CN203337378U - 涡轮增压器在线检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种涡轮增压器在线检测装置，它包括轴承润滑系统、压缩机端测试系统、涡轮端测试系统、与涡轮增压器的外壳相接触的振动传感器（207）、靠近涡轮增压器的涡轮端的噪声传感器（310）、靠近涡轮增压器的压缩机端的叶轮的速度传感器（105）。本实用新型检测耗时较短，不会对涡轮增压器内部的清洁度造成影响，可以对每台涡轮增压器进行检测以保证出厂的每台涡轮增压器均合格。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种涡轮增压器在线检测装置。
背景技术
涡轮增压器一般包括涡轮端、压缩机端以及中间体，涡轮端的涡轮和压缩机端的叶轮通过转轴连接实现同步转动，转轴安装在浮动轴承上，涡轮增压器利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮旋转，涡轮通过转轴带动叶轮旋转，而叶轮旋转会压送由空气滤清器管道送来的空气，使空气被压缩后进入气缸。
目前对生产完成后涡轮增压器的性能测试一般采取抽检，而且试验台一般利用燃烧室来加热压缩空气后送入涡轮增压器的涡轮端，来模拟涡轮增压器的工况，利用这种试验台来对涡轮增压器进行性能测试为全工况测试，耗时较长，一般需要3~5小时，而且经过测试后的涡轮增压器由于通入了燃烧加热后的压缩空气，涡轮增压器内部清洁度受到影响而无法销售，而且抽检无法保证出厂的每台涡轮增压器均合格。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供检测耗时较短，不会对涡轮增压器内部的清洁度造成影响，可以对每台涡轮增压器进行检测以保证出厂的每台涡轮增压器均合格的涡轮增压器在线检测装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的涡轮增压器在线检测装置，它包括：
轴承润滑系统，其包括润滑油油箱、一端与润滑油油箱的出口连接另一端与涡轮增压器的润滑油进口连接的进油管、一端与涡轮增压器的润滑油出口连接另一端与润滑油油箱的进口连接的回油管，进油管上设有润滑油油泵、润滑油流量测量仪、第三压力传感器和第三温度传感器；
压缩机端测试系统，其包括一端与大气连通另一端与压缩机端的进口连接的压缩机端进气管路、一端与大气连通另一端与压缩机端的出口连接的压缩机端排气管路，压缩机端进气管路上设有第一空气流量检测仪、第一压力传感器和第一温度传感器，压缩机端排气管路上设有第二温度传感器和第二压力传感器；
涡轮端测试系统，其包括一端与压缩空气气源连通另一端与涡轮端的进口连接的涡轮端进气管路、一端与大气连通另一端与涡轮端的出口连接的涡轮端排气管路，涡轮端进气管路上设有电控比例阀、第二空气流量检测仪、第四压力传感器和第四温度传感器，涡轮端排气管路上设有第五温度传感器和第五压力传感器；
振动传感器，其与涡轮增压器的外壳相接触；
噪声传感器，其靠近涡轮增压器的涡轮端；
速度传感器，其靠近涡轮增压器的压缩机端的叶轮。
采用以上装置后，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点：
本实用新型对涡轮增压器的检测耗时较短，一般只需要80秒，而且其不需要用燃烧室来加热压缩空气，使得不会对检测以后的涡轮增压器内部的清洁度造成影响，使得可以对生产完成的每台涡轮增压器进行检测，可以保证每台出厂的涡轮增压器均合格。
作为改进，所述的润滑油流量测量仪、第三压力传感器、第三温度传感器、速度传感器、第一空气流量检测仪、第一压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第二压力传感器、第二空气流量检测仪、第四压力传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第五压力传感器、振动传感器和噪声传感器的输出端均与一控制器的输入端电连接，控制器的输出端分别与润滑油油泵上的电控部件、电控比例阀和一显示器电连接。这样，可以通过控制器来自动读取数据，通过显示器显示，并进行相关运算，并与控制器内预存的相关标准值来比较以此来判断涡轮增压器的各部件是否符合使用要求。
作为改进，所述的压缩机端排气管路的一端设有第一电控截止阀，控制器的输出端与第一电控截止阀电连接。所述的涡轮端排气管路的一端设有第二电控截止阀，控制器的输出端与第二电控截止阀电连接。可以通过控制第一截止阀的开度和第二截止阀的开度来使得涡轮压缩机进出压差变大，来检测涡轮增压器上的排气旁通阀是否能在涡轮增压器进出口压差达到设定值时正常开启。
作为改进，所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端分成两条管路，两条管路上均设有一个第一电控截止阀，控制器的输出端分别与两个第一电控截止阀电连接。通过两个第一截止阀更容易精确控制压缩机端的出口的空气压力。
作为改进，所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端的端口处安装有第一消音器；所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端的两条管路的端口处均安装有第一消音器；所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端的端口处安装有第二消音器。第一消音器和第二消音器可以阻止声音传播而允许气流通过，可以大大减小气体流动发出的噪声，避免气体流动发出的噪声对噪声传感器产生干扰。
附图说明
图1是本实用新型涡轮增压器在线检测装置的原理图。
其中，1、压缩机端；101、第一过滤器；102、第一空气流量检测仪；103、第一压力传感器；104、第一温度传感器；105、速度传感器；106、第二温度传感器；107、第二压力传感器；108、第一电控截止阀；109、第一消音器；
2、轴承；201、润滑油油箱；202、润滑油油泵；203、第二过滤器；204、润滑油流量测量仪；205、第三压力传感器；206、第三温度传感器；207、振动传感器；
3、涡轮端；301、压缩空气进气口；302、电控比例阀；303、第二空气流量检测仪；304、第四压力传感器；305、第四温度传感器；306、第五温度传感器；307、第五压力传感器；308、第二电控截止阀；309、第二消音器；310、噪声传感器；
4、外壳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明。
由图1所示，本实用新型涡轮增压器在线检测装置包括轴承润滑系统，其包括轴承润滑系统、压缩机端测试系统、涡轮端测试系统、振动传感器、噪声传感器和速度传感器。
轴承润滑系统包括润滑油油箱201、一端与润滑油油箱201的出口连接另一端与涡轮增压器的润滑油进口连接的进油管、一端与涡轮增压器的润滑油出口连接另一端与润滑油油箱201的进口连接的回油管，进油管上设有润滑油油泵202、润滑油流量测量仪204、第三压力传感器205和第三温度传感器206。
压缩机端测试系统一端与大气连通另一端与压缩机端1的进口连接的压缩机端进气管路、一端与大气连通另一端与压缩机端1的出口连接的压缩机端排气管路，压缩机端进气管路上设有第一空气流量检测仪102、第一压力传感器103和第一温度传感器104，压缩机端排气管路上设有第二温度传感器106和第二压力传感器107。
涡轮端测试系统包括一端与压缩空气气源连通另一端与涡轮端3的进口连接的涡轮端进气管路、一端与大气连通另一端与涡轮端3的出口连接的涡轮端排气管路，涡轮端进气管路上设有电控比例阀302、第二空气流量检测仪303、第四压力传感器304和第四温度传感器305，涡轮端排气管路上设有第五温度传感器306和第五压力传感器307。
振动传感器207与涡轮增压器的外壳4相接触。
噪声传感器310靠近涡轮增压器的涡轮端3。
速度传感器105的探头靠近涡轮增压器的压缩机端1的叶轮，速度传感器105为电涡流传感器。
所述的润滑油流量测量仪204、第三压力传感器205、第三温度传感器206、速度传感器105、第一空气流量检测仪102、第一压力传感器103、第一温度传感器104、第二温度传感器106、第二压力传感器107、第二空气流量检测仪303、第四压力传感器304、第四温度传感器305、第五温度传感器306、第五压力传感器307、振动传感器207和噪声传感器310的输出端均与一控制器的输入端电连接，控制器的输出端分别与润滑油油泵202上的电控部件、电控比例阀302和一显示器电连接。
所述的压缩机端排气管路的一端设有第一电控截止阀108，控制器的输出端与第一电控截止阀108电连接。
所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端分成两条管路，两条管路上均设有一个第一电控截止阀108，控制器的输出端分别与两个第一电控截止阀108电连接。
所述的涡轮端排气管路的一端设有第二电控截止阀308，控制器的输出端与第二电控截止阀308电连接。
所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端的端口处安装有第一消音器109。
所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端的两条管路的端口处均安装有第一消音器109。
所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端的端口处均安装有第二消音器309。
所述的压缩机进气管路的与大气连通的一端设有第一过滤器101。
所述的进油管上设有第二过滤器203。
本实用新型涡轮增压器在线检测装置的工作过程如下：
（1）、开启润滑油油泵202，通过润滑油油泵202给涡轮增压器输送润滑油，并通过润滑油流量检测仪204、第三压力传感器205和第三温度传感器206来检测润滑油的流量是否在0.1-0.25L/min、润滑油的温度是否在40-50℃、润滑油的压力是否在5-6bar，如上述都是，即润滑油的流量在2-2.5L/min之间、润滑油的温度在40-50℃之间、润滑油的压力在5-6bar之间，则判定涡轮增压器符合使用要求，如上述有任意一项不是，则判定涡轮增压器不符合使用要求。
（2）、往涡轮端3通入压缩空气，并逐步增大电控比例阀302的开度，控制涡轮端3进气量到5-10kg/h、进气压力到70-90mbar，此时通过速度传感器105检测压缩机端1的叶轮是否旋转,如是，则判定涡轮增压器的启动转矩合格，如不是，则判定涡轮增压器的启动转矩不合格，这里涡轮端3进气量、进气压力的具体数值根据不同增压值的涡轮增压器而相应的设定，但涡轮端3进气量应在5-10kg/h之间，涡轮端3的进气压力应在70-90mbar之间，而且在叶轮启动并高速旋转后，一般要求其最高转速能达到150000~180000rmp。
（3）、通过第二空气流量检测仪303、第四压力传感器304、第四温度传感器305监测涡轮端进气管路的气体流量、压力、温度，通过速度传感器105监测压缩机端1的叶轮转速，通过控制器处理，分别实时绘制涡轮端进气管路的气体流量、压力、温度相对于叶轮转速的曲线，也就是说分别绘制以叶轮转速为自变量，以气体流量、压力、温度为应变量的曲线，判断温度是否在25-30℃，并分别设置涡轮端进气管路的气体流量、压力相对于叶轮转速的标准曲线，标准曲线根据不同增压值的涡轮增压器而相应的设置，分别将气体流量、压力相对于叶轮转速的曲线与相应的标准曲线进行比较，也就是说将实时绘制的气体流量相对于叶轮转速的曲线与气体流量相对于叶轮转速的标准曲线进行比较，将实时绘制的气体压力相对于叶轮转速的曲线与气体压力相对于叶轮转速的标准曲线进行比较，判断偏差是否在10%以内，如上述都是，也就是说如果气体温度在25-30℃之间、实时绘制的气体流量相对于叶轮转速的曲线与气体流量相对于叶轮转速的标准曲线相比偏差在10%以内、实时绘制的气体压力相对于叶轮转速的曲线与气体压力相对于叶轮转速的标准曲线相比偏差在10%以内，则判定符合涡轮增压器符合使用要求，如果上述有任意一项不是，则判定涡轮增压器不符合使用要求；
（4）、通过第五温度传感器306、第五压力传感器307监测涡轮端排气管路的气体压力、温度，通过速度传感器105监测压缩机端1的叶轮转速，通过控制器处理，分别实时绘制涡轮端排气管路的气体流量、压力、温度相对于叶轮转速的曲线，判断温度是否在10-20℃，并设置涡轮端排气管路的气体压力相对于叶轮转速的标准曲线，标准曲线根据不同增压值的涡轮增压器而相应的设置，将实时绘制的气体压力相对于叶轮转速的曲线与相应的标准曲线进行比较，也就是说将实时绘制的气体压力相对于叶轮转速的曲线与气体压力相对于叶轮转速的标准曲线进行比较，判断偏差是否在10%以内，如上述都是，也就是说如果气体温度在10-20℃之间、实时绘制的气体压力相对于叶轮转速的曲线与气体压力相对于叶轮转速的标准曲线相比偏差在10%以内，则判定符合涡轮增压器符合使用要求，如果上述有任意一项不是，则判定涡轮增压器不符合使用要求；
（5）、通过第一空气流量检测仪102、第一压力传感器103、第一温度传感器104监测压缩机端进气管路的气体流量、压力、温度，通过速度传感器105监测压缩机端1的叶轮转速，通过控制器处理，分别实时绘制压缩机端进气管路的气体流量、压力、温度相对于叶轮转速的曲线，判断温度是否在25-35℃，并分别设置压缩机端进气管路的气体流量、压力相对于叶轮转速的标准曲线，标准曲线根据不同增压值的涡轮增压器而相应的设置，分别将实时绘制的气体流量、压力相对于叶轮转速的曲线与相应的标准曲线进行比较，也就是说将实时绘制的气体流量相对于叶轮转速的曲线与气体流量相对于叶轮转速的标准曲线进行比较，将实时绘制的气体压力相对于叶轮转速的曲线与气体压力相对于叶轮转速的标准曲线进行比较，分别判断偏差是否在10%以内，如上述都是，也就是说如果气体温度在25-35℃之间、实时绘制的气体流量相对于叶轮转速的曲线与气体流量相对于叶轮转速的标准曲线相比偏差在10%以内、实时绘制的气体压力相对于叶轮转速的曲线与气体压力相对于叶轮转速的标准曲线相比偏差在10%以内，则判定符合涡轮增压器符合使用要求，如果上述有任意一项不是，则判定涡轮增压器不符合使用要求；
（6）、通过第二温度传感器106、第二压力传感器107监测压缩机端排气管路的气体压力、温度，通过速度传感器105监测压缩机端1的叶轮转速，通过控制器处理，分别实时绘制压缩机端排气管路的气体流量、压力、温度相对于叶轮转速的曲线，判断温度是否在45-55℃，并设置压缩机端排气管路的气体压力相对于叶轮转速的标准曲线，标准曲线根据不同增压值的涡轮增压器而相应的设置，将气体压力相对于叶轮转速的曲线与相应的标准曲线进行比较，也就是说将实时绘制的气体压力相对于叶轮转速的曲线与气体压力相对于叶轮转速的标准曲线进行比较，判断偏差是否在10%以内，如上述都是，也就是说如果气体温度在45-55℃之间、实时绘制的气体压力相对于叶轮转速的曲线与气体压力相对于叶轮转速的标准曲线相比偏差在10%以内，则判定符合涡轮增压器符合使用要求，如果上述有任意一项不是，则判定涡轮增压器不符合使用要求；
（7）、通过振动传感器207监测涡轮增压器运转过程中的振动，通过噪声传感器310监测涡轮增压器运转过程中的噪声，通过速度传感器105监测压缩机端1的叶轮转速，通过控制器处理，分别实时绘制振动、噪声相对于叶轮转速的曲线，并分别设置振动、噪声相对于叶轮转速的标准曲线，分别将振动、噪声相对于叶轮转速的曲线与相应的标准曲线进行比较，判断噪声的脉冲压力基于原点的偏差值是否在-5~5pa、振动的加速度值基于原点的偏差值是否在-20~20m/s2 ，如上述都是，则判定涡轮增压器符合使用要求，如上述有任意一项不是，则判定涡轮增压器不符合使用要求。
（8）、通过控制第一截止阀108的开度和第二电控截止阀308的开度分别使得压缩机端1和涡轮端3进出口压差达到1.45bar，当压缩机端1进出口压差达到1.45bar时，判断涡轮增压器上的排气旁通阀是否正常开启，如是，则判定排气旁通阀正常，如不是，则判定排气旁通阀故障，当涡轮端3进出口压差达到1.45bar时，判断涡轮增压器上的排气旁通阀是否正常开启，如是，则判定排气旁通阀正常，如不是，则判定排气旁通阀故障。
Claims (8)
1.一种涡轮增压器在线检测装置，其特征在于，它包括：
轴承润滑系统，其包括润滑油油箱（201）、一端与润滑油油箱（201）的出口连接另一端与涡轮增压器的润滑油进口连接的进油管、一端与涡轮增压器的润滑油出口连接另一端与润滑油油箱（201）的进口连接的回油管，进油管上设有润滑油油泵（202）、润滑油流量测量仪（204）、第三压力传感器（205）和第三温度传感器（206）；
压缩机端测试系统，其包括一端与大气连通另一端与压缩机端（1）的进口连接的压缩机端进气管路、一端与大气连通另一端与压缩机端（1）的出口连接的压缩机端排气管路，压缩机端进气管路上设有第一空气流量检测仪（102）、第一压力传感器（103）和第一温度传感器（104），压缩机端排气管路上设有第二温度传感器（106）和第二压力传感器（107）；
涡轮端测试系统，其包括一端与压缩空气气源连通另一端与涡轮端（3）的进口连接的涡轮端进气管路、一端与大气连通另一端与涡轮端（3）的出口连接的涡轮端排气管路，涡轮端进气管路上设有电控比例阀（302）、第二空气流量检测仪（303）、第四压力传感器（304）和第四温度传感器（305），涡轮端排气管路上设有第五温度传感器（306）和第五压力传感器（307）；
振动传感器（207），其与涡轮增压器的外壳（4）相接触；
噪声传感器（310），其靠近涡轮增压器的涡轮端（3）；
速度传感器（105），其靠近涡轮增压器的压缩机端（1）的叶轮。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器在线检测装置，其特征在于：所述的润滑油流量测量仪（204）、第三压力传感器（205）、第三温度传感器（206）、速度传感器（105）、第一空气流量检测仪（102）、第一压力传感器（103）、第一温度传感器（104）、第二温度传感器（106）、第二压力传感器（107）、第二空气流量检测仪（303）、第四压力传感器（304）、第四温度传感器（305）、第五温度传感器（306）、第五压力传感器（307）、振动传感器（207）和噪声传感器（310）的输出端均与一控制器的输入端电连接，控制器的输出端分别与润滑油油泵（202）上的电控部件、电控比例阀（302）和一显示器电连接。
3.根据权利要求2所述的涡轮增压器在线检测装置，其特征在于：所述的压缩机端排气管路的一端设有第一电控截止阀（108），控制器的输出端与第一电控截止阀（108）电连接。
4.根据权利要求2所述的涡轮增压器在线检测装置，其特征在于：所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端分成两条管路，两条管路上均设有一个第一电控截止阀（108），控制器的输出端分别与两个第一电控截止阀（108）电连接。
5.根据权利要求2所述的涡轮增压器在线检测装置，其特征在于：所述的涡轮端排气管路的一端设有第二电控截止阀（308），控制器的输出端与第二电控截止阀（308）电连接。
6.根据权利要求1所述的涡轮增压器在线检测装置，其特征在于：所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端的端口处安装有第一消音器（109）。
7.根据权利要求4所述的涡轮增压器在线检测装置，其特征在于：所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端的两条管路的端口处均安装有第一消音器（109）。
8.根据权利要求1所述的涡轮增压器在线检测装置，其特征在于：所述的压缩机端排气管路的与大气连通的一端的端口处安装有第二消音器（309）。
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