[发明专利]一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台

权利要求书

1.一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台，包括热气生成系统、待测涡轮增压器和调节阀，其特征在于：还包括压气机运行环境模拟系统；

压气机进口通过管道同时与两个压气机进口调节阀相连接，其中一个压气机进口调节阀另一端通向大气环境，一个压气机进口调节阀另一端经过一个压气机进口冷却器与所述压气机运行环境模拟系统相连接；两压气机进口调节阀在压气机运行环境完成切换后，在测试期间，不可同时打开；

压气机出口通过管道同时与两个压气机出口调节阀相连接，其中一个压气机出口调节阀另一端通向大气环境，一个压气机出口调节阀另一端经过一个压气机出口冷却器与所述压气机运行环境模拟系统相连接；两压气机出口调节阀在压气机运行环境完成切换后，在测试期间，不可同时打开；

当所述通向压气机运行环境模拟系统的压气机出口调节阀打开时，与压气机运行环境模拟系统出口相连的压气机进口调节阀也同时打开；开启压气机出口冷却器和压气机进口冷却器，冷却温度设定到试验所需的温度；此时，待测涡轮增压器压气机运行在加载工况下；

当所述通向大气环境的压气机出口调节阀打开时，与大气环境相连的压气机进口调节阀也同时打开；

所述压气机运行环境模拟系统，该系统装有一个正压稳压阀和一个负压稳压阀，使得压气机运行环境模拟系统压力稳定在设定范围内；所述的压气机运行环境模拟系统正压稳压阀一端与外气源连接，另一端与储气罐相连接；负压稳压阀一端与储气罐连接，另一端与真空泵相连接；

所述压气机运行环境模拟系统中储气罐设置一个，或者是多个储气罐相连接。

2.如权利要求1所述的一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台，其特征在于：所述热气生成系统可以包括燃烧室，燃油供油系统，点火系统，用来生成驱动涡轮旋转的高温燃气；也可以采用电空气加热器对涡轮进气进行加热的方式生成热气体驱动涡轮旋转。

3.采用如权利要求1所述的一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台的待测涡轮增压器涡轮宽范围性能测试试验方法，其特征在于：该试验方法包含如下步骤：

试验开始前，关闭涡轮进气调节阀，开启第一压气机出口调节阀和第一压气机进口调节阀，关闭第二压气机出口调节阀和第二压气机进口调节阀；开启润滑油供油系统为待测涡轮增压器提供适合压力和温度的润滑油，开启燃油供油系统并调节燃油压力至合适压力；

开启涡轮进气调节阀，气源压缩空气经燃烧室，进入待测涡轮增压器涡轮进口，驱动涡轮增压器低速旋转；调节燃油压力到燃烧室点火所需压力，打开喷油开关并点火，生成的高温燃气进入涡轮驱动待测涡轮增压器旋转；

步骤一正常测试工况下涡轮性能的测试

调节涡轮进气调节阀和燃油系统燃油压力使得待测涡轮增压器转速和涡轮进口温度满足测试要求，待测涡轮增压器转速达到某一需要测试的涡轮相似转速n1；

调节第一压气机进口调节阀和第一压气机出口调节阀改变待测涡轮增压器压气机的耗功，并在测量过程中通过调节涡轮进气调节阀和燃油压力保持待测涡轮增压器涡轮相似转速不变，完成待测涡轮增压器压气机运行在正常测试工况时，在该相似转速n1下的涡轮性能的测试；

步骤二压气机加载工况下涡轮性能的测试

a.打开第二压气机出口调节阀和第二压气机进口调节阀；打开正压稳压阀，设定正压稳压阀输出压力为高于大气压的某一压力，使外气源气体进入压气机运行环境模拟系统储气罐，并逐步关闭第一压气机出口调节阀和第一压气机进口调节阀；

b.开启压气机出口冷却器和压气机进口冷却器，冷却温度设定到试验所需的温度；此时，待测涡轮增压器压气机运行在加载工况下；

c.调节第二压气机出口调节阀改变待测涡轮增压器压气机运行在加载环境下的耗功，并在测量过程中通过调节涡轮进气调节阀和燃油压力保持待测涡轮增压器涡轮相似转速n1不变，测量待测涡轮增压器压气机运行在该加载工况时，在相似转速n1下的待测涡轮增压器涡轮特性；

d.重新设定正压稳压阀输出压力为高于大气压的某一压力，重复步骤c试验过程，直至达到试验要求的加载压力，完成待测涡轮增压器压气机运行在不同加载工况时，在相似转速n1下的待测涡轮增压器涡轮性能的测试；

步骤三压气机减载工况下涡轮性能的测试

a.关闭正压稳压阀，打开负压稳压阀，设定负压稳压阀输出压力为低于大气压的某一压力，使得压气机运行环境模拟系统储气罐中的压力为负压；

b.调节第二压气机出口调节阀改变待测涡轮增压器压气机运行在减载工况下的耗功，并在测量过程中通过调节涡轮进气调节阀和燃油压力保持待测涡轮增压器涡轮相似转速n1不变，测量待测涡轮增压器压气机运行在减载工况时，在该相似转速下的涡轮特性；

c.重新设定负压稳压阀输出压力为低于大气压的某一压力，重复步骤b试验过程，直至达到试验要求的减载压力，完成待测涡轮增压器压气机运行在减载工况时，在该相似转速下待测涡轮增压器涡轮性能的测试；

步骤四改变相似转速进行涡轮性能的测试

打开第一压气机出口调节阀，第一压气机进口调节阀，同时关闭负压稳压阀；回到步骤一的正常工况，调节涡轮进气调节阀和燃油系统燃油压力使得待测涡轮增压器转速和涡轮进口温度满足测试要求，待测涡轮增压器转速达到某一需要测试的涡轮相似转速n2；重复步骤一，步骤二，步骤三完成相似转速n2下涡轮性能的测试；

重复以上过程完成试验要求的多个相似转速下待测涡轮增压器涡轮性能的测试。

4.如权利要求3所述的待测涡轮增压器涡轮宽范围性能测试试验方法，其特征在于：在所述步骤一正常测试工况下涡轮性能的测试，步骤二压气机加载工况下涡轮性能的测试和步骤三压气机减载工况下涡轮性能的测试，三个不同的涡轮增压器压气机运行工况下，待测涡轮增压器涡轮特性的测试均可独立进行和切换，进行待测涡轮增压器涡轮性能测试时，三个测试工况无固定的顺序，能够根据操作者习惯进行更换。