[发明专利]涡轮增压器性能合格鉴定方法和设备

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2007/071463，国际申请日为2007年6月18日，进入中国国家阶段的申请号为200780024334.0，名称为“涡轮增压器性能合格鉴定方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及内燃发动机，包括但不限于发动机的各部件的特性鉴定，特别是涡轮增压器性能的特性鉴定。

背景技术

有很多可能要求对涡轮增压器的性能进行合格鉴定的时候。例如，新制成的涡轮增压器单元可能需要在制造厂的设施或其它设施上进行性能试验，以判定其是否有任何性能缺陷或涡轮增压器是否符合其功能规格。在其它情况中，经历了改造或检修过程的涡轮增压器也可能需要进行试验来对其性能进行合格鉴定。在另一些其它情况中，作为发动机故障查找过程的一部分，可能需要在使用中或试验环境中对涡轮增压器的性能进行合格鉴定。在上述任一情况中，通过试验和分析可获得试样涡轮增压器单元的各种性能参数。

以往用于涡轮增压器性能合格鉴定的各种技术方法包括采集涡轮增压器工作范围内的各种数据点，用以编制涡轮机或压缩机的工作图，即代表涡轮机或压缩机的性能的二维曲线图，其被描绘成流过涡轮机或压缩机的质量流量对跨越涡轮机或压缩机的压力比的关系。典型地，一个工作图需要把20到70个单独的运行数据点连接起来以形成多条恒定轴转速和喘振曲线。用插值法，在各曲线上描绘出各个封闭的效率曲线。这些涡轮机或压缩机工作图典型地是被重叠在一个被认为是典型工作图的图上，这使得可通过对重叠情况的目视观察和评估来判定一个装置的性能是否适当。对这些结果的解释是主观的，因而其不能为检查涡轮机个体的性能提供合理的数据。

这样的技术方法不实用于在生产环境中应用，即使是在一条生产线上进行各试件的现场检查，涡轮增压器或其部件之一的性能合格鉴定也是不完全的因而也可能是不准确的，因为那是基于目视的判定。而且，那些已知的技术方法需要用大量的数据来编制性能图，进行起来是极其耗时和耗用经费的。

因此，需要有一种改进的涡轮增压器性能合格鉴定方法，这种方法是准确的，不依赖于主观的判定，以及不需要采集大量数据。

发明内容

一种用于对涡轮增压器性能进行合格鉴定的方法包括使涡轮增压器在单个试验状态下工作的步骤，该方法是准确的，不依靠主观的判定，也不要求收集大量数据。可从工作在该试验状态下的该涡轮增压器的一组工作参数采集一组数据。将采集的那组数据与认为是可接受的一组工作范围进行比较，并判定那组数据是否落在可接受的工作范围之内。然后，可根据判定的结果对该涡轮增压器的性能做出合格鉴定。

在一个实施例中，可让涡轮增压器作为发动机系统的一部分在发动机上在试验状态下工作。在试验过程中，可监测发动机系统的一组输入，包括发动机系统的燃料消耗率。还可监测发动机系统的一组输出，包括涡轮增压器的压缩机出口压力。可将那组输出与对应的一组可接受范围进行比较，并在那组输出是落在对应的可接受范围之内时发现涡轮增压器的性能是可接受的。

一种用于在制造或改造环境中对涡轮增压器性能进行合格鉴定的试验站，它包括：试验固定装置，其有附连于其上的涡轮增压器安装装置；与其相关联的电子控制器；多个传感器，它们布置成测量试验站的工作参数并可工作地连接于试验站；以及流体泵，其安排并构造成在涡轮增压器用安装装置连接于试验固定装置上时不时地流体地连接于涡轮增压器，且使流体泵的出口连接于涡轮机进口管路。

附图说明

图1是装有与之相关联的涡轮增压器的发动机的框图。

图2是包含多个涡轮增压器的重叠的数据的曲线图。

图3是按照本发明的图，其用于标绘与多个涡轮增压器的合格判定相关的信息。

图4是本发明的分析地对涡轮增压器性能进行合格鉴定的方法的流程图。

图5是本发明的图解地对涡轮增压器性能进行合格鉴定的方法的流程图。

图6是本发明的用于对涡轮增压器性能进行试验和合格鉴定的试验站的框图。

图7是本发明的用于对涡轮增压器性能进行合格鉴定的分布曲线图。

具体实施方式

下面将描述用于对涡轮增压器的性能进行合格鉴定的设备和方法。这里描述的某些例子涉及用于对用在内燃机上的涡轮增压器或其各个部件进行合格鉴定的方法，但这些方法也可便利地广泛应用于用在其它场合的任何型式的涡轮机和/或压缩机装置。