CN112834230B - 一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台，属于动力机械性能测试领域。该试验台由待测涡轮增压器，热气生成系统，涡轮进气阀，压气机出口调节阀和一个压气机运行环境模拟系统以及相应的连接管道组成。待测涡轮增压器压气机进出口分别与大气环境和一个压气机运行环境模拟系统相连通，通过改变压气机运行环境模拟系统储气罐中的气体压力，可拓宽待测涡轮增压器压气机的耗功范围，从而拓宽了待测涡轮增压器涡轮性能测试范围。本发明旨在解决采用涡轮增压器本身的压气机作为耗功装置进行涡轮增压器涡轮性能测试时，由于压气机耗功范围窄导致的涡轮性能测试范围不够的问题。

Description

一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台
技术领域
本发明涉及一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台，属于动力机械性能测试领域。
背景技术
为应对能源危机和环境危机，对车用内燃机的性能要求不断提高。涡轮增压技术的应用在提高内燃机的比功率和燃油经济性、降低排放等方面发挥了重要的作用。车用内燃机采用往复式活塞式内燃机，而涡轮增压器为旋转的叶轮机械，且车用内燃机工作范围宽，为了实现两者的良好匹配，需要对涡轮增压器性能进行准确的测试。由于涡轮增压器转速高，难以直接使用测功机进行涡轮增压器涡轮功的测试，宽工况范围内涡轮增压器涡轮效率特性的测试一直是涡轮增压器性能测试中的一个难点。
现有涡轮测功装置采用一个辅助制动的涡轮增压器来吸收涡轮功，并通过气源补气的方式来增加压气机的耗功，用来拓宽涡轮功的测试范围。但该装置在涡轮大负荷试验时，由于采用气源补气，补充的高压气体会对压气机的耗功产生影响，使得涡轮性能测试结果不稳定出现偏差。
发明内容
本发明的目的是拓宽涡轮增压器涡轮功测试范围，提供一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台；本发明采用涡轮增压器自带压气机作为测功机，通过改变压气机运行环境来改变压气机的耗功，以达到拓宽涡轮增压器涡轮功测试范围的目的。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台，包括燃烧室、待测涡轮增压器和调节阀，还包括压气机运行环境模拟系统；
所述一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台，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冷却器与一个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，一个处于打开状态，一个处于关闭状态；
所述一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台，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冷却器与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，一个处于打开状态，一个处于关闭状态；
所述一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台，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；
所述一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台，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；
所述热气生成系统包括燃烧室，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。
所述待测涡轮增压器涡轮与压气机进出口的管道上安装有测量压力，温度和流量的传感器，用于测量待测涡轮增压器涡轮和压气机进出口的压力，温度和流量参数；压气机安装有测量增压器转速的转速测量装置。
所述的压气机运行环境模拟系统包括储气罐，正压稳压阀，负压稳压阀,安全阀，气罐放气阀以及连接压气机出口的储气罐进口连接管和连接压气机进口的储气罐出口连接管。
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；
所述压气机运行环境模拟系统，该系统进口和出口分别与压气机出口冷却器和压气机进口冷却器相连，使得压气机进口温度稳定在设定范围内；
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储气罐数量至少为一个，当储气罐的数量为多个时，这些储气罐相互连接；
所述涡轮性能测试过程为外气源提供的压缩空气经燃烧系统与燃油混合点火燃烧后驱动涡轮运转或通过电加热器对气源空气进行加热驱动涡轮旋转；涡轮旋转驱动同轴的压气机旋转，通过改变压气机进出口阀门的开闭和压气机运行环境模拟系统压力来改变压气机的负载，完成不同工况的测试过程。
所述正常测试工况是指待测涡轮增压器压气机进出口与大气环境相连通的状态下进行的涡轮性能测试试验工况。
所述压气机加载工况是指待测涡轮增压器压气机进出口与压气机运行环境模拟系统相连通，与大气环境不连通，且压气机运行环境模拟系统中储气罐压力高于大气压力的状态下进行涡轮性能测试试验的工况。
所述压气机减载工况是指待测涡轮增压器压气机进出口与压气机运行环境模拟系统相连通，与大气环境不连通，且压气机运行环境模拟系统中储气罐压力低于大气压力的状态下进行涡轮性能测试试验的工况。
采用所述试验台对涡轮增压器涡轮性能进行测试的方法，包括如下步骤：
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
方式一：
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。
方式二：
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。从当前待测涡轮增压器压气机正在运行的减载工况开始测试待测涡轮增压器涡轮在相似转速n2下涡轮的性能。具体步骤如下：
a.设定负压稳压阀输出压力为低于大气压的某一压力,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n2不变，测量待测涡轮增压器在减载工况下该相似转速下的涡轮特性。
b.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a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该相似转速n2下待测涡轮增压器涡轮性能的测试。
c.关闭负压稳压阀，打开正压稳压阀，按照步骤二中操作过程，完成待测涡轮增压器压气机运行在加载工况时该相似转速n2下待测涡轮增压器涡轮性能的测试。
d.打开第一压气机出口调节阀，第一压气机进口调节阀，同时关闭第二压气机出口调节阀，第二压气机进口调节阀和正压稳压阀；回到步骤一的正常测试工况，按照步骤一中操作过程，完成待测涡轮增压器压气机运行在正常测试工况时该相似转速n2下待测涡轮增压器涡轮性能的测试。
e.从步骤一开始，按照上述过程，进行下一相似转速下涡轮性能的测试。
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。
本发明中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，可以根据操作者习惯进行更换。
有益效果
同现有的涡轮增压器涡轮性能测试试验台相比，本发明公布的涡轮增压器涡轮性能测试试验台，通过模拟不同的待测涡轮增压器压气机运行环境，扩充了待测涡轮增压器压气机实际运行范围，待测涡轮增压器压气机作为待测涡轮增压器涡轮的耗功装置，有效地拓宽了待测涡轮增压器涡轮性能的测试范围。宽范围的涡轮性能测试数据，对于实现涡轮增压器与发动机的良好的匹配具有重要的应用价值。
附图说明
图1为本发明试验台原理图；
图2为本发明试验台压气机运行环境模拟系统的一种其他实现方式实例。
图1中，1-待测涡轮增压器，2-待测涡轮增压器涡轮，3-热气生成系统，4-第一压气机出口调节阀，5-涡轮进气调节阀，6-气罐安全阀，7-正压稳压阀，8-负压稳压阀，9-气罐排气阀，10-压气机运行环境模拟系统，11-储气罐，12-储气罐出口，13-储气罐进口，14-压气机出口冷却器，15-压气机进口冷却器，16-第二压气机出口调节阀，17-第二压气机进口调节阀，18-第一压气进口调节阀，19-待测涡轮增压器压气机；图2中，20-第一气罐安全阀，21-储气罐进口,22-第二气罐安全阀,23-正压稳压阀,24-负压稳压阀,25-第一储气罐排气阀,26-第一储气罐,27-气罐连通管,28-第二储气罐排气阀,29-第二储气罐,30-储气罐出口。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方法对本发明内容作进一步的详细说明。
实施例1
参见图1，一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台，由待测涡轮增压器1，待测涡轮增压器涡轮2,热气生成系统3，第一压气机出口调节阀4，涡轮进气调节阀5，压气机运行环境模拟系统10，储气罐11，储气罐出口12，储气罐进口13，压气机出口冷却器14，压气机进口冷却器15，第二压气机出口调节阀16，第二压气机进口调节阀17，第一压气机进口调节阀18,待测涡轮增压器压气机19以及相应的连接管道等组成。
待测涡轮增压器1安装到试验台上，待测涡轮增压器涡轮2的进口与热气生成系统3的出口相连接；待测涡轮增压器压气机19的进口通过管道同时与第一压气机进口调节阀18和第二压气机进口调节阀17相连接，第一压气机进口调节阀18另一端通向大气环境，第二压气机进口调节阀17另一端经过压气机进口冷却器15与压气机运行环境模拟系统10的储气罐出口12相连接；待测涡轮增压器压气机19出口通过管道与第一压气机出口调节阀4和第二压气机出口调节阀16相连接，其中第一压气机出口调节阀4另一端通向大气环境，第二压气机出口调节阀16另一端经过压气机出口冷却器14与压气机运行环境模拟系统10的储气罐进口13相连接。
本实施实例提供了基于上述一种宽范围涡轮增压器涡轮性能测试试验台的试验方法，以某型车用涡轮增压器为例，具体实施骤如下：
试验开始前，涡轮进气调节阀5处于关闭状态，第一压气机出口调节阀4和第一压气机进口调节阀18处于打开状态，第二压气机出口调节阀16和第二压气机进口调节阀17处于关闭状态；开启润滑油供油系统为待测涡轮增压器1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点火压力。
开启涡轮进气调节阀5，气源压缩空气经热气生成系统3，进入待测涡轮增压器涡轮2的进口，驱动待测涡轮增压器1低速旋转；调节燃油压力到热气生成系统燃烧室点火所需压力，打开燃油喷油开关并点火，生成的高温燃气进入待测涡轮增压器涡轮2的进口驱动待测涡轮增压器1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5和燃油系统燃油压力使得待测涡轮增压器1转速为60000r/min和待测涡轮增压器涡轮2进口温度为600℃，此时,待测涡轮增压器涡轮2相似转速为
Figure BDA0002908949670000071
调节第一压气机出口调节阀4改变待测涡轮增压器压气机19的耗功，同时通过调节涡轮进气调节阀5和燃油压力保持待测涡轮增压器1转速60000r/min和待测涡轮增压器涡轮2进口温度为600℃，即维持涡轮相似转速
Figure BDA0002908949670000072
不变，记录该相似转速下待测涡轮增压器涡轮2在正常测试工况下不同工况点时待测涡轮增压器涡轮2性能的测试数据。
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16和第二压气机进口调节阀17；打开正压稳压阀7，设定正压稳压阀7输出压力为表压20kPa，使外气源气体进入储气罐11,逐步关闭第一压气机出口调节阀4和第一压气机进口调节阀18。
b.开启压气机出口冷却器14和压气机进口冷却器15,冷却温度设定为25℃；此时，待测涡轮增压器压气机19进气密度提高，处于加载状态。
c.调节第二压气机出口调节阀16改变待测涡轮增压器压气机19运行在加载工况下的耗功，同时调节涡轮进气调节阀5和燃油压力保持待测涡轮增压器1转速60000r/min和待测涡轮增压器涡轮2进口温度为600℃，即维持涡轮相似转速
Figure BDA0002908949670000081
不变，记录该相似转速下待测涡轮增压器涡轮2在表压20kPa加载测试工况下不同工况点时待测涡轮增压器涡轮2性能的测试数据。
d.重新设定正压稳压阀7输出压力为表压40kPa,60kPa,80kPa,重复步骤c试验过程，完成待测涡轮增压器涡轮2在待测涡轮增压器压气机19运行在加载工况下，完成在相似转速为
Figure BDA0002908949670000082
时，待测涡轮增压器涡轮2在不同加载工况下性能的测试。
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7，打开负压稳压阀8，设定负压稳压阀8输出压力为表压-5kPa。
b.调节第二压气机出口调节阀16改变待测涡轮增压器压气机19运行在减载工况下的耗功，同时调节涡轮进气调节阀5和燃油压力保持待测涡轮增压器1转速60000r/min和待测涡轮增压器涡轮2进口温度为600℃，即维持待测涡轮增压器涡轮2相似转速
Figure BDA0002908949670000083
不变，记录该相似转速下待测涡轮增压器涡轮2在表压-5kPa减载测试工况下不同工况点时待测涡轮增压器涡轮2性能的测试数据。
c.重新设定负压稳压阀8输出压力为表压-10kPa,-15kPa,-20kPa，重复步骤b试验过程，完成待测涡轮增压器涡轮2在待测涡轮增压器压气机19运行在减载工况下，相似转速为
Figure BDA0002908949670000084
时，测涡轮增压器涡轮2性能的测试。
步骤四 改变相似转速进行涡轮性能的测试
方式一：
打开第一压气机出口调节阀4，第一压气机进口调节阀18，同时关闭负压稳压阀8；回到步骤一的正常测试工况，调节涡轮进气调节阀5和燃油系统燃油压力使得待测涡轮增压器1的转速为80000r/min和待测涡轮增压器涡轮2的进口温度为600℃，此时涡轮相似转速为
Figure BDA0002908949670000091
重复步骤一，步骤二，步骤三完成相似转速
Figure BDA0002908949670000092
下待测涡轮增压器涡轮2性能的测试。
重复以上过程完成待测涡轮增压器1在转速为100000r/min，120000r/min，140000r/min，160000r/min，待测涡轮增压器涡轮2的进口温度为600℃时，
Figure BDA0002908949670000093
Figure BDA0002908949670000094
多个相似转速下待测涡轮增压器涡轮2性能的测试。
方式二：
调节涡轮进气调节阀5和燃油系统燃油压力使得待测涡轮增压器1转速为80000r/min和待测涡轮增压器涡轮2的进口温度为600℃，此时涡轮相似转速
Figure BDA0002908949670000095
从当前待测涡轮增压器压气机19正在运行的减载工况开始测试相似转速
Figure BDA0002908949670000096
下涡轮的性能。
具体步骤如下：
a.设定负压稳压阀8输出压力为表压-20kPa，改变压气机调节第二压气机出口调节阀16从而改变待测涡轮增压器压气机19运行在减载工况下的耗功，同时调节涡轮进气调节阀5和燃油压力保持待测涡轮增压器1转速80000r/min和待测涡轮增压器涡轮2进口温度为600℃，即维持待测涡轮增压器涡轮2相似转速
Figure BDA0002908949670000097
不变，记录该相似转速下待测涡轮增压器涡轮2在表压-20kPa减载测试工况下不同工况点时待测涡轮增压器涡轮2性能的测试数据。
b.重新设定负压稳压阀8输出压力为表压-15kPa，-10kPa，-5kPa,重复步骤a试验过程，完成待测涡轮增压器压气机19运行在减载工况下，待测涡轮增压器涡轮2在相似转速
Figure BDA0002908949670000098
下的性能测试。
c.关闭负压稳压阀8，打开正压稳压阀7，分别设定正压稳压阀7输出压力为表压20kPa,40kPa,60kPa,80kPa。按照步骤二中操作过程，完成待测涡轮增压器压气机19运行在加载工况时，待测涡轮增压器涡轮2在相似转速
Figure BDA0002908949670000101
下涡轮性能的测试。
d.打开第一压气机出口调节阀5，第一压气机进口调节阀18，同时关闭正压稳压阀7；回到步骤一的正常测试工况，按照步骤一中操作过程，完成待测涡轮增压器压气机19运行正常测试工况时，待测涡轮增压器涡轮2在相似转速
Figure BDA0002908949670000102
下涡轮性能的测试。
e.从步骤一开始重复以上过程完成待测涡轮增压器1的转速为100000r/min，120000r/min，140000r/min，160000r/min，待测涡轮增压器涡轮2的进口温度为600℃时，
Figure BDA0002908949670000103
Figure BDA0002908949670000104
多个相似转速下待测涡轮增压器涡轮2性能的测试。
本实施实例仅介绍了待测涡轮增压器涡轮2性能测试的两种不同的实现方式，旨在说明在实际试验中，待测涡轮增压器涡轮2性能测试方法具有多种不同的操作步骤，三个测试工况的无固定的先后顺序，可以根据操作者习惯进行顺序更换。
压气机运行环境模拟系统中储气罐的数量至少为一个，为了减少待测涡轮增压器压气机19出口气流对待测涡轮增压器压气机19进气的影响,压气机运行环境模拟系统10也可采用两个气罐或多个气罐相连接的方式实现,运行环境模拟系统10另一个实施实例如图2所示。
因此，需要说明的是：尽管本文描述了本发明内容的一种具体实施方式，但本领域的相关技术人员能够构想出一些不改变实质性发明内容的实施方式的修改和变化，例如，本实例所述的热气生成系统3也可以用电加热器加热空气的方法实现。因此，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均应落在本发明要求的保护范围内。应当理解的是，所附权利要求意在涵盖在本质上与本发明实质性内容相同的这些修改和变化。

Claims (4)

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。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113375944A (zh) * 2021-06-03 2021-09-10 哈尔滨工程大学 废气涡轮增压器综合试验台系统
CN114323613A (zh) * 2021-12-23 2022-04-12 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种微小型压气机、涡轮综合性能试验台及试验方法
CN115356122B (zh) * 2022-10-24 2023-06-13 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种压气机的加温加压试验方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3019788A1 (de) * 1979-06-11 1980-12-18 Cummins Engine Co Inc Verfahren zum pruefen der treibstoffzufuehrungseinrichtung eines triebwerkes sowie einrichtung zur durchfuehrung desselben
CN101672729A (zh) * 2009-10-14 2010-03-17 清华大学 高空低气压内燃机压气机特性模拟试验台
CN103630364A (zh) * 2013-12-10 2014-03-12 中国重汽集团济南动力有限公司 一种模拟高原环境试验柴油机的方法及其系统
CN104632356A (zh) * 2014-12-18 2015-05-20 清华大学 带压缩空气储存装置的并联式发动机两级增压系统及车辆
CN110036206A (zh) * 2017-02-16 2019-07-19 日野自动车株式会社 状态量估计装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4277830A (en) * 1979-06-11 1981-07-07 Cummins Engine Company, Inc. Diagnosis of engine turbocharger performance
JPS58152521U (ja) * 1982-04-07 1983-10-12 株式会社小松製作所 タ−ボ過給エンジン
US7380447B2 (en) * 2006-06-10 2008-06-03 Ford Global Technologies. Llc Method and system for transient airflow compensation in an internal combustion engine
CN101149308B (zh) * 2007-11-01 2010-11-10 北京理工大学 带有辅助制动系统的涡轮增压器性能测试试验台
CN101832176B (zh) * 2009-03-09 2012-12-26 大连理工大学 发动机
DE102010034727A1 (de) * 2010-08-18 2012-02-23 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Verfahren zum Regeln eines stabilen Betriebs eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine und eine entsprechende Vorrichtung
US9322480B2 (en) * 2012-11-12 2016-04-26 Ford Global Technologies, Llc Turbocharger arrangement and set of feedbacks for electric actuator control
CN103362636A (zh) * 2013-08-02 2013-10-23 中国人民解放军军事交通学院 一种车用柴油机高原二级可调增压系统及控制方法
CN103867348B (zh) * 2014-03-27 2016-05-25 天津大学 用于控制共轨发动机瞬态工况燃烧噪声的系统装置
CN104500213B (zh) * 2014-10-27 2017-01-18 浙江大学 一种涡轮增压发动机压缩空气回收及补气系统及其方法
KR101688865B1 (ko) * 2015-04-13 2016-12-22 한국기계연구원 터보차저 성능 평가 장치
US10151236B2 (en) * 2015-07-22 2018-12-11 Ford Global Technologies, Llc Exhaust control valve controlling exhaust gas flow in a turbocharger system
CN105223008A (zh) * 2015-09-29 2016-01-06 安徽江淮汽车股份有限公司 一种涡轮增压器试验装置
CN105115720B (zh) * 2015-10-12 2018-03-02 凤城市时代龙增压器制造有限公司 带有高压气体分流装置的双涡轮增压器性能测试试验台
CN105699069B (zh) * 2016-04-26 2018-10-30 福州大学 一种补气式涡轮增压器性能试验台及其试验方法
CN106596084B (zh) * 2016-12-08 2018-12-28 北京理工大学 一种涡轮增压器启停寿命测试装置
CN110455509B (zh) * 2019-08-07 2021-05-11 中国北方发动机研究所(天津) 一种涡轮增压器试验台
CN110595789A (zh) * 2019-10-27 2019-12-20 楼蓝科技(苏州)有限公司 一种用于燃气轮机空气流量调试的流量台系统
CN112031924A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 东风商用车有限公司 发动机用电动增压后置的多级混合增压系统
CN112031925A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 东风商用车有限公司 发动机用电动增压前置的多级混合增压系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3019788A1 (de) * 1979-06-11 1980-12-18 Cummins Engine Co Inc Verfahren zum pruefen der treibstoffzufuehrungseinrichtung eines triebwerkes sowie einrichtung zur durchfuehrung desselben
CN101672729A (zh) * 2009-10-14 2010-03-17 清华大学 高空低气压内燃机压气机特性模拟试验台
CN103630364A (zh) * 2013-12-10 2014-03-12 中国重汽集团济南动力有限公司 一种模拟高原环境试验柴油机的方法及其系统
CN104632356A (zh) * 2014-12-18 2015-05-20 清华大学 带压缩空气储存装置的并联式发动机两级增压系统及车辆
CN110036206A (zh) * 2017-02-16 2019-07-19 日野自动车株式会社 状态量估计装置

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