CN105136462A - 一种涡轮增压器的耐久试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器的耐久试验方法，准备阶段包括如下步骤：A1，检测并记录涡轮增压器的原始参数；A2，试验道路设计，海拔2km-3km之间，包括有坡度起伏的路段；试验道路包括：城市路段20％-30％之间，国道20％-45％之间，山路25％-35％之间，高速路和操控路5％-10％之间；试验道路总里程至少10万公里；试验阶段包括如下步骤：发动机转速达到第一预设值后进行全油门操作；发动机转速达到第二预设值后进行加1档操作；升档后继续全油门操作；直至车辆达到限定车速；车辆达到限定车速后进行减1档操作；轻踩刹车，控制车速及发动机转速下降；当发动机转速重新回到第一预设值后进行重复循环操作。

Description

一种涡轮增压器的耐久试验方法

技术领域

本发明属于汽车发动机零件的试验技术领域，特别涉及一种涡轮增压器的耐久试验方法。

背景技术

随着汽车技术的普及，涡轮增压器技术因其燃油利用率高、动力强劲的特点，得到越来越广泛的应用，近年来，市场上带涡轮增压器的车型的增长幅度已经超过了总体市场的增幅，各大整车厂商发布的主力新机型中也都有带涡轮增压器的机型。

增压器的常见问题主要有漏油、叶轮断裂、轴承损坏等，这些都要通过耐久试验来发现。现有涡轮增压器的耐久认可试验方法包括台架试验。目前没有针对我国道路进行的增压器零件做的单独的道路耐久认可试验方法，需要企业根据我国自身道路特点进行试验方法的设计。

作为安装在发动机上的重要零部件，现有的道路耐久试验对该部件的测试没有针对性，且测试强度不够大，无法对增压器的特性进行专项的耐久考核。目前国内对于涡轮增压器的耐久试验考核多存在于台架上，台架试验能够充分考核增压器的各项性能，也能够比较准确地录取增压器的各项性能参数，但是测试工况与用户实际驾驶的工况仍然存在着较大差异，并且也就无法考核其对各种道路的适应性情况。

我国幅员辽阔，山地面积约占国土面积的2/3，山区公路约占全国公路里程的一半。并且，我国高原具有海拔高和面积广的特点，海拔1km,2km和3km以上的高原地域分别占全国陆地总面积的58％，33％和26％。

对于我国来说，增压器在高原以及山区的适应性显得尤为重要。由于高原地区空气稀薄，增压器进气压力减少，可能会遇到缸内燃烧恶化，排气温度升高，增压器超速、喘振等一系列问题，所以增压器的高原适应性也是其性能的一个重要的指标。国内对于增压器的高原试验多数是匹配标定试验，以及短时间的道路测试，无法考核其在接近用户工况下的高原耐久性能。换句话说，增压器在高原地区的耐久试验在国内就没有做过。现有的道路耐久试验大多存在于低海拔地区，一次试验所要考核的车辆零件的数量也比较多，无法针对涡轮增压器制定相应的试验方法，也无法达到我们所要求的增压器试验强度。而高原又是我国重要的道路类型，其对增压器的考核具有强化作用，因而增压器的高原适应性对于增压器是很重要的指标。

随着国内涡轮增压器用户量的增加，对该零件的可靠度要求也越来越高，所以有必要设计一项专门针对涡轮增压器考核的道路耐久试验，考核增压器在高强度试验环境下的可靠度和稳定性，使增压器车型在国内上市之前尽可能多的发现存在的风险，并先于市场解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种涡轮增压器的耐久试验方法，用于涡轮增压器的道路耐久认可试验，该道路耐久认可试验方法的设计包括两方面，包括试验道路的设计与选择、试验方法的设计与选择。本发明中提及的增压器即为涡轮增压器。

根据本发明的一实施例，提出了一种涡轮增压器的耐久试验方法，所述方法包括准备阶段和试验阶段；

准备阶段包括如下步骤：

A1，检测并记录涡轮增压器的原始参数；

A2，试验道路设计，

海拔2km-3km之间，包括有坡度起伏的路段；

试验道路包括：城市路段20％-30％之间，国道20％-45％之间，山路25％-35％之间，高速路和操控路5％-10％之间；

试验道路总里程至少10万公里；

试验阶段包括如下步骤：

S101，发动机转速达到第一预设值后进行全油门操作；

S102，发动机转速达到第二预设值后进行加1档操作；

S103，升档后继续全油门操作；

S104，重复S102-S103过程，直至车辆达到限定车速；

S105，车辆达到限定车速后进行减1档操作；

S106，在执行S105的同时，轻踩刹车，控制车速及发动机转速下降；

S107，当发动机转速重新回到第一预设值，重复S101-S106的循环；

其中，发动机转速第一预设值范围1000-2500rpm，发动机转速第二预设值范围4000-5000rpm；

限定车速值范围，城市路50-80km/h，高速路100-120km/h，国道80-100km/h，山路及操控路40-80km/h；

S101-S107中的油门信号采集后输入发动机控制器，其发动机控制器输出控制发动机和增压器；

发动机上装载涡轮增压器；

试验阶段进行涡轮增压器的数据检测和/或硬件检测。

进一步的，所述车辆中还设有行车数据读取装置，该装置可采集涡轮增压器的原始参数和/或状态参数，并设定采样频率；

所述发动机控制器通过油门信号的采集后控制涡轮增压器的转速，并采集发动机和/或涡轮增压器的故障信息，其故障信息可被行车数据读取装置读取。

进一步的，所述涡轮增压器的数据检测包括：将涡轮增压器的状态参数和对应的原始参数进行对比，判断涡轮增压器的性能和/或部件的变形量是否在正常范围内。

进一步的，所述涡轮增压器的原始参数或状态参数包括转速或增压压力或电压值；

进一步的，所述涡轮增压器的硬件检测包括：车辆至少1万公里的常规保养，检测发动机和/或底盘的工作状态。

进一步的，所述涡轮增压器的硬件检测包括：在1/3-2/3试验里程的某一节点进行涡轮增压器的部件检查。

进一步的，所述方法还包括结束阶段，其结束阶段包括如下步骤：

B1，拆下发动机进行台架试验，检测涡轮增压器性能是否正常；

B2，若正常，则进行发动机拆解分析；

B3，将涡轮增压器的状态参数和对应的原始参数进行对比，判断涡轮增压器的性能和/或部件的变形量是否在正常范围内，如在正常范围内，出具试验认可报告。

进一步的，所述行车数据读取装置为行车记录仪。

进一步的，所述试验阶段还包括车辆行驶中的档位选择与发动机转速和/或道路类型和/或交通状况相匹配；S101-S107的试验过程循环一定频次：山路100-150次/小时和/或省道120-150次/小时和/或操控路150-180次/小时。

进一步的，所述试验阶段还包括试验道路的排列运行是交错运行的。

本发明的试验方法，能够在常规公共道路驾驶过程中，强化增压器的试验负荷，既尽可能模拟用户实际驾驶工况，又达到类似台架试验的高强度测试，降低耐久试验总时间成本，在限定的里程范围内，考核增压器在高强度的运行工况下的道路耐久可靠度和稳定性。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是本发明道路试验的试验数据记录示意图。

图2是本发明的涡轮增压器的道路耐久认可试验流程图。

图3是本发明实施例中试验道路路线循环搭配方式示意图。

下面介绍具体实施方式，需要说明的是，这些具体实施方式并不限制本发明的范围。

具体实施方式

如图2所示，结合图1，本发明的认可试验方法，包括以下步骤：

1、将待试验的增压器进行数据测量，记录初始参数值，并将其装配至发动机；

2、对发动机进行磨合后，将其装配至整车；

3、试验道路设计

根据我国普遍的地理状况，可以选择海拔在2km-3km左右的地区进行试验具有普遍性意义。考虑到海拔的短距离大变化对于增压器的强化测试作用，所以尽量多的选择有坡度的路段。

根据前面所述试验背景，可以选择能够强化增压器试验负荷的道路，在整车上搭载数据测量设备，对道路参数值及增压器驾驶响应的参数值进行实地测量认定。

对于测量合格的各类型路段进行组合规划，通常整个试验设置的各道路类型比例可以有如下选择：城市路在20％-30％之间，国道20％-45％之间，山路25％-35％，高速路和操控路总共在5％-10％之间。试验总测试里程为10万公里。

也可以制定一份或多份试验规划表来保证各测试路段间交错循环测试。使得该测试搭配更接近用户实际驾驶情况，且更能提高测试强度。

4、试验规范

S1:通过驾驶员操作时的观察仪表，可以从第一预设发动机转速开始，踩下油门踏板，进行全油门加速。此时，驾驶员输入了100％油门开度信号给发动机控制器，由控制器发出一系列信号，最终来控制增压器的转速变化以响应驾驶工况的改变。

S2:当发动机达到第二预设发动机转速后，驾驶员进行加档操作。控制器收到档位+1信号后，执行换挡，发动机转速发生相应变化。

S3:升档后继续全油门操作，输入100％油门开度信号给控制器，控制器做出相应的计算，控制增压器转速以响应驾驶工况的改变。

S4：重复S2-S3过程，直到驾驶员观察仪表车速值达到限定车速。

S5：至限定车速值后，驾驶员进行减档操作，控制器收到档位-1信号后，控制变速箱换挡，发动机转速发生相应变化。

S6：在执行S5的同时，驾驶员轻踩刹车，控制车速及发动机转速下降。

S7：在发动机转速重新回到第一预设发动机转速后，重复S1-S6的循环。

以上的第一预设发动机转速可以设置为1000-2500rpm，第二预设发动机转速可以设置为4000-5000rpm；可以限定车速值：城市路50-80km/h，高速路为100-120km/h，国道为80-100km/h，山路及操控路为40-80km/h。

档位的选择除了需要配合发动机转速外，还可以结合道路类型状况以及交通状况。

在路况条件合适的情况下，S1-S7的试验过程可以根据需要循环执行，并且根据需要达到一定的频次：山路100-150次/小时，省道120-150次/小时，操控路150-180次/小时。

5、数据监测增压器有无异常

试验中的数据流向如图1所示。驾驶员执行试验操作，将驾驶信号传给控制器，控制器根据驾驶信号做出响应，调整发动机转速、档位、增压器转速等。车上搭载了行车数据记录仪，我们设定了一定采样频率，记录控制器上的行车数据。在驾驶循环操作结束后，读取数据记录仪里的数据，上传到电脑进行分析处理。

对于试验数据里与增压器相关的各参数进行判定，例如增压器转速、增压压力、电压值等，看其在驾驶循环中的响应是否在正常数据响应范围内，如有异常，需及时进行增压器硬件检查，检查不合格，则给出零件不合格判定。

定期读取发动机控制器中的故障，如有故障，及时反馈工程师进行修复，尤其是与增压器相关的故障，需要及时检查处理，并判断该故障是否影响增压器的认可。

6、保养与检查

车辆可以进行每1万公里或者超过1万公里进行的常规车辆保养，保证搭载试件增压器的试验车辆的发动机和底盘等其它零件在良好的工作状态。

可以在1/3和2/3试验里程节点或者1/3-2/3的某一里程节点进行增压器检查，首先可以查看增压器外围部件是否有磨损、错位、变形、渗油等异常，再用内窥镜检查废气阀、涡轮、压气叶轮等是否有破损、变形、剥落等，如有可见的异常，经进一步拆解分析，判定该增压器零件不合格，需找到失效原因并改进后再重新进行认可试验。

7、拆解分析

试验结束后可以进行车辆结束检查，并拆下发动机进行台架性能复测，查看性能响应有无异常。无异常后进行发动机拆解，检查增压器的压气叶轮、涡轮废气阀等有无破损、变形或裂纹等，壳体是否有裂纹、材料剥落等，轴承有无松动、变形等，壳体内有无异常油液等。并进一步进行测量，将试验后的测量值与试验前测得的增压器初始参数值进行对比，考核增压器部件的变形量是否在可接受范围内。如果以上各项检查均在正常范围内，则可出具最终试验认可的合格报告。

按照上面方法所选择的试验路段，图3给出了一种路线循环搭配方式。

本发明的道路耐久试验的方法，包括了一种驾驶员驾驶的操作规范，即车子怎么开法来满足试验要求。对比台架试验因为有固定设备来输入参数，所以比较好控制输入输出量，道路试验因为在真实的道路上开，较难固定工况，也较难控制增压器的输出量，所以我们设计的试验方法是尽可能的在道路情况下，通过驾驶员的车子开法，达到模拟出较高强度的增压器响应，以尽可能的接近台架试验固定工况情况下的强度。

本发明对于现有技术的贡献包括：

1、首次制定标准化的严格认可流程，考核涡轮增压器零件的道路耐久能力。

2、试验地点设置在公共道路上，与普通用户驾驶方式最为贴近，耐久试验结果更具有实际参考意义。

3、首次十万公里测试强度的高原道路耐久试验，在测试道路的选择、路线配置比例的设计以及各类型路段间的交错运行排班上，既考虑到中国道路比例特点，又考虑到道路耐久考核的多变性和增强性要求。

4、所设计的试验路线具有海拔高、山路多、海拔起伏大、道路类型全面等特点，城市路况车流量也较大，是典型中国拥堵城市道路。这些在客观上增强了增压器试验时的工作负荷，测试合格的增压器能够满足中国绝大多数地区的用户需求。

5、攻克了在普通道路耐久试验中无法强化测试增压器的难点。区别于台架试验用设备人为固定运行工况来提高测试强度，该试验用驾驶方式的变换来增强增压器的工作负荷，简便易行且适用于整车动态测试认可，使增压器在公共道路上的长期高负荷运转成为可能，达到比用户工况更为严苛的运行条件，满足了道路耐久试验的要求。

6、多种远程数据监测方式的使用，提高了试验效率，极大的节约了人力成本，使试验规范始终能够被标准化的执行，公共道路事故率达到最低。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种涡轮增压器的耐久试验方法，其特征在于：

所述方法包括准备阶段和试验阶段；

准备阶段包括如下步骤：

A1，检测并记录涡轮增压器的原始参数；

A2，试验道路设计，

海拔2km-3km之间，包括有坡度起伏的路段；

试验道路包括：城市路段20％-30％之间，国道20％-45％之间，山路25％-35％之间，高速路和操控路5％-10％之间；

试验道路总里程至少10万公里；

试验阶段包括如下步骤：

S101，发动机转速达到第一预设值后进行全油门操作；

S102，发动机转速达到第二预设值后进行加1档操作；

S103，升档后继续全油门操作；

S104，重复S102-S103过程，直至车辆达到限定车速；

S105，车辆达到限定车速后进行减1档操作；

S106，在执行S105的同时，轻踩刹车，控制车速及发动机转速下降；

S107，当发动机转速重新回到第一预设值，重复S101-S106的循环；

其中，发动机转速第一预设值范围1000-2500rpm，发动机转速第二预设值范围4000-5000rpm；

限定车速值范围，城市路50-80km/h，高速路100-120km/h，国道80-100km/h，山路及操控路40-80km/h；

S101-S107中的油门信号采集后输入发动机控制器，其发动机控制器输出控制发动机和增压器；

发动机上装载涡轮增压器；

试验阶段进行涡轮增压器的数据检测和/或硬件检测。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器的耐久试验方法，其特征在于：所述车辆中还设有行车数据读取装置，该装置可采集涡轮增压器的原始参数和/或状态参数，并设定采样频率；

所述发动机控制器通过油门信号的采集后控制涡轮增压器的转速，并采集发动机和/或涡轮增压器的故障信息，其故障信息可被行车数据读取装置读取。

3.如权利要求2所述的涡轮增压器的耐久试验方法，其特征在于：所述涡轮增压器的数据检测包括：将涡轮增压器的状态参数和对应的原始参数进行对比，判断涡轮增压器的性能和/或部件的变形量是否在正常范围内。

4.如权利要求3所述的涡轮增压器的耐久试验方法，其特征在于：所述涡轮增压器的原始参数或状态参数包括转速或增压压力或电压值。

5.如权利要求1所述的涡轮增压器的耐久试验方法，其特征在于：所述涡轮增压器的硬件检测包括：车辆至少1万公里的常规保养，检测发动机和/或底盘的工作状态。

6.如权利要求1所述的涡轮增压器的耐久试验方法，其特征在于：所述涡轮增压器的硬件检测包括：在1/3-2/3试验里程的某一节点进行涡轮增压器的部件检查。

7.如权利要求2-6中任一所述的涡轮增压器的耐久试验方法，其特征在于：所述方法还包括结束阶段，其结束阶段包括如下步骤：

B1，拆下发动机进行台架试验，检测涡轮增压器性能是否正常；

B2，若正常，则进行发动机拆解分析；

B3，将涡轮增压器的状态参数和对应的原始参数进行对比，判断涡轮增压器的性能和/或部件的变形量是否在正常范围内，如在正常范围内，出具试验认可报告。

8.如权利要求2、3、4中任一所述的涡轮增压器的耐久试验方法，其特征在于：所述行车数据读取装置为行车记录仪。

9.如权利要求1所述的涡轮增压器的耐久试验方法，其特征在于：所述试验阶段还包括车辆行驶中的档位选择与发动机转速和/或道路类型和/或交通状况相匹配；S101-S107的试验过程循环一定频次：山路100-150次/小时和/或省道120-150次/小时和/或操控路150-180次/小时。

10.如权利要求1所述的涡轮增压器的耐久试验方法，其特征在于：所述试验阶段还包括试验道路的排列运行是交错运行的。