作する。したがって、従来技術の装置では、これより大きなエンジンは、実際問題、テストすることができない。つまり、小さな高度差について、従来技術の装置は、限られた範囲でしか使用できないということである。
【００６４】
さらに、従来技術の装置では、高度差が＋１０００ｍに増加するまで、流量率が増加している。これは、真空モードにおいて、ゼロから１０００ｍの高さまでの間は、全く効果的に動作しないということを意味している。同様のことが、加圧状態から−５０００ｍまでの間の場合にも生じる（データは示していない）。本発明に係る装置によれば、正の高度差、負の高度差にかかわらず高度差が大きくなると、得られる質量流量率は、常に減少する。このことは、実際にエンジンに何が起きるかという点と一致性が高く、したがって、本発明に係る装置はより効果的に動作する。
【００６５】
前掲の表は、+/-200mまでの特定の高度差を示したものであるが、当業者であれば、この表が、テストを行う高度にかかわらず、本発明に係る装置が、従来技術の装置に比べて高い質量流量率を提供できる傾向にあることを示している点を理解できるはずである。したがって、本発明に係る装置は、たとえば、+/-100m、+/-50mなどの小さな高度差においても動作できる。
【００６６】
上記の好ましい実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者であれば、結果的に本発明の範囲から外れることなく、この実施形態に対して改良や変形を行うことができることを理解するはずである。たとえば、上記記載に限定されることなく、ターボチャージャおよびタービンは、それぞれ、エネルギーを供給したり消散させたりする他のシステムに結合することができる。
【００６７】
同様に、本発明に係る装置の好ましい実施形態では、一つのタービン８、一つのバイパス弁６、一つの熱交換器１４、一つのターボチャージャー１７を備えるように説明したが、当業者であれば、他の実施形態として、本発明に係る装置がこれらを複数含んでもいいことは明らかであろう。
【００６８】
上記の本発明の説明では内燃機関(internal combustion engine)のテストについて述べているが、当業者であれば、僅かな修正をして、異なる高度で動作すべき他の関連要素（たとえば、空気フィルタ(air filter)、マフラー、排気ガス清浄要素(exhaust gas cleaning elements)（後処理））のテストにも適用することができる点も理解できるはずである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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