RU138586U1

RU138586U1 - STAND FOR TESTING TURBOCHARGERS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: RU138586U1
Application number: RU2013142739/02U
Authority: RU
Inventors: Валерий Наумович Каминский; Роман Валерьевич Каминский; Сергей Владимирович Сибиряков; Алексей Витальевич Лазарев; Сергей Анатольевич Корнеев; Иван Николаевич Григоров; Евгений Александрович Костюков; Вячеслав Сергеевич Шаранов; Александр Сергеевич Филиппов; Антон Сергеевич Сергеев; Анатолий Андреевич Гусак
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2014-03-20

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к испытательной технике, а именно к средствам для испытания турбокомпрессоров, агрегатированых с двигателями, приводимыми ими в действие. Задача предлагаемой полезной модели состоит в повышении точности и эффективности проводимых испытаний на любых нагрузочных режимах путем имитации реальных режимов нагружения испытываемых турбокомпрессоров, а также в расширении диапазона мощностей и номенклатуры испытываемых турбокомпрессоров с увеличенными диаметрами рабочих колес компрессора и с охлаждением среднего корпуса. Предлагаемый стенд для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания содержит сообщенные с атмосферой патрубки подвода воздуха к испытываемому ТКР и отвода уходящих газов, обводной U-образный воздухоподающий патрубок, сообщающий напорный патрубок компрессора с входным патрубком турбины испытываемого ТКР, систему «горячего» запуска турбины испытуемого ТКР, включающую камеру сгорания для сжигания углеводородного топлива, размещенную в ветви обводного патрубка перед входным патрубком турбины ТКР и снабженную по меньшей мере одной топливной форсункой, систему « холодного» запуска турбины испытываемого ТКР, включающую компрессорную станцию, подключенную выходным напорным патрубком к обводному воздухоподающему патрубку перед входным патрубком турбины ТКР, средства для контроля параметров испытываемого ТКР и устройство управления стендом, содержащее пульт управления ТКР с блоком управления, включающим программный пакет, панель управления, органы управления, размещенные на панели управления, и элемент преобразования сигналов указанных средств, выполненный в виде контроллера, при этом выходы указанных средств для контроля параметров испытываемого ТКР соединены с блоком управления, а также воздухоподаюшую, топливную и масляную системы, которые осуществляют функционирование стенда. Выходной напорный патрубок компрессорной станции снабжен виброкомпенсатором и двумя управляемыми перепускными клапанами с регулируемыми поворотными заслонками, один из которых, ближайший к компрессорной станции, установлен с возможностью выполнения функции аварийного клапана. Обводной воздухоподающий патрубок в зоне между обеими его ветвями снабжен сообщенным с ним спускным ответвлением, с противоположного торца сообщенным с атмосферой и снабженным управляемым перепускным клапаном с регулируемой поворотной заслонкой, при этом в каждой ветви обводного патрубка установлен термокомпенсатор. Ветвь обводного патрубка, сообщенная с компрессором ТКР, дополнительно снабжена управляемым перепускным клапаном с регулируемой поворотной заслонкой, размещенным между термокомпенсатором этой ветви и местом подключения спускного ответвления к обводному патрубку, а ветвь обводного патрубка, содержащая камеру сгорания, дополнительно снабжена байпасным трубопроводом и тремя управляемыми перепускными клапанами с регулируемыми поворотными заслонками, из которых один клапан размещен в зоне между спускным ответвлением и выходным напорным патрубком компрессорной станции, второй клапан размещен в ветви обводного патрубка между термокомпенсатором этой ветви обводного патрубка и камерой сгорания ее содержащей, считая по направлению движения воздушного потока от компрессорной станции, и третий клапан размещен в байпасном трубопроводе, сообщенном с ветвью обводного патрубка до и после третьего клапана. Средства для контроля параметров испытываемого ТКР дополнительно содержат датчики расхода воздуха, размещенные в ветви обводного патрубка, содержащей камеру сгорания, и перед воздушным фильтром компрессора испытываемого ТКР, а также датчики температуры и давления воздуха в выходном напорном патрубке компрессорной станции. Камера сгорания дополнительно снабжена индикатором и детектором пламени. Устройство управления стендом дополнительно содержит шкаф управления, подключенный к пульту управления посредством внутренней шины «Х2Х», включающий входной клеммный терминал, системы ввода и вывода, приводы и выходной клеммный терминал. Элемент преобразования сигналов средств для контроля параметров выполнен в виде контроллера, введенного в состав блока управления, причем шкаф управления подключен входом своей системы ввода к выходам средств контроля параметров испытываемого ТКР и к выходам приводов, а органы управления, размещенные на панели управления, включают регуляторы, выполненные, например, в виде энкодеров Привод регулируемых поворотных заслонок управляемых перепускных клапанов выполнен пневматическим посредством сообщения с технологическим компрессором и снабжен позиционерами, установленными с возможностью электрического регулирования положения каждой из заслонок и с возможностью осуществления перевода каждого клапана в закрытое или открытое положение. Полезная модель содержит: 1 н з.п. ф-лы, 4 з п. ф-лы и 4 илл. The proposed technical solution relates to test equipment, and in particular to means for testing turbochargers aggregated with engines driven by them. The objective of the proposed utility model is to increase the accuracy and efficiency of tests under any load conditions by simulating the actual loading conditions of the tested turbocompressors, as well as expanding the range of capacities and nomenclature of the tested turbocompressors with increased diameters of the compressor impellers and cooling the middle casing. The proposed test bench for testing turbochargers of internal combustion engines contains air inlet pipes for the tested TCR and exhaust gases, a bypass U-shaped air supply pipe that communicates the pressure pipe of the compressor with the turbine inlet of the tested TCR, the system for the turbine of the tested TCR to be hot-started, including a combustion chamber for burning hydrocarbon fuel, placed in the branch of the bypass pipe in front of the inlet pipe of the TCR turbine and equipped with at least at least one fuel injector, a cold start system for the tested TCR turbine, including a compressor station connected by an outlet pressure pipe to a bypass air supply pipe in front of the TCR turbine inlet pipe, means for monitoring the parameters of the tested TCR and a bench control device containing a TCR control panel with a control unit including a software package, a control panel, controls located on the control panel, and a signal conversion element of the indicated means, nested in the form of a controller, while the outputs of these means for monitoring the parameters of the tested TCR are connected to the control unit, as well as the air supply, fuel and oil systems that operate the stand. The outlet discharge pipe of the compressor station is equipped with a vibration compensator and two controlled bypass valves with adjustable rotary dampers, one of which, the closest to the compressor station, is installed with the possibility of performing the function of an emergency valve. The bypass air supply pipe in the area between both of its branches is equipped with a drain branch connected to it, connected to the atmosphere from the opposite end and equipped with a controllable bypass valve with an adjustable rotary damper, and a temperature compensator is installed in each branch of the bypass pipe. The branch pipe branch connected to the TKR compressor is additionally equipped with a controlled bypass valve with an adjustable rotary damper located between the thermal compensator of this branch and the connection point of the drain branch to the bypass pipe, and the branch pipe branch containing the combustion chamber is additionally equipped with a bypass pipe and three controlled bypass pipes valves with adjustable butterfly valves, of which one valve is located in the area between the drain branch and the outlet pressure the second branch pipe of the compressor station, the second valve is placed in the branch of the bypass pipe between the temperature compensator of this branch of the bypass pipe and its combustion chamber, counting in the direction of the air flow from the compressor station, and the third valve is placed in the bypass pipe in communication with the branch of the bypass pipe before and after third valve. The means for monitoring the parameters of the tested TCR additionally contain air flow sensors located in the branch of the bypass pipe containing the combustion chamber and in front of the air filter of the compressor of the tested TCR, as well as temperature and air pressure sensors in the outlet pressure pipe of the compressor station. The combustion chamber is additionally equipped with an indicator and a flame detector. The bench control device further comprises a control cabinet connected to the control panel via an “X2X” internal bus, including an input terminal, input and output systems, drives and an output terminal. The signal conversion element of the means for monitoring parameters is made in the form of a controller, which is included in the control unit, and the control cabinet is connected by the input of its input system to the outputs of the parameters control means of the tested TCR and to the outputs of the drives, and the controls located on the control panel include controllers, made, for example, in the form of encoders The drive of adjustable rotary dampers of controlled bypass valves is made pneumatically by means of communication with the technological compressor provided with positioners mounted to electrically adjust the position of each of the valves and with the possibility of translation of each valve to the closed or open position. The utility model contains: 1 n z.p. f-ls, 4 pp. f-l and 4 ill.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к испытательной технике, а именно к средствам для испытания турбокомпрессоров, машин и двигателей, в частности, к агрегатированию турбин с двигателями, приводимыми ими в действие.The proposed technical solution relates to test equipment, and in particular to means for testing turbochargers, machines and engines, in particular, to aggregating turbines with engines driven by them.

Уже известен стенд для испытания турбокомпрессоров /ТКР/ двигателей внутреннего сгорания, содержащий средства для горячих испытаний и контроля параметров турбокомпрессоров, включающие установленные на его корпусе патрубки для подвода к испытываемому турбокомпрессору воздуха и отвода уходящих газов, съемный обводной U-образный канал, соединяющий выходной патрубок компрессора с входным патрубком турбины турбокомпрессора, и камеру сгорания для сжигания углеводородного топлива, размещенную в ветви обводного канала перед входным патрубком турбины, причем система запуска турбокомпрессора выполнена с возможностью раскрутки турбины воздушным потоком от стороннего компрессора, выход системы подачи топлива соединен через регулятор расхода топлива с топливной форсункой в камере сгорания, выход системы подачи масла соединен через регулятор расхода масла с каналом подвода масла к подшипниковому узлу турбокомпрессора, а средства для контроля параметров турбокомпрессора включают датчик скорости вращения ротора, датчики температуры, давления и расхода топлива и масла, газо-воздушный тракт стенда снабжен датчиками температуры и давления среды на входе и выходе компрессора и турбины, при этом выходы указанных датчиков соединены через многоканальный усилитель с блоком управления, входящим в состав пульта управления.A test bench for turbochargers / TCR / internal combustion engines is already known, it contains means for hot testing and control of turbocharger parameters, including nozzles installed on its body for supplying air to the test turbocharger and exhaust gas, a removable bypass U-shaped channel connecting the outlet a compressor with an inlet pipe of a turbocompressor turbine, and a combustion chamber for burning hydrocarbon fuel, located in the branch of the bypass channel in front of the inlet pipe turbine com, and the turbocharger start-up system is capable of spinning the turbine by air flow from a third-party compressor, the output of the fuel supply system is connected through the fuel consumption regulator to the fuel nozzle in the combustion chamber, the output of the oil supply system is connected through the oil flow regulator to the oil supply channel to the bearing assembly turbocharger, and means for monitoring the parameters of the turbocharger include a rotor speed sensor, temperature, pressure and fuel and oil, gas, gas sensors the air duct of the stand is equipped with sensors for temperature and pressure of the medium at the inlet and outlet of the compressor and turbine, while the outputs of these sensors are connected through a multi-channel amplifier to the control unit, which is part of the control panel.

Кроме того стенд для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания может включать систему холодного запуска, выполненную в виде сопла, размещенного в обводном канале в области камеры сгорания и соединенного с выходом стороннего /так называемого технологического/ компрессора, датчики давления могут быть выполнены с возможностью формирования электрического выходного сигнала одновременно с отображением показаний манометрами, а датчик скорости вращения ротора выполнен совмещенным с датчиком вибраций турбокомпрессора.In addition, the test bench for testing turbochargers of internal combustion engines may include a cold start system made in the form of a nozzle located in the bypass channel in the area of the combustion chamber and connected to the output of a third-party / so-called process / compressor, pressure sensors can be configured to form an electrical output signal simultaneously with the display of readings by pressure gauges, and the rotor speed sensor is made combined with the vibration sensor of the turbocompressor.

При этом патрубки для подвода к испытываемому турбокомпрессору воздуха и отвода уходящих газов и съемный обводной U-образный канал стенда могут быть снабжены быстросъемными фланцевыми соединениями с набором крепежных приспособлений и проставок для установки в рабочее положение турбокомпрессоров различных производителей. /Патент РФ №89617 на полезную модель, F01D 15/00, опубл. 2009 г./At the same time, the nozzles for supplying air to the test turbocharger and exhaust gas and a removable bypass U-shaped channel of the stand can be equipped with quick-detachable flange connections with a set of fasteners and spacers for installation in the working position of turbochargers of various manufacturers. / RF patent No. 89617 for utility model, F01D 15/00, publ. 2009 y. /

Недостатками известного стенда является невозможность проведения эффективных испытаний турбокомпрессоров с большими диаметрами рабочих колес, имеющими охлаждаемый средний корпус, а также недостаток электронных средств для выявления и обработки основных технических параметров.The disadvantages of the known stand is the inability to conduct effective tests of turbochargers with large diameters of the impellers having a cooled middle case, as well as the lack of electronic means for identifying and processing the main technical parameters.

Задача предлагаемой полезной модели состоит в повышении точности и эффективности проводимых испытаний на любых нагрузочных режимах путем имитации реальных режимов нагружения испытываемых турбокомпрессоров, а также в расширении диапазона мощностей и номенклатуры испытываемых турбокомпрессоров с увеличенными диаметрами рабочих колес компрессора и с охлаждением среднего корпуса.The objective of the proposed utility model is to increase the accuracy and efficiency of tests under any load conditions by simulating the actual loading conditions of the tested turbocompressors, as well as expanding the range of capacities and nomenclature of the tested turbocompressors with increased diameters of the compressor impellers and cooling the middle casing.

Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата в известном стенде для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания, содержащем корпус и установленные на нем и сообщенные с атмосферой патрубки подвода воздуха к испытываемому ТКР и отвода уходящих газов, обводной U-образный воздухоподающий патрубок, сообщающий напорный патрубок компрессора с входным патрубком турбины испытуемого ТКР, систему «горячего» запуска турбины испытываемого ТКР, включающую камеру сгорания для сжигания углеводородного топлива, размещенную в ветви обводного патрубка перед входным патрубком турбины ТКР и снабженную по меньшей мере одной топливной форсункой, систему « холодного» запуска турбины испытуемого ТКР, выполненную с возможностью раскрутки турбины своим воздушным потоком, и включающую сторонний компрессор, подключенный выходным напорным патрубком к обводному воздухоподающему патрубку перед входным патрубком турбины ТКР, топливную систему, выполненную в виде контура принудительной циркуляции, включающего топливный бак, насос, по меньшей мере, один топливный фильтр и систему зажигания со свечой зажигания, и снабженную по меньшей мере одним регулятором расхода топлива и соединенную через последний с соответствующей топливной форсункой, масляную систему, выполненную в виде контура принудительной циркуляции, включающего масляную емкость с теплообменником, насос, по меньшей мере один масляный фильтр, снабженную по меньшей мере одним регулятором расхода масла и подключенную к подшипниковому узлу ТКР, средства для контроля параметров испытываемого ТКР, включающие датчик скорости вращения ротора ТКР, выполненный совмещенным с датчиком вибрации ТКР, датчики температуры и давления среды газо-воздушного тракта на входе и выходе компрессора и турбины ТКР, датчики температуры, давления и расхода топлива и масла, устройство управления стендом, связанное с выходами средств для контроля параметров испытываемого ТКР, согласно предлагаемой полезной модели, сторонний компрессор выполнен в виде компрессорной станции и ее выходной напорный патрубок снабжен виброкомпенсатором и двумя управляемыми перепускными клапанами с регулируемыми поворотными заслонками, один из которых, ближайший к компрессорной станции, установлен с возможностью выполнения функции аварийного клапана, обводной воздухоподающий патрубок в зоне между обеими его ветвями снабжен сообщенным с ним спускным ответвлением, с противоположного торца сообщенным с атмосферой и снабженным управляемым перепускным клапаном с регулируемой поворотной заслонкой, при этом в каждой ветви обводного патрубка установлен термокомпенсатор, ветвь обводного патрубка, сообщенная с компрессором ТКР, дополнительно снабжена управляемым перепускным клапаном с регулируемой поворотной заслонкой, размещенным между термокомпенсатором этой ветви и местом подключения спускного ответвления к обводному патрубку, а ветвь обводного патрубка, содержащая камеру сгорания, дополнительно снабжена байпасным трубопроводом и тремя управляемыми перепускными клапанами с регулируемыми поворотными заслонками, из которых один клапан размещен в зоне между спускным ответвлением и выходным напорным патрубком компрессорной станции, второй клапан размещен в ветви обводного патрубка между термокомпенсатором этой ветви обводного патрубка и камерой сгорания ее содержащей, считая по направлению движения воздушного потока от компрессорной станции, и третий клапан размещен в байпасном трубопроводе, сообщенном с ветвью обводного патрубка до и после третьего клапана, средства для контроля параметров испытываемого ТКР дополнительно содержат датчики расхода воздуха, размещенные в ветви обводного патрубка, содержащей камеру сгорания, и перед воздушным фильтром компрессора испытываемого ТКР, а также датчики температуры и давления воздуха в выходном напорном патрубке компрессорной станции, камера сгорания дополнительно снабжена индикатором и детектором пламени, стенд дополнительно оборудован автономным технологическим компрессором, а привод регулируемых поворотных заслонок управляемых перепускных клапанов сообщен с технологическим компрессором и снабжен позиционерами, установленными с возможностью электрического регулирования положения каждой из заслонок и с возможностью осуществления перевода каждого клапана в закрытое или открытое положение.To solve the problem with the achievement of the claimed technical result in the well-known test bench for turbochargers of internal combustion engines, containing the housing and the nozzles for supplying air to the tested TCR and exhaust gases installed on it and connected to the atmosphere, a bypass U-shaped air supply pipe communicating the pressure pipe a compressor with an inlet pipe of the turbine of the tested TCR, a system of "hot" start of the turbine of the tested TCR, including a combustion chamber for burning carbon natural fuel placed in the branch of the bypass pipe in front of the inlet of the TKR turbine and equipped with at least one fuel nozzle, a cold start system for the tested TKR turbine, configured to spin the turbine with its air flow, and including a third-party compressor connected to the outlet discharge pipe to a bypass air supply pipe in front of the inlet pipe of the TKR turbine, a fuel system made in the form of a forced circulation circuit including a fuel tank, a pump, at least one fuel filter and an ignition system with a spark plug, and equipped with at least one fuel flow regulator and connected through the latter to a corresponding fuel nozzle, an oil system made in the form of a forced circulation circuit including an oil tank with a heat exchanger, a pump, at least one oil filter equipped with at least one oil flow regulator and connected to the TKR bearing unit, means for monitoring the parameters of the tested TKR, including a sensor IR rotor speed TKR, combined with a vibration sensor TKR, temperature and pressure sensors of the gas-air tract at the inlet and outlet of the compressor and turbine TKR, temperature, pressure and fuel and oil sensors, a bench control device associated with the outputs of means for control parameters of the tested TCR, according to the proposed utility model, the third-party compressor is made in the form of a compressor station and its outlet discharge pipe is equipped with a vibration compensator and two controlled bypass valves with adjustable rotary dampers, one of which, closest to the compressor station, is installed with the function of an emergency valve, the bypass air supply pipe in the area between both of its branches is equipped with a drain branch connected to it, connected to the atmosphere from the opposite end and equipped with a controllable bypass valve with an adjustable rotary damper, while in each branch of the bypass pipe a temperature compensator is installed, the branch of the bypass pipe in communication with the compressor TKR is additionally equipped with a controlled bypass valve with an adjustable rotary damper located between the temperature compensator of this branch and the connection point of the drain branch to the bypass pipe, and the bypass pipe branch containing the combustion chamber is additionally equipped with a bypass pipe and three controllable bypass valves with adjustable rotary shutters from of which one valve is located in the area between the drain branch and the outlet discharge pipe of the compressor station, the second valve p placed in the branch of the bypass pipe between the temperature compensator of this branch of the bypass pipe and its combustion chamber, counting in the direction of the air flow from the compressor station, and the third valve is placed in the bypass pipe in communication with the branch of the bypass pipe before and after the third valve, means for controlling the parameters tested TCR additionally contain air flow sensors located in the branch of the bypass pipe containing the combustion chamber, and in front of the air filter of the compressor of the test TKR, as well as temperature and air pressure sensors in the outlet pressure port of the compressor station, the combustion chamber is additionally equipped with an indicator and a flame detector, the stand is additionally equipped with an autonomous process compressor, and the variable-speed butterfly valve of the controlled bypass valves is connected to the process compressor and equipped with positioners installed with the possibility of electrical regulation of the position of each of the valves and with the possibility of translating each valve in closed or open position.

Масляная система может содержать дополнительный датчик давления масла, расположенный перед фильтром по направлению циркуляции масла в контуре.The oil system may include an additional oil pressure sensor located in front of the filter in the direction of oil circulation in the circuit.

Между камерой сгорания и входным патрубком турбины испытываемого ТКР может быть дополнительно установлен ресивер.An additional receiver may be installed between the combustion chamber and the turbine inlet of the tested TCR.

Стенд для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания, имеющих полости охлаждения внутри среднего корпуса ТКР или имеющих полости охлаждения в корпусе турбины ТКР, может дополнительно содержать систему охлаждения охлаждающей жидкостью, которая подключена к полостям охлаждения среднего корпуса ТКР и/или корпуса турбины ТКР /не показаны/. Такая система охлаждения выполнена в виде контура принудительной циркуляции, включающего емкость с охлаждающей жидкостью, снабженную датчиком температуры охлаждающей жидкости, радиатор, принудительно охлаждаемый воздухом от вентилятора с электроприводом, регулятор расхода охлаждающей жидкости, байпасный трубопровод контура циркуляции с перепускным клапаном, сообщенные между собой трубопроводами охлаждающей жидкости и снабженными средства для контроля параметров ТКР, выполненными в виде датчика расхода охлаждающей жидкости, датчика давления охлаждающей жидкости и двух датчиков температуры охлаждающей жидкости, один из которых размещен в трубопроводе подачи охлаждающей жидкости к полостям охлаждения ТКР, а другой датчик температуры размещен в трубопроводе отвода охлаждающей жидкости из полостей охлаждения ТКР Кроме того внутри емкости с охлаждающей жидкостью установлен датчик температуры охлаждающей жидкости.The test bench for turbocompressors of internal combustion engines having cooling cavities inside the TCR middle housing or having cooling cavities in the TCR turbine housing may further comprise a cooling liquid cooling system that is connected to the cooling cavities of the TCR middle housing and / or TCR turbine housing / not shown / . Such a cooling system is made in the form of a forced circulation circuit, including a tank with a coolant, equipped with a coolant temperature sensor, a radiator forcibly cooled by air from an electric fan, a coolant flow regulator, a bypass piping of the circulation circuit with a bypass valve, interconnected by cooling pipes liquids and equipped with means for monitoring TCR parameters, made in the form of a coolant flow sensor, sensors the pressure of the coolant and two coolant temperature sensors, one of which is located in the coolant supply pipe to the TKR cooling cavities, and the other temperature sensor is located in the coolant drain pipe from the TKR cooling cavities In addition, a coolant temperature sensor is installed inside the tank with coolant liquids.

Сущность предлагаемого стенда для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания поясняется графически.The essence of the proposed test bench for testing turbochargers of internal combustion engines is illustrated graphically.

На фиг.1 показана схема предлагаемого стенда для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания с диаметром колеса компрессора.Figure 1 shows a diagram of the proposed stand for testing turbochargers of internal combustion engines with a diameter of the compressor wheel.

На фиг.2 представлена функциональная схема предлагаемого стенда.Figure 2 presents the functional diagram of the proposed stand.

На фиг.3 представлена схема привода поворотной заслонки управляемого перепускного клапана.Figure 3 presents the drive circuit of the rotary damper controlled bypass valve.

Предлагаемый стенд для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания содержит корпус /не показан/ и установленные на нем испытываемый турбокомпрессор 1, включающий компрессор 2 и турбину 3, и сообщенные с атмосферой патрубок 4 подвода воздуха к испытываемому ТКР 1 с установленным в нем воздушным фильтром 5 и патрубок 6 отвода уходящих газов от ТКР 1, а также обводной U-образный воздухоподающий патрубок 7, сообщающий напорный патрубок 8 компрессора 3 с входным патрубком 9 турбины 3 испытуемого ТКР 1. Обводной U-образный воздухоподающий патрубок 7 содержит две ветви, одна 10 из них сообщена с напорным патрубком 8 компрессора 2, а другая ветвь 11 сообщена с входным патрубком 9 турбины 3 испытываемого ТКР 1.The proposed test bench for testing turbochargers of internal combustion engines contains a housing (not shown) and a test turbocharger 1 installed on it, including a compressor 2 and a turbine 3, and an air supply pipe 4 connected to the atmosphere to the tested TCR 1 with an air filter 5 installed in it and a pipe 6 exhaust gases from the TCR 1, as well as a bypass U-shaped air supply pipe 7, which communicates the discharge pipe 8 of the compressor 3 with the inlet pipe 9 of the turbine 3 of the tested TCR 1. The bypass U-shaped air supply The connecting pipe 7 contains two branches, one 10 of which is connected to the pressure pipe 8 of the compressor 2, and the other branch 11 is connected to the inlet pipe 9 of the turbine 3 of the tested TCR 1.

Система «горячего» запуска турбины 4 испытуемого ТКР 1 включает камеру 12 сгорания для сжигания углеводородного топлива, размещенную в ветви 11 обводного патрубка 7 перед входным патрубком 9 турбины 4 ТКР 1.The system of "hot" start of the turbine 4 of the tested TCR 1 includes a combustion chamber 12 for burning hydrocarbon fuel, located in the branch 11 of the bypass pipe 7 in front of the inlet pipe 9 of the turbine 4 TCR 1.

Камера 12 сгорания снабжена по меньшей мере одной топливной форсункой 13, свечой 14 зажигания, индикатором 15 пламени, по которому визуально определяется горение, и детектором 16 пламени.The combustion chamber 12 is provided with at least one fuel nozzle 13, a spark plug 14, a flame indicator 15, by which combustion is visually determined, and a flame detector 16.

Стенд содержит топливную систему, которая выполнена в виде контура принудительной циркуляции и включает топливный бак 17, топливный насос 18 и например, один топливный фильтр 19. Топливная система также снабжена по меньшей мере одним регулятором 20 расхода топлива, выполненным в виде топливного клапана, и подключена топливопроводами 21, снабженными по меньшей мере одним вентилем 22, через этот регулятор 20 расхода топлива, например, к топливной форсунке 13. В топливной системе также расположены средства для контроля параметров ТКР 1. Это датчик 23 расхода топлива и датчики 24 и 25 температуры и давления топлива, соответственно, и датчик 26 уровня топлива в баке 17.The stand contains a fuel system, which is made in the form of a forced circulation circuit and includes a fuel tank 17, a fuel pump 18 and, for example, one fuel filter 19. The fuel system is also equipped with at least one fuel flow regulator 20, made in the form of a fuel valve, and is connected fuel lines 21 provided with at least one valve 22 through this fuel flow regulator 20, for example, to the fuel nozzle 13. Means for monitoring the parameters of the TCR 1 are also located in the fuel system. This is a sensor 23 Flow rate of fuel sensors 24 and 25 and the temperature and pressure of fuel, respectively, and the fuel level sensor 26 in the tank 17.

Газо-воздушный тракт на входе компрессора ТКР 1 содержит датчик 27 расхода газо-воздушный среды, датчик 28 температуры и датчик 29 давления газо-воздушный среды.The gas-air path at the inlet of the compressor TKR 1 contains a sensor 27 for the flow of gas-air medium, a temperature sensor 28 and a pressure sensor 29 for the gas-air medium.

Газо-воздушный тракт на выходе из компрессора 2 ТКР 1 содержит датчик 30 температуры и датчик 31 давления газо-воздушный среды.The gas-air path at the outlet of the compressor 2 TCR 1 contains a temperature sensor 30 and a pressure sensor 31 of the gas-air medium.

Газо-воздушный тракт на входе в турбину 3 ТКР 1 содержит датчик 32 расхода газо-воздушный среды, датчик 33 температуры и датчик 34 давления газо-воздушный среды.The gas-air path at the entrance to the turbine 3 TKR 1 contains a sensor 32 for the flow of gas-air medium, a temperature sensor 33 and a pressure sensor 34 for the gas-air medium.

Газо-воздушный тракт на выходе из турбины ТКР 1 содержит датчик 35 температуры и датчик 36 давления газо-воздушный среды.The gas-air path at the exit of the turbine TKR 1 contains a temperature sensor 35 and a pressure sensor 36 of the gas-air medium.

Кроме того истытываемый на стенде ТКР 1 содержит датчик 37 скорости вращения ротора ТКР 1, выполненный совмещенным с датчиком 38 вибрации ТКР.In addition, the TKR 1 being exhausted at the stand includes a TKR 1 rotor speed sensor 37 made in combination with the TKR vibration sensor 38.

Стенд содержит также масляную систему, которая подключена к подшипниковому узлу 39 ТКР1, размещенному в среднем корпусе 40 ТКР 1, и выполнена в виде контура принудительной циркуляции, включающего масляную емкость 41 с теплообменником 42, масляный насос 43, по меньшей мере один масляный фильтр 44 и регулятор 45 расхода масла, сообщенные между собой маслопроводами 46. В масляной системе также расположены средства для контроля параметров ТКР 1-датчики 47, 48 температуры, давления, соответственно, на входе в подшипниковый узел 39 ТКР 1, и датчики 49 и 50 температуры и давления масла, соответственно, на выходе из подшипникового узла 39 ТКР 1.The stand also contains an oil system, which is connected to a bearing unit 39 TKR1, located in the middle housing 40 TKR 1, and is made in the form of a forced circulation circuit comprising an oil tank 41 with a heat exchanger 42, an oil pump 43, at least one oil filter 44 and regulator 45 of oil flow, interconnected by oil pipes 46. In the oil system there are also means for monitoring the parameters of TKR 1 sensors 47, 48 of temperature, pressure, respectively, at the entrance to the bearing assembly 39 TKR 1, and sensors 49 and 50 t atura and oil pressure, respectively, at the outlet of the bearing unit 39 TKR 1.

Кроме того внутри масляной емкости 41 установлен датчик 51 температуры масла, а перед масляным фильтром 44 по направлению циркуляции масла в контуре масляная система содержит дополнительный датчик 52 давления масла. Регулирование потока воды через теплообменник 42 осуществляют посредством вентиля 53.In addition, an oil temperature sensor 51 is installed inside the oil tank 41, and in front of the oil filter 44 in the direction of oil circulation in the circuit, the oil system contains an additional oil pressure sensor 52. The flow of water through the heat exchanger 42 is controlled by a valve 53.

Кроме того для турбокомпрессоров в большими размерами диаметра колеса компрессора стенд может содержать систему охлаждения охлаждающей жидкостью, которая сообщена с полостям 54 охлаждения среднего корпуса 40 ТКР 1 и выполнена в виде контура принудительной циркуляции, включающего емкость 55 с охлаждающей жидкостью, насос 56, радиатор 57, принудительно охлаждаемый воздухом от вентилятора 58 с электроприводом, байпасный трубопровод 59 контура циркуляции, регулятор 60 расхода охлаждающей жидкости, сообщенные между собой трубопроводами 61 подачи охлаждающей жидкости. В системе охлаждения также расположены средства для контроля параметров ТКР 1 -регулятор расхода 62 охлаждающей жидкости, датчик 63 давления охлаждающей жидкости и два датчика 64 и 65 температуры охлаждающей жидкости, один из которых 64 размещен в трубопроводе 61 подачи охлаждающей жидкости к полостям 54 охлаждения среднего корпуса 40 ТКР 1, а другой датчик 65 температуры размещен в трубопроводе 66 отвода охлаждающей жидкости из полостей 54 охлаждения среднего корпуса 40 ТКР 1. Кроме того внутри емкости 55 с охлаждающей жидкостью установлен датчик 67 температуры охлаждающей жидкости.In addition, for turbochargers with a large diameter of the compressor wheel, the stand may contain a cooling liquid cooling system, which is in communication with the cooling cavities 54 of the middle housing 40 of the TKR 1 and is made in the form of a forced circulation circuit including a tank 55 with cooling liquid, pump 56, radiator 57, forcedly cooled by air from a fan 58 with an electric drive, a bypass pipe 59 of the circulation circuit, a regulator 60 of the flow of coolant, interconnected by pipelines 61 supply about coolant. In the cooling system, there are also means for monitoring TCR parameters 1 — a coolant flow controller 62, a coolant pressure sensor 63 and two coolant temperature sensors 64 and 65, one of which 64 is located in the coolant supply pipe 61 to the cooling cavities 54 of the middle body 40 TKR 1, and another temperature sensor 65 is located in the pipe 66 for draining the coolant from the cooling cavities 54 of the middle housing 40 TKR 1. In addition, a sensor 67 te is installed inside the tank 55 with coolant coolant temperatures.

Система «холодного» запуска турбины 3 испытуемого ТКР 1 выполнена с возможностью раскрутки турбины своим воздушным потоком. Она включает компрессорную станцию 68, содержащую по меньшей мере одну компрессорную установку.The system of "cold" start of the turbine 3 of the tested TCR 1 is configured to spin the turbine with its air flow. It includes a compressor station 68 comprising at least one compressor unit.

Выходной напорный патрубок 69 компрессорной станции 68 снабжен виброкомпенсатором 70 и двумя управляемыми перепускными клапанами 71 и 72 с регулируемыми поворотными заслонками, один 71 из которых, ближайший к компрессорной станции 68, установлен с возможностью выполнения функции аварийного клапана. Другой клапан 72 установлен с возможностью подачи воздуха от компрессорной станции 68 в ветвь 11 обводного патрубка 7.The outlet discharge pipe 69 of the compressor station 68 is equipped with a vibration compensator 70 and two controlled bypass valves 71 and 72 with adjustable rotary dampers, one of which 71, closest to the compressor station 68, is installed with the possibility of performing the function of an emergency valve. Another valve 72 is installed with the possibility of supplying air from the compressor station 68 to the branch 11 of the bypass pipe 7.

Кроме того в выходном патрубке компрессорной станции 68 размещен датчик 73 давления воздуха и датчик 74 температуры воздуха, нагнетаемого компрессорной станцией 68.In addition, an air pressure sensor 73 and a temperature sensor 74 of the air pumped by the compressor station 68 are located in the outlet pipe of the compressor station 68.

Обводной воздухоподающий патрубок 7 в зоне между обеими его ветвями 11 и 10 снабжен сообщенным с ним спускным ответвлением 75, с противоположного торца сообщенным с атмосферой. В спускном ответвлении 75 установлен управляемый перепускной клапан 76 с регулируемой поворотной заслонкой.The bypass air supply pipe 7 in the area between both of its branches 11 and 10 is equipped with a drain branch 75 connected to it, connected to the atmosphere from the opposite end. In the drain branch 75, a controlled bypass valve 76 with an adjustable rotary damper is installed.

В ветви 11 обводного патрубка 7 установлен термокомпенсатор 77, а в ветви 10, сообщенной с компрессором 2 ТКР 1, установлен термокомпенсатор 78. Кроме того ветвь 10 обводного патрубка 7 дополнительно снабжена управляемым перепускным клапаном 79 с регулируемой поворотной заслонкой, размещенным между термокомпенсатором 78 этой ветви и местом подключения спускного ответвления 75 к обводному патрубку 7.A temperature compensator 77 is installed in the branch 11 of the bypass pipe 7, and a temperature compensator 78 is installed in the branch 10 connected to the compressor 2 of the TKR 1. In addition, the branch 10 of the bypass pipe 7 is additionally equipped with a controlled bypass valve 79 with an adjustable rotary damper located between the thermal compensator 78 of this branch and the connection point of the drain branch 75 to the bypass pipe 7.

Ветвь 11 обводного патрубка 7, содержащая камеру 12 сгорания, дополнительно снабжена байпасным трубопроводом 80 и тремя управляемыми перепускными клапанами 81, 82 и 83 с регулируемыми поворотными заслонками, из которых клапан 81 размещен в зоне ветви 11 между спускным ответвлением 75 и выходным напорным патрубком 69 компрессорной станции 68, второй клапан 82 размещен в ветви 11 обводного патрубка 7 между термокомпенсатором 77 этой ветви 11 обводного патрубка 7 и камерой сгорания 12 ее содержащей, считая по направлению движения воздушного потока от компрессорной станции 68. Третий клапан 83 размещен в байпасном трубопроводе 80, сообщенном с ветвью 11 обводного патрубка 7 до и после третьего клапана 83.The branch 11 of the bypass pipe 7, containing the combustion chamber 12, is additionally equipped with a bypass pipe 80 and three controlled bypass valves 81, 82 and 83 with adjustable rotary dampers, of which the valve 81 is located in the area of the branch 11 between the drain branch 75 and the discharge pressure pipe 69 of the compressor station 68, the second valve 82 is placed in the branch 11 of the bypass pipe 7 between the temperature compensator 77 of this branch 11 of the bypass pipe 7 and the combustion chamber 12 containing it, counting in the direction of the air flow from the compressor weed station 68. A third valve 83 arranged in the bypass line 80 communicating with the branch 11 of the bypass pipe 7 before and after the third valve 83.

Привод регулируемых поворотных заслонок управляемых перепускных клапанов выполнен пневматическим посредством сообщения с автономным технологическим компрессором 84 и снабжен позиционерами 85, установленными с возможностью электрического регулирования положения каждой из заслонок и с возможностью осуществления перевода каждого клапана в закрытое или открытое положение.The drive of the adjustable rotary shutters of the controlled bypass valves is made pneumatically by means of communication with an autonomous technological compressor 84 and is equipped with positioners 85 that are installed with the possibility of electrical adjustment of the position of each of the shutters and with the possibility of translating each valve into a closed or open position.

Устройство 86 управления подключено входом к выходам средств контроля параметров испытываемого ТКР: датчиков, расходомеров, детектора пламени и прочих средств измерения параметров, в том числе к выходам приводов, например, приводов поворотных заслонок.The control device 86 is connected by an input to the outputs of the means of controlling the parameters of the tested TCR: sensors, flow meters, flame detector, and other means of measuring parameters, including the outputs of actuators, for example, rotary damper actuators.

Камера сгорания 12 для сжигания углеводородного топлива обеспечивает подвод горячих газов к входному патрубку 9 турбины 3 ТКР. Для эффективности накопления горячих газов между камерой сгорания 12 и входным патрубком 9 турбины 3 ТКР может быть дополнительно установлен ресивер 87.The combustion chamber 12 for burning hydrocarbon fuel provides a hot gas supply to the inlet pipe 9 of the TCR turbine 3. For the efficiency of the accumulation of hot gases between the combustion chamber 12 and the inlet pipe 9 of the turbine 3 TCR can be additionally installed receiver 87.

Представленный на фиг.3 привод регулируемой поворотной заслонки 88 каждого управляемого перепускного клапана выполнен пневматическим посредством сообщения переключающего устройства 89 с автономным технологическим компрессором 90, а перевод положения заслонки из открытого в закрытое осуществлен благодаря воздействию электросигнала управления от позиционера 91, установленного на переключающем устройстве каждого клапана. Заслонка 88 поворачивается на угол, пропорциональный электрическому сигналу позиционера 91, поступающему по управляющему кабелю.The variable rotary damper actuator 88 of each controllable bypass valve shown in FIG. 3 is made pneumatic by means of a communication of the switching device 89 with an autonomous process compressor 90, and the shutter position is switched from open to closed due to the action of a control signal from a positioner 91 installed on the switching device of each valve . The damper 88 is rotated by an angle proportional to the electrical signal of the positioner 91 received through the control cable.

Стенд для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания функционирует следующим образом.The test bench for turbochargers of internal combustion engines operates as follows.

Для испытания турбокомпрессор 1 устанавливают на корпусе стенда. К нижним патрубкам турбокомпрессора подсоединяют обводной, например, U-образный патрубок 7. Сначала проводят холодный запуск ТКР, подключая компрессорную станцию 68 с высокоскоростным воздушным потоком воздуха. Испытания ТКР1 проводят на низких и высоких оборотах ротора ТКР. При этом формируются и фиксируются аппаратурой сигналы от датчика 37 скорости вращения ротора ТКР1 и от датчика 27 расхода, от датчика 28 температуры и от датчика 29 давления газо-воздушной среды на входе в компрессор 2 ТКР 1, а также от датчика 35 температуры и от датчика 36 давления газо-воздушной среды на выходе из турбины 3 ТКР 1, от датчика 30 температуры и от датчика 31 давления, установленных в ветви 10 обводного патрубка 7 вблизи напорного патрубка 8 на выходе из компрессора 2 ТКР 1, и от датчика расхода 32, от датчика 33 температуры и от датчика 34 давления, установленных в ветви 11, содержащей камеру сгорания 12, на входе в турбину 3 ТКР 1 и от датчика 73 давления и от датчика температуры 74 воздуха в нагнетательном патрубке 69, подключенном к компрессорной станции 68. Также фиксируются показатели датчика 23 расхода топлива, датчиков 27 и 32 расхода газо-воздушной среды на входе в компрессор 2 и на входе в турбину 3 ТКР 1, соответственно, а также регуляторов 20, 45 и 62 расхода топлива, масла и охлаждающей жидкости, соответственно, и регулятора 32 расхода газо-воздушной среды как в ветви 11 обводного патрубка 7, так и регулятора 27 расхода газо-воздушной среды в патрубке 4 подвода воздуха к компрессору 2 ТКР 1.For testing, the turbocharger 1 is installed on the stand body. A bypass, for example, a U-shaped branch pipe 7 is connected to the lower nozzles of the turbocompressor. First, the TCR is cold-started by connecting the compressor station 68 with a high-speed air flow. TKR1 tests are carried out at low and high speeds of the TKR rotor. In this case, signals are generated and fixed by the equipment from the sensor 37 of the rotor speed TKR1 and from the sensor 27 of the flow, from the sensor 28 of the temperature and from the sensor 29 of the pressure of the gas-air medium at the inlet to the compressor 2 TKR 1, as well as from the temperature sensor 35 and from the sensor 36 of the pressure of the gas-air medium at the outlet of the TCR 1 turbine 3, from the temperature sensor 30 and from the pressure sensor 31 installed in the branch 10 of the bypass pipe 7 near the pressure pipe 8 at the outlet of the TCR 1 compressor 2, and from the flow sensor 32, from temperature sensor 33 and from pressure sensor 34 installed in the branch 11, containing the combustion chamber 12, at the entrance to the turbine 3 TKR 1 and from the pressure sensor 73 and from the temperature sensor 74 of the air in the discharge pipe 69 connected to the compressor station 68. Also recorded indicators of the sensor 23 fuel consumption, sensors 27 and 32 of the gas-air flow rate at the inlet to the compressor 2 and at the entrance to the turbine 3 of the TKR 1, respectively, as well as the fuel, oil and coolant flow controllers 20, 45 and 62, respectively, and the gas-air flow rate controller 32 as in branch 11 of the bypass pipe 7 , and the regulator 27 of the flow of gas-air medium in the pipe 4 air supply to the compressor 2 TKR 1.

Кроме того фиксируются показатели датчика 51 температуры масла внутри масляной емкости 55, а также показатели дополнительного датчика 52 давления масла перед масляным фильтром 44 по направлению циркуляции масла в контуре.In addition, the indicators of the oil temperature sensor 51 inside the oil tank 55 are recorded, as well as the indicators of the additional oil pressure sensor 52 in front of the oil filter 44 in the direction of oil circulation in the circuit.

Аналоговые сигналы от указанных датчиков преобразуются в цифровую форму для отображения параметров ТКР в устройстве 86 управления, а также для выработки сигналов управления с целью изменения расхода топлива, масла, охлаждающей воды или газо-воздушной среды.Analog signals from these sensors are converted to digital form to display the TCR parameters in the control device 86, as well as to generate control signals in order to change the consumption of fuel, oil, cooling water or gas-air medium.

На лицевой панели устройства 86 управления расположены средства для управления системами топливоподачи, подачи масла, зажигания топливовоздушной смеси и регуляторами расхода топлива, масла и газо-воздушной среды.On the front panel of the control device 86, there are means for controlling fuel supply systems, oil supply, ignition of the air-fuel mixture and fuel, oil and air-gas flow controllers.

Посредством повторных операций холодной прокрутки и горячих испытаний осуществляют доводку параметров испытываемого турбокомпрессора до нормативных.Through repeated operations of cold scrolling and hot tests, the parameters of the turbocharger under test are adjusted to standard values.

При этом горячий запуск турбокомпрессора обеспечивают путем подачи топлива через пусковую топливную форсунку 13 посредством регулятора 20 расхода топлива. Перед холодным и горячим запусками под заданным давлением подводят масло к подшипниковому узлу 39 турбокомпрессора 1 через регулятор 45 расхода масла.In this case, the hot start of the turbocompressor is provided by supplying fuel through the starting fuel nozzle 13 by means of the fuel consumption regulator 20. Before cold and hot starts, at a given pressure, oil is supplied to the bearing assembly 39 of the turbocharger 1 through the oil flow regulator 45.

После достижения необходимых оборотов ротора турбокомпрессора 1 при холодном запуске и достижении заданного значения обогащения топливовоздушной смеси в камере сгорания 12 устройство 86 управления формирует управляющий сигнал на запуск системы зажигания для подачи рабочего напряжения на свечу 14 зажигания.After reaching the required rotor speed of the turbocharger 1 during cold start and reaching the preset value of the enrichment of the air-fuel mixture in the combustion chamber 12, the control device 86 generates a control signal to start the ignition system to supply operating voltage to the spark plug 14.

После возгорания топливовоздушной смеси продукты сгорания, накапливаясь в рессивере 87 поступают на вход турбины 3, обеспечивая вращение колеса компрессора 2, нагнетающего свежий воздух в камеру сгорания 12. После выхода турбокомпрессора 1 на режим холостого хода отключают подачу воздуха от компрессорной станции 68.After ignition of the air-fuel mixture, the combustion products, accumulating in the receiver 87, enter the turbine 3 inlet, providing rotation of the compressor wheel 2, which injects fresh air into the combustion chamber 12. After the turbocompressor 1 enters idle mode, the air supply from the compressor station 68 is turned off.

Указанные средства контроля параметров турбокомпрессора 1 обеспечивают измерение с заданной точностью скорости вращения ротора, температуры, давления и расхода топлива масла и газовоздушной среды. Датчики в газовоздушном тракте стенда обеспечивают измерение расхода, температуры и давления воздуха на входе и выходе компрессора 2 и турбины 3 испытываемого турбокомпрессора 1. Выходные аналоговые сигналы от указанных датчиков поступают на вход устройства 86 управления.These means of monitoring the parameters of the turbocompressor 1 provide a measurement with a given accuracy of the rotor speed, temperature, pressure and fuel consumption of oil and air. The sensors in the gas-air path of the stand provide a measurement of the flow rate, temperature and air pressure at the inlet and outlet of the compressor 2 and turbine 3 of the tested turbocompressor 1. The output analog signals from these sensors are input to the control device 86.

Устройство 86 управления осуществляет в режиме реального времени необходимые операции с входными сигналами для получения связи термодинамических параметров газовоздушного тракта с вращением ротора и техническим состоянием испытываемого турбокомпрессора 1.The control device 86 performs in real time the necessary operations with the input signals to obtain a connection between the thermodynamic parameters of the gas-air path and the rotation of the rotor and the technical condition of the tested turbocharger 1.

В устройстве 86 управления отображаются данные, являющиеся результатом обработки исходной информации от указанных датчиков газовоздушной среды и систем подачи топлива масла и охлаждающей жидкости для наглядной оценки состояния турбокомпрессора 1 и выработки рекомендаций для операторов стенда по ручной или автоматической регулировке его характеристик.The control device 86 displays data resulting from the processing of the initial information from the indicated air-gas sensors and oil and coolant fuel supply systems to visually assess the condition of the turbocharger 1 and make recommendations for stand operators to manually or automatically adjust its characteristics.

Предлагаемый стенд для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания предназначен также для комплексной проверки качества изготовления и сборки турбокомпрессоров в соответствии с Международным стандартом ISO 5389:2005(R) «Турбокомпрессоры. Правила проведения испытания для определения рабочих характеристик."The proposed test bench for testing turbochargers of internal combustion engines is also intended for comprehensive quality control of the manufacture and assembly of turbochargers in accordance with International Standard ISO 5389: 2005 (R) “Turbochargers. Performance Testing Rules. "

Предлагаемый стенд благодаря наличию управляемых перепускных клапанов с регулируемыми поворотными заслонками, позволяет проводить испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания как при разомкнутом режиме работы стенда, так и при замкнутом или частично-замкнутом.The proposed stand, due to the presence of controlled bypass valves with adjustable rotary dampers, allows testing of turbochargers of internal combustion engines both in the open mode of operation of the stand, and when closed or partially closed.

При разомкнутом режиме работы стенда воздух из компрессорной станции 68 поступает в камеру сгорания 12, а воздух от компрессора 2 испытываемого ТКР 1 сбрасывается в атмосферу посредством спускного ответвления 75 с установленным в нем перепускным клапаном 76 с регулируемой поворотной заслонкой, причем поворотная заслонка перепускного клапана 81, установленного между спускным ответвлением 75 и выходным напорным патрубком 69 компрессорной станции 68 установлена в закрытом положении.When the stand is open, the air from the compressor station 68 enters the combustion chamber 12, and the air from the compressor 2 of the tested TCR 1 is discharged into the atmosphere by means of a drain branch 75 with a bypass valve 76 with an adjustable rotary damper installed in it, and the rotary damper of the bypass valve 81, installed between the drain branch 75 and the outlet pressure pipe 69 of the compressor station 68 is installed in the closed position.

При замкнутом режиме работы стенда воздух в камеру сгорания 12 поступает от компрессора 2 ТКР 1. При этом поворотные заслонки перепускного клапана 76, установленного в спускном ответвлении 75, и поворотные заслонки перепускных клапанов 71 и 72, установленных в в выходном напорном патрубке 69 компрессорной станции 68 перед ветвью 11, содержащей камеру сгорания 12, установлены в закрытом положении.In the closed mode of operation of the stand, air enters the combustion chamber 12 from the compressor 2 of the TKR 1. In this case, the rotary shutters of the bypass valve 76 installed in the drain branch 75 and the rotary shutters of the bypass valves 71 and 72 installed in the outlet pressure port 69 of the compressor station 68 in front of the branch 11 containing the combustion chamber 12, are installed in the closed position.

При частично-замкнутом режиме работы предлагаемого стенда перепускной клапан 76, размещенный в спускном ответвлении 75, установлен с закрытой поворотной заслонкой. Воздух при этом поступает в камеру сгорания 12 как от компрессора 2 ТКР1, так и через выходной напорный патрубок 69 компрессорной станции 68. Происходит смешивание двух указанных потоков воздуха. Соотношение объемов воздуха от обоих источников регулируют поворотными заслонками управляемых перепускных клапанов 76, 71 и 72.In a partially-closed mode of operation of the proposed stand, the bypass valve 76, located in the drain branch 75, is installed with a closed rotary damper. In this case, air enters the combustion chamber 12 both from the compressor 2 TKR1 and through the outlet discharge pipe 69 of the compressor station 68. The two air streams are mixed. The ratio of air volumes from both sources is regulated by the rotary flaps of the controlled bypass valves 76, 71 and 72.

Однократную холодную прокрутку турбокомпрессора без подачи топлива обычно осуществляют с частотой до 30 тыс. об/мин, в течение нескольких минут. При наличии вибраций после демонтажа и ремонта турбокомпрессора осуществляют повторные динамические испытания турбокомпрессора.A single cold scroll of a turbocharger without fuel supply is usually carried out at a frequency of up to 30 thousand rpm, for several minutes. In the presence of vibrations after dismantling and repair of the turbocharger, repeated dynamic tests of the turbocharger are carried out.

Горячие стендовые испытания турбокомпрессоров проводят при скорости вращения ротора до 160 тыс. об/мин.Hot bench tests of turbochargers are carried out at a rotor speed of up to 160 thousand rpm.

Время работы турбокомпрессора в каждом цикле испытаний находится в пределах от десятков минут до нескольких часов.The turbocharger operating time in each test cycle ranges from tens of minutes to several hours.

Основными измеряемыми параметрами предлагаемого стенда являются следующие:The main measured parameters of the proposed stand are the following:

- максимальная частота вращения ротора, об./мин.- maximum rotor speed, rpm

- давление воздуха после компрессора, кПа- air pressure after the compressor, kPa

- давление газа перед турбиной, кПа- gas pressure in front of the turbine, kPa

- давление газа после турбины, кПа- gas pressure after the turbine, kPa

- давление в масляной системе, кПа- pressure in the oil system, kPa

- давление топлива на форсунке в топливной системе, кПа- fuel pressure at the nozzle in the fuel system, kPa

- температура газа перед турбиной, град.С- gas temperature in front of the turbine, degrees C

- температура газа после турбины, град.С- gas temperature after the turbine, degrees C

- температура масла перед турбокомпрессором, град.С- oil temperature in front of the turbocharger, city. C

- виброускорение, g- vibration acceleration, g

- температура воздуха перед компрессором, град.С- air temperature in front of the compressor, degrees C

- температура воздуха после компрессора, град.С- air temperature after the compressor, degrees C

Для измерения параметров (давление, температура, влажность) технологических сред выбраны датчики с нормирующим преобразователем 4-20 мА, обладающие сильным сигналом, свободным от влияния электрических помех промышленной частоты в условиях промышленной зоны, для измерения параметров температуры газа ТКР использованы термопары КТХА с классом допуска 1 и сигналом термо ЭДС;To measure the parameters (pressure, temperature, humidity) of process media, sensors with a normalizing converter of 4–20 mA were selected, which have a strong signal that is free from the influence of electrical noise of industrial frequency in an industrial zone, and KTHA thermocouples with tolerance class were used to measure TCR gas temperature parameters 1 and a thermo-emf signal;

Предлагаемый стенд успешно прошел испытания и рекомендован к внедрению в производство.The proposed stand was successfully tested and recommended for implementation in production.

Предлагаемое техническое решение является новым и промышленно применимым.The proposed technical solution is new and industrially applicable.

Использование предлагаемого стенда для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания позволит повысить точность и эффективность проводимых испытаний на любых нагрузочных режимах путем имитации реальных режимов нагружения испытываемых турбокомпрессоров, а также позволит расширить диапазон мощностей и номенклатуру испытываемых турбокомпрессоров с увеличенными диаметрами рабочих колес компрессора и с охлаждением среднего корпуса.Using the proposed test bench for testing turbochargers of internal combustion engines will improve the accuracy and efficiency of tests under any load conditions by simulating the actual loading conditions of the tested turbochargers, and will also expand the power range and range of the tested turbochargers with increased diameters of the compressor impellers and with cooling of the middle casing.

Claims

1. A test bench for testing turbochargers of internal combustion engines, comprising a housing and nozzles for supplying air to the tested TCR and exhaust gases installed on it and connected to the atmosphere, a bypass U-shaped air supply pipe communicating the pressure pipe of the compressor with the turbine input pipe of the tested TCR, system “Hot” start-up of the turbine under test TCR, configured to spin the turbine with its air flow and including a combustion chamber for burning hydrocarbon fuel, size a cold-start turbine of the tested TKR turbine located in the branch of the bypass pipe in front of the inlet pipe of the TKR turbine and equipped with at least one fuel nozzle, and including a third-party compressor connected by the outlet discharge pipe to the bypass air supply pipe in front of the inlet of the TKR turbine, fuel system, made in the form of a forced circulation circuit including a fuel tank, a pump, at least one fuel filter and an ignition system with a spark plug, and provided with at least with at least one fuel flow regulator and connected through the latter to the corresponding fuel nozzle, an oil system made in the form of a forced circulation circuit including an oil tank with a heat exchanger, a pump, at least one oil filter equipped with at least one regulator oil flow rate and connected to the TKR bearing unit, means for monitoring the parameters of the tested TKR, including a TKR rotor speed sensor, combined with a TKR vibration sensor, the sensors temperature and pressure of the gas-air tract at the inlet and outlet of the compressor and the TCR turbine, temperature, pressure and fuel and oil sensors, a bench control device associated with the outputs of means for monitoring the parameters of the tested TCR, characterized in that the third-party compressor is made in the form compressor station, and its outlet discharge pipe is equipped with a vibration compensator and two controlled bypass valves with adjustable rotary dampers, one of which is the closest to the compressor station flax with the possibility of performing the function of an emergency valve, the bypass air supply pipe in the area between both of its branches is equipped with a drain branch connected to it, connected to the atmosphere from the opposite end and equipped with a controllable bypass valve with an adjustable rotary damper, with a temperature compensator installed in each branch of the bypass pipe, the branch pipe branch connected with the TKR compressor is additionally equipped with a controlled bypass valve with an adjustable rotary damper, placed between the temperature compensator of this branch and the connection point of the drain branch to the bypass pipe, and the branch pipe of the bypass pipe containing the combustion chamber is additionally equipped with a bypass pipe and three controllable bypass valves with adjustable butterfly valves, of which one valve is located in the area between the drain branch and the outlet pressure head the nozzle of the compressor station, the second valve is located in the branch of the bypass pipe between the temperature compensator of this branch of the bypass pipe and the combustion chamber containing it, counting in the direction of the air flow from the compressor station, and the third valve is placed in the bypass pipe in communication with the branch of the bypass pipe before and after the third valve, means for monitoring the parameters of the tested TCR additionally contain air flow sensors located in the branch of the bypass pipe, containing a combustion chamber, and in front of the air filter of the compressor of the tested TCR, as well as temperature and air pressure sensors in the outlet pressure port of the compressor station, Kama and the combustion is additionally equipped with an indicator and a flame detector, the stand is additionally equipped with an autonomous technological compressor, and the drive of adjustable rotary shutters of the controlled bypass valves is in communication with the technological compressor and is equipped with positioners installed with the possibility of electrical adjustment of the position of each of the shutters and with the possibility of translating each valve into a closed or open position.

2. A bench for testing turbochargers of internal combustion engines according to claim 1, characterized in that the oil system further comprises an additional oil pressure sensor located in front of the filter in the direction of oil circulation in the circuit.

3. The test bench for turbochargers of internal combustion engines according to claim 1, characterized in that it further comprises a coolant supply system in the cooling cavity of the middle TCR and / or turbine housing, made in the form of a forced circulation circuit of the coolant, including a cooling tank fluid, forced-air radiator, bypass pipe with circulation valve, coolant flow sensor, coolant pressure sensor, etc. a coolant temperature sensor, one of which is located in the coolant supply pipe in the TKR cooling cavity, and the other in the coolant discharge pipe from the TKR cooling cavity.

4. A test bench for turbochargers of internal combustion engines according to claim 1, characterized in that between the combustion chamber and the turbine inlet of the tested TCR, an additional receiver is installed.