CN105223008A - 一种涡轮增压器试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机增压器测试技术领域，公开了一种涡轮增压器试验装置，包括第一风机，连接于所述第一风机与涡轮机入口间的涡轮机进气管道，设于所述涡轮机进气管道上的调节阀、第一温度传感器和第一压力传感器，连接于所述涡轮机出口处的涡轮机排气管道，设于所述涡轮机排气管道上的第二温度传感器、第二压力传感器和第一流量测量仪，连接于压气机入口处的压气机进气管道和连接于所述压气机出口处的压气机排气管道，所述压气机进气管道的端头与大气相通，且压气机排气管道上设有节流阀和第二流量测量仪、第三温度传感器和第三压力传感器。该试验装置能够使涡轮增压器实现工作运转状态，从而实现对涡轮增压器多种工作性能的检测，方便实用。

Description

一种涡轮增压器试验装置

技术领域

本发明涉及发动机增压器测试技术领域，尤其涉及一种涡轮增压器试验装置。

背景技术

涡轮增压器是目前常用的一种汽车发动机增压器，其利用发动机排气带动涡轮机中的废气涡轮旋转，从而带动同轴的压气机的叶轮旋转，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压后进入气缸，从而提高充气效率，优化发动机的燃烧过程。

在发动机试验研发阶段，需要对涡轮增压器进行性能验证。参考图1，为目前常用的涡轮增压器试验装置的原理图，包括驱动增压器废气涡轮转动的风机1'和进气叶轮的卡死结构2'，以及设置在涡轮机3'进气通道上的压力调节阀4'、旁通阀5'和第一压力传感器6'，涡轮机3'的排气通道上还依次设有第二压力传感器7'、温度传感器8'和流量传感器9'，图中箭头方向为气体流动方向。试验时，使用卡死结构2'将压气机10'的进气叶轮卡死，使涡轮不能转动，保持进气温度不变，不断改变进行压力，观察涡轮机3'出口处的压力、流量等参数的变化，并绘制对应的map图。如果得到的map图与对照的基准图不一致，则判定检测的增压器的蜗壳异常；反之，蜗壳则为合格成品。

目前使用的这种试验装置，由于试验时增压器与其实际工作状态不同，因此只能对增压器蜗壳的一致性进行检测，功能过于单一，难以满足发动机增压器开发的试验要求，适用性差。

因此，本领域技术人员需要开发新型的涡轮增压器试验装置，以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮增压器试验装置，可使涡轮增压器实现与正常工作状态相同的检测运转模式，便于对增压器的多种工作性能进行检测，提高了试验装置的便利性和适应性。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种涡轮增压器试验装置，包括第一风机，连接于所述第一风机与涡轮机入口间的涡轮机进气管道，设于所述涡轮机进气管道上的调节阀、第一温度传感器和第一压力传感器，连接于所述涡轮机出口处的涡轮机排气管道，设于所述涡轮机排气管道上的第二温度传感器、第二压力传感器和第一流量测量仪，连接于压气机入口处的压气机进气管道和连接于所述压气机出口处的压气机排气管道，所述压气机进气管道的端头与大气相通，且压气机排气管道上设有节流阀和第二流量测量仪、第三温度传感器和第三压力传感器。

优选地，所述涡轮增压器试验装置还包括机油存储冷却装置和机油泵，所述机油泵连通所述机油存储冷却装置和待测涡轮增压器。

优选地，所述涡轮增压器试验装置还包括与待测涡轮增压器的执行器连通的第二风机和/或真空泵，所述第二风机与所述执行器连接的通路上和所述真空泵与所述执行器连接的通路上均设有电磁阀。

优选地，所述第二风机与所述执行器连接的通路上和所述真空泵与所述执行器连接的通路上还均设有压力位移测量仪。

优选地，所述涡轮机排气管道和所述压气机排气管道上分别设有消音器。

优选地，所述涡轮机进气管道上还设有过滤器。

优选地，所述压气机进气管道上设有转速测量仪。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的涡轮增压器试验装置为鼓风式的试验装置，即采用风机模拟发动机排气，带动涡轮机转动，并带动压气机转动吸气，涡轮机和压气机均具备进气道和排气道。在该试验装置中进行检测的涡轮增压器，可实现与其在发动机带动下正常工作状态相同的检测运转模式，因此，可对涡轮增压器的蜗壳一致性、耐久性、漏油及振动与噪音等多种工作性能进行评价，该试验装置实用且方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中

图1为现有技术中涡轮增压器试验装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的涡轮增压器试验装置的示意图；

图3为图2中的涡轮增压器试验装置进行漏油检测时的局部示意图。

其中上述附图中的标号说明如下：

1'-风机，2'-卡死结构，3'-涡轮机，4'-压力调节阀，5'-旁通阀，6'-第一压力传感器，7'-第二压力传感器，8'-温度传感器，9'-流量传感器，10'-压气机；

1-第一风机，2-涡轮机进气管道，3-调节阀，4-第一温度传感器，5-第一压力传感器，6-涡轮机排气管道，7-第二温度传感器，8-第二压力传感器，9-第一流量测量仪，10-压气机进气管道，11-压气机排气管道，12-节流阀，13-第二流量测量仪，14-第三温度传感器，15-第三压力传感器，16-机油存储冷却装置，17-机油泵，18-第二风机，19-真空泵，20电磁阀，21-压力位移测量仪，22-消音器，23-过滤器，24-转速测量仪；

A-涡轮机，B-压气机，C-执行器；

a、b、c、d-漏油试验的监测点。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。

参考图2，本发明实施例提供的涡轮增压器试验装置，包括第一风机1，用于模拟发动机排气，驱动涡轮机A运动，所述第一风机1与涡轮机A入口间为涡轮机进气管道2，所述涡轮机进气管道2上设有调节阀3、第一温度传感器4和第一压力传感器5，调整所述调节阀3，可用于模拟不同工况下的发动机排气，所述涡轮机A的出口处连接有涡轮机排气管道6，所述涡轮机排气管道6上设有第二温度传感器7、第二压力传感器8和第一流量测量仪9；与所述涡轮机A同轴设置的压气机B的入口处连接有压气机进气管道10，且其出口处连接有压气机排气管道11，所述压气机进气管道10的端头与大气相通，所述压气机进排气管道11上设有节流阀12和第二流量测量仪13、第三温度传感器14和第三压力传感器15。

利用上述涡轮增压试验装置进行试验时，所述第一风机1驱动所述涡轮机A运动，并带动所述压气机B同轴转动，使得待检测的涡轮增压器可实现与其正常工作状态下相同的运转状态；并且，通过所述调节阀3、所述节流阀12等的调节作用，可实现对不同工况下涡轮增压器运转状态的模拟，并可通过各个通道上的压力传感器、温度传感器、流量测量仪等检测设备对涡轮增压器的运转状态实时监测，保证其与正常工作状态的一致性。由于该试验装置模拟了涡轮增压器的实际工作状态，因此其除了可对现有技术中的涡轮增压器蜗壳的一致性进行检测外，还可对涡轮增压器的进气性能、是否漏油、耐久性、振动与噪声等多种工作性能进行检测，使用方便，适应性强。

具体地，通过检测所述第一压力传感器5和所述第二流量测量仪13的示数，即可实现对不同发动机排气被压对涡轮增压器进气量的影响的检测。而在此试验装置中，将涡轮增压器运行在不同的工况，并借助NVH检测设备，即可对涡轮增压振动与噪声性能进行试验分析。

参考图3，为利用本发明提供的试验装置进行漏油检测试验的局部示意图，a、b、c、d分别为检测点。由于增压器机油密封主要靠涡轮旋转产生的压力，若要使涡轮机与压气机之间的中间体的机油不会倒灌进涡轮机和压气机，要满足各点压力符合以下条件：Pa＞Pb且Pc＞Pd，只要涡轮转速最低(壳体内压力最小)的工况能够满足上述条件即可。检测时，利用所述第一风机1提供进气，通过所述调节阀3调节增压器到某一转速，该转速为发动机怠速工况对应的增压器转速，测量此时各点的压力Pa，Pb，Pc，Pd，分析是否存在漏油的风险。

为了方便调节涡轮增压器的转速，所述压气机进气管道10上还设有转速测量仪24，辅助调节阀3的调节，使得转速调节更加准确。

另外，在汽车行驶中，当发动机高负荷运转时，尾气排量增加，废气涡轮转速增加，涡轮机内压力迅速升高；增压器涡轮机装有旁通阀，当涡轮机压力达到一定值时，旁通阀打开，释放部分压力，保证系统压力在许用范围内，旁通阀的行程是通过执行器负责控制的。由于旁通阀反复开合，控制其工作的执行器需要具备一定的耐久性。利用本发明中的试验装置，也可对执行器的耐久性进行检测。

具体地，通过所述第一风机1提供进气，通过所述调节阀3调节执行器C的开启点，通过改变进气流量反复开启闭合旁通阀到规定次数后，拆解增压器观察执行器状态，即可判断执行器的耐久性是否满足规定的要求。

进一步地，所述涡轮增压器试验装置还包括与待测涡轮增压器的执行器C连通的第二风机18和/或真空泵19，所述第二风机18与所述执行器C连接的通路或所述真空泵19与所述执行器C连接的通路上均设有电磁阀20，通过所述电磁阀20可以开启或关闭所述第二风机18和所述真空泵19，从而强制开启执行器，这样也可进行执行器耐久性的评价试验。所述第二风机18与所述真空泵19可同时设置或设置其中的一个，主要对不同类型的执行器试验时使用。

另外，所述第二风机18与所述执行器C连接的通路或所述真空泵19与所述执行器C连接的通路上还均设有压力位移测量仪21，所述压力位移传感器21可以实时得到执行器行程，用以分析旁通阀开度与进气压力的关系。

在上述技术方案的基础上，所述涡轮增压器试验装置还包括机油存储冷却装置16和机油泵17，所述机油泵17连通所述机油存储冷却装置16和待测涡轮增压器，所述机油存储冷却装置16和机油泵17组成的机油冷却系统为待测涡轮增压器提供冷却和润滑，使得待测涡轮增压器更接近实际工作装状态。

由于高压空气会在排气口产生啸鸣，因此所述涡轮机排气管道6和所述压气机排气管道11上还分别设有消音器22，消除噪音，优化试验环境。

另外，所述涡轮机进气管道2上还设有过滤器23，去除进入涡轮机A中的气体的杂质，防止影响涡轮机A的工作性能。

在本发明实施例中提供的轮增压器试验装置中，还优选设有专门的控制单元，集中控制调节各监测设备、调节阀、节流阀、电磁阀、机油冷却系统等的工作状态，提高试验装置的自动化程度和精确性。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种涡轮增压器试验装置，其特征在于，包括第一风机(1)，连接于所述第一风机(1)与涡轮机(A)入口间的涡轮机进气管道(2)，设于所述涡轮机进气管道(2)上的调节阀(3)、第一温度传感器(4)和第一压力传感器(5)，连接于所述涡轮机(A)出口处的涡轮机排气管道(6)，设于所述涡轮机排气管道(6)上的第二温度传感器(7)、第二压力传感器(8)和第一流量测量仪(9)，连接于压气机(B)入口处的压气机进气管道(10)和连接于所述压气机(B)出口处的压气机排气管道(11)，所述压气机进气管道(10)的端头与大气相通，且所述压气机排气管道(11)上设有节流阀(12)和第二流量测量仪(13)、第三温度传感器(14)和第三压力传感器(15)。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器试验装置，其特征在于，还包括机油存储冷却装置(16)和机油泵(17)，所述机油泵(17)连通所述机油存储冷却装置(16)和待测涡轮增压器。

3.根据权利要求2所述的涡轮增压器试验装置，其特征在于，还包括与待测涡轮增压器的执行器(C)连通的第二风机(18)和/或真空泵(19)，所述第二风机(18)与所述执行器(C)连接的通路上和所述真空泵(19)与所述执行器(C)连接的通路上均设有电磁阀(20)。

4.根据权利要求3所述的涡轮增压器试验装置，其特征在于，所述第二风机(18)与所述执行器(C)连接的通路上和所述真空泵(19)与所述执行器(C)连接的通路上还均设有压力位移测量仪(21)。

5.根据权利要求4所述的涡轮增压器试验装置，其特征在于，所述涡轮机排气管道(6)和所述压气机排气管道(11)上分别设有消音器(22)。

6.根据权利要求5所述的涡轮增压器试验装置，其特征在于，所述涡轮机进气管道(2)上还设有过滤器(23)。

7.根据权利要求6所述的涡轮增压器试验装置，其特征在于，所述压气机进气管道(10)上设有转速测量仪(24)。