CN1800805A - 一种涡轮增压器实验台脉冲发生器 - Google Patents
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Abstract
一种涡轮增压器实验台脉冲发生器属于内燃机涡轮机械设计技术领域。其特征在于，含有，一根由电机驱动的转轴，以所述转轴为圆心，分布着可随该转轴旋转的N对弧形盘片，N为大于等于1的自然数，所述每一对盘片以所述转轴为中心对称分布；所述盘片面向流向涡轮的气流方向。盘片上可以开通孔，通孔的形状相同，且在相位上相差180度。盘片也可以是密封的盘片。本发明能够调节脉冲的形状，且结构简单，易于加工；本脉冲发生器产生的压力波可以用来模拟发动机实际运行条件下的压力波，为涡轮增压器在非定常压力波条件下的性能实验提供了条件。
Description
技术领域：
一种涡轮增压器实验台脉冲发生器属于内燃机涡轮机械设计技术领域。
技术背景：
涡轮增压技术通过提高进气密度全面改善发动机的动力性、经济性以及排放指标等综合性能，被誉为内燃机发展史上的第二个里程碑。随着汽车工业发展对车用内燃机动力性、经济性和排放要求的不断提高，涡轮增压逐渐成为车用内燃机领域最主要的发展方向之一。
涡轮增压利用发动机排气管排出的具有一定压力的高温废气，驱动涡轮旋转做功，带动与涡轮同轴的压气叶轮旋转，将进气进行压缩并送入气缸与燃油混合燃烧。涡轮增压器是涡轮增压发动机的核心部件，其性能的好坏直接影响发动机的综合性能。不过，作为一种技术密集型的现代高技术热力流体机械，由于涡轮增压器内部气流的热力过程极度复杂，以及气流在涡轮增压器内部物理参数巨大的变化，使得对涡轮增压器内部气流流动过程的理论分析极为困难。因而，实验技术对于涡轮增压发动机的发展具有举足轻重的作用，涡轮增压技术的每一项重要发展都离不开实验技术的提高。
现有的涡轮增压器实验台一般只能对稳态条件下涡轮和压气机的性能参数进行测量。而在发动机实际运行条件下，由于活塞式内燃机的往复运动和排气门的周期性开启与闭合使得涡轮工作在压力脉冲条件下，其性能与稳态条件下有显著差别。对脉冲条件下压力波动与涡轮内部流场之间的相互作用及其对涡轮性能的影响机制进行实验研究对于提高涡轮非稳态工作性能具有重要意义。
发明内容：
本发明的目的在于，设计一种涡轮增压器实验台的脉冲发生器，该脉冲发生器在被测涡轮的入口处产生振幅、频率和波形都可以控制的非定常压力波，使得模拟发动机实际运行条件进行涡轮性能试验成为可能。
本发明的特征在于，含有，一根由电机驱动的转轴，以所述转轴为圆心，分布着可随该转轴旋转的N对弧形盘片，N为大于等于1的自然数，所述每一对盘片以所述转轴为中心对称分布；所述盘片面向流向涡轮的气流方向。
在所述盘片上开有供气流通过的通孔，所述每一对对称的盘片上的通孔的形状相同，且在相位上相差180度。
所述盘片是密封的盘片，所述N对密封的盘片沿着转轴间隔分布。
在所述盘片外还围有一个密封盘。
所述盘片由与转轴固定的连杆固定。
试验证明，本发明所提出的脉冲发生器能够调节脉冲的形状，且结构简单，易于加工；本脉冲发生器产生的压力波可以用来模拟发动机实际运行条件下的压力波，为涡轮增压器在非定常压力波条件下的性能实验提供了条件。
附图说明：
图1为脉冲发生器在空气系统实验台中的位置示意图，其中9-高压气源，10-过滤器，11-流量计，12-压力调节阀，13-两位四通阀，14-压气机出口管路，15-波纹节，16-燃烧室/加热器，17-涡轮进口，18-压力调节阀，19-脉冲发生器，20-电机；
图2为脉冲发生器的工作原理示意图，其中1-密封盘，2、3-连杆，4、5-弧形盘片，6-进气口，7-出气口；
图3和图4为脉冲发生器转子部件的侧视图，其中：(a)为连杆2的侧视图，(b)为连杆3的侧视图，(c)为盘片4的侧视图，(d)为盘片5的侧视图；
图4为密封盘片8的侧视图；
图5为脉冲发生器使用密封盘片8的工作原理示意图，其中1-密封盘，2、3-连杆，6-进气口，7-出气口，8-密封盘片。
具体实施方式：
结合附图进行具体说明，脉冲发生器的安装位置示例如图1所示。在实例图中，脉冲发生器安装于涡轮系统的旁通管路中，脉冲发生器的位置可以改变，例如安装于涡轮系统的主管路中，只要位于涡轮的入口处就可。脉冲发生器为一旋转式机械装置，由附加的变频电机驱动。压力脉冲的振幅通过脉冲发生器进气端的压力调节阀12进行调节；压力脉冲的频率通过变频电机20的转速进行控制；压力波的形状则通过脉冲发生器转子的不同设计来实现。图1中的其它部件是涡轮进气系统的一般结构，本发明不再进行具体叙述。
脉冲发生器的基本结构示意见图2。密封盘1内是由连杆2、3和弧形盘片4、5通过螺栓连接组成的转盘。连杆的数目是任意的，即可固定对多盘片，这里以最简单的两个连杆说明脉冲发生器的工作原理。连杆和盘片的侧视图如图3所示。连杆2和3之间的夹角α可以随盘片4和5的长度进行改变。盘片是轴对称的，其上开孔，每一对孔的形状在相位上相差180°。当孔与进出口相通时，脉冲发生器处于导通状态，其余时间则处于阻断状态。图2的(a)和(b)分别为盘片4和盘片5处于导通状态时的示意图。可知转盘旋转一周将产生两种不同波形的脉冲。盘片上孔的形状的不同导致所形成的脉冲形状的不同。本装置能够通过改变盘片的数量和形状达到改变脉冲在单位时间内的个数和波形的目的。电机的输出轴与脉冲发生器的中轴相连，带动脉冲发生器的转盘旋转。
另外，还可以使用图4中所示的盘片型式，即在盘片上不开孔。此种盘片如果与一对开孔式盘片组合，则转盘旋转一周产生一对脉冲；若只使用一对该密封盘片，则其原理如图5所示：当盘片与进、出口重合时，脉冲发生器处于阻断状态，如(a)所示，(b)则处于导通状态。可以根据盘片的对数来确定脉冲数。
盘片的组合方式可以有多种，如通孔的和密封的结合，通孔之间相互间隔等，根据试验需要来确定。
本发明的特点是除了对脉冲的振幅和频率进行控制外，还能够调节脉冲的形状。盘片结构简单，易于加工；与连杆之间的拆装非常方便；密封式盘片更易于加工，能够形成系列式盘片，形成持续角不同的压力脉冲。本装置能够同时产生不同的压力脉冲，并且脉冲之间的相位差可以调节，用来模拟发动机实际运行条件下存在反射压力波的复杂运行条件，为涡轮增压器在非定常压力波条件下的性能实验提供条件。
Claims (4)
1、一种涡轮增压器实验台脉冲发生器，其特征在于，含有，一根由电机驱动的转轴，以所述转轴为圆心，分布着可随该转轴旋转的N对弧形盘片，N为大于等于1的自然数，所述每一对盘片以所述转轴为中心对称分布；所述盘片面向流向涡轮的气流方向。
2、如权利要求1所述的涡轮增压器实验台脉冲发生器，其特征在于，在所述盘片上开有供气流通过的通孔，所述每一对对称的盘片上的通孔的形状相同，且在相位上相差180度。
3、如权利要求1所述的涡轮增压器实验台脉冲发生器，其特征在于，所述盘片是密封的盘片。
4、如权利要求1所述的涡轮增压器实验台脉冲发生器，其特征在于，所述盘片由与转轴固定的连杆固定。
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|---|---|---|---|
| CN 200610002142 CN1800805A (zh) | 2006-01-19 | 2006-01-19 | 一种涡轮增压器实验台脉冲发生器 |
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| CN 200610002142 CN1800805A (zh) | 2006-01-19 | 2006-01-19 | 一种涡轮增压器实验台脉冲发生器 |
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| CN1800805A true CN1800805A (zh) | 2006-07-12 |
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Family Applications (1)
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| CN 200610002142 Pending CN1800805A (zh) | 2006-01-19 | 2006-01-19 | 一种涡轮增压器实验台脉冲发生器 |
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| CN (1) | CN1800805A (zh) |
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-
2006
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