[发明专利]涡轮增压器加速性能试验测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于发动机涡轮增压器测试技术领域，具体涉及一种发动机涡轮增压器加速性能试验测试系统及测试方法。

背景技术

涡轮增压器是车用发动机动力系统的重要部件，涡轮增压器的加速性是影响发动机的瞬态响应性的关键。涡轮增压器转子的转动惯量是增压器加速响应能力的决定因素，因此在不影响涡轮增压器效率和强度的前提下，目前国内外的研究方向集中在减少增压器转子的转动惯量和尽可能采用较小的涡轮流通面积以改善其加速性，主要采用低惯量的涡轮转子、小阻尼的滚珠轴承及可变截面的涡轮增压器。目前国内外与增压器相关的书籍中对增压器加速性的评价方法没有明确统一的论述，对相关的测试研究更谈之甚少。因此通常的做法是在发动机上进行瞬态特性的测量以此评判增压器的瞬态特性，但这种方法费时费力且干扰因素多。因此，从定量角度开展增压器的加速性试验研究并对加速性能进行评价意义重大。

发明内容

本发明提供一种发动机涡轮增压器加速性能试验的测试系统，并根据该系统进行涡轮增压器加速性能的试验研究，以评判其瞬态特性，进而指导新结构及新材料的应用。

本发明可通过以下技术方案实现：涡轮增压器加速性能试验测试系统，包括燃油系统1、分流燃油调节阀2、分流燃油截止阀3、燃油进油管路4、主燃油截止阀5、主燃油调节阀6、燃油流量计7、燃烧室8、点火系统9、燃气压力传感器10、燃气温度传感器11、燃气进气管路12、废气排气管路13、废气温度传感器14、废气压力传感器15、涡轮增压器16、润滑油进油压力传感器17、润滑油进油温度传感器18、润滑系统19、计算机20、动态分析仪21、润滑油回油温度传感器22、进气温度传感器23、进气压力传感器24、进气流量计25、转速传感器26、进气管路27、转速传感器28、排气压力传感器29、排气温度传感器30、排气管路31、涡轮端进气流量计32、涡轮端进气管路33、涡轮端进气调节阀34、涡轮端空气分流截止阀35、涡轮端进气截止阀36、涡轮端空气分流调节阀37。

燃油系统1通过燃油进油管路4与燃烧室8连接，在燃油进油管路4上分别设有分流燃油调节阀2、分流燃油截止阀3、主燃油截止阀5、主燃油调节阀6和燃油流量计7，燃烧室8的一侧连接涡轮端进气管路33，涡轮端进气管路33上设有涡轮端进气流量计32、涡轮端进气调节阀34、涡轮端空气分流截止阀35、涡轮端进气截止阀36和涡轮端空气分流调节阀37，燃烧室8内设点火系统9，燃烧室8的另一侧通过燃气进气管路12与涡轮增压器16连接，燃气进气管路12上设有燃气压力传感器10、燃气温度传感器11，涡轮涡轮增压器16通过管路与润滑系统19连接，管路上设有润滑油进油压力传感器17、润滑油进油温度传感器18和润滑油回油温度传感器22，在涡轮增压器16压气机端安装转速传感器26及转速传感器28，其中转速传感器28与试验台的转速表相连，转速传感器26与动态分析仪21相连，动态分析仪21与计算机20连接，涡轮增压器16压气机端连接进气管路27，在进气管路27上分别设有进气温度传感器23、进气压力传感器24和进气流量计25，涡轮涡轮增压器16压气机另一端连接排气管路31，排气管路31上装有排气压力传感器29和排气温度传感器30，涡轮增压器16另一侧与废气排气管路13连接，在废气排气管路13上设有废气温度传感器14和废气压力传感器15。

涡轮增压器加速性能试验测试方法，其测试步骤为：

第一步：将系统中各截止阀关闭，将各调节阀的开度调到零；

第二步：检查系统中的各仪器设备，保证正常工作；

第三步：将涡轮端进气截止阀36开启，增大涡轮端进气调节阀34的开度，同时开启主燃油截止阀5，调节主燃油调节阀6的开度，使得增压器转速稳定在n1下。保持以上各阀门的状态不变，开启分流燃油截止阀3和涡轮端空气分流截止阀35，并调节分流燃油调节阀2和涡轮端空气分流调节阀37的开度，使得增压器转速稳定在n2下；

第四步：当需要进行增压器在两个非零转速(n1与n2)之间的加速性能研究时，保持涡轮端进气截止阀36、涡轮端进气调节阀34、主燃油截止阀5、主燃油调节阀6、分流燃油调节阀2和涡轮端空气分流调节阀37的工作状态如第三步中的状态，瞬时改变分流燃油截止阀3和涡轮端空气分流截止阀35的工作状态，记录加速时间，分析加速性能。