RU89617U1

RU89617U1 - STAND FOR TESTING TURBOCHARGERS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: RU89617U1
Application number: RU2009132645/22U
Authority: RU
Inventors: Павел Александрович Михалин; Александр Владиславович Сиротов; Юрий Алексеевич Шамарин; Виталий Иванович Панферов; Виктор Михайлович Корнеев
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, более конкретно, к стендам для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания и может найти применение при создании систем для комплексных испытаний турбокомпрессоров дизельных двигателей автотракторной техники лесопромышленного комплекса. Решаемой задачей полезной модели является создание эффективного, удобного в эксплуатации и сравнительно простого в исполнении стенда для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания. При этом должна быть реализована возможность испытаний наиболее распространенных типов турбокомпрессоров на основных режимах работы для выработки практических рекомендаций по восстановлению и совершенствованию их эксплуатационных характеристик. Дополнительно к указанной, решается задача создания автоматической системы для выявления технических параметров испытываемого турбокомпрессора в реальном масштабе времени с использованием современной измерительной техники и аппаратуры отображения информации. Указанная задача решается тем, что в стенде для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания, содержащем средства для горячих испытаний и контроля параметров турбокомпрессоров, согласно полезной модели, стенд содержит 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, входящего в состав пульта управления. Кроме того, патрубки для подвода к испытываемому турбокомпрессору воздуха и отвода уходящих газов и съемный обводной U-образный канал стенда снабжены быстросъемными фланцевыми соединениями с набором крепежных приспособлений и проставок для установки в рабочее положение турбокомпрессоров различных производителей, система холодного запуска выполнена в виде сопла, размещенного в обводном канале в области камеры сгорания и соединенного с выходом стороннего компрессора, датчики давления выполнены с возможностью формирования электрического выходного сигнала одновременно с отображением показаний манометрами, а датчик скорости вращения ротора выполнен совмещенным с датчиком вибраций турбокомпрессора. Описание на 8 л., илл. на 2 л. The utility model relates to the field of mechanical engineering, and more specifically, to stands for testing turbochargers of internal combustion engines and can be used to create systems for the comprehensive testing of turbochargers of diesel engines of automotive tractors in the timber industry. The solvable task of the utility model is the creation of an efficient, easy-to-use, and relatively simple-to-use test bench for testing turbochargers of internal combustion engines. At the same time, the possibility of testing the most common types of turbochargers in the main operating modes should be realized to develop practical recommendations for restoring and improving their operational characteristics. In addition to the above, the task of creating an automatic system for identifying the technical parameters of the tested turbocharger in real time using modern measuring equipment and information display equipment is being solved. This problem is solved by the fact that in the test bench for turbochargers of internal combustion engines containing means for hot testing and control of parameters of turbochargers, according to a utility model, the test bench contains nozzles for supplying air to the test turbocharger and exhaust gas, a removable bypass U -shaped channel connecting the compressor outlet pipe to the turbine compressor turbine inlet pipe and a combustion chamber for burning hydrocarbon fuel in the branch of the bypass channel in front of the turbine inlet, the turbocharger starting system is configured to spin the turbine by air flow from a third-party compressor, the output of the fuel supply system is connected through the fuel flow regulator to the fuel nozzle in the combustion chamber, the output of the oil supply system is connected through the oil flow regulator with a channel for supplying oil to the bearing assembly of the turbocompressor, and means for monitoring the parameters of the turbocompressor include a rotor speed sensor, the sensors temperature, pressure and fuel and oil consumption, the gas-air path of the stand is equipped with temperature and pressure sensors 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. In addition, the nozzles for supplying air to the test turbocharger and exhaust gas and a removable bypass U-shaped channel of the stand are equipped with quick-detachable flange connections with a set of fasteners and spacers for installation in the working position of turbochargers of various manufacturers, the cold start system is made in the form of a nozzle placed in the bypass channel in the area of the combustion chamber and connected to the output of a third-party compressor, the pressure sensors are 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. Description on 8 l., Ill. for 2 liters

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, более конкретно, к стендам для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания и может найти применение при создании систем для комплексных испытаний турбокомпрессоров дизельных двигателей автотракторной техники лесопромышленного комплекса.The utility model relates to the field of mechanical engineering, more specifically, to stands for testing turbochargers of internal combustion engines and can be used to create systems for the comprehensive testing of turbochargers of diesel engines of automotive tractors in the timber industry.

Известен стенд для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания, содержащий средства для холодной прокрутки и балансировки турбокомпрессора в сборе на собственных опорах и контрольно-измерительную аппаратуру (см. Стенд для динамической балансировки турбокомпрессоров. Производитель ООО Мелитопольский завод турбокомпрессоров «МТЗк - Турбоком», Украина, Запорожская обл., г.Мелитополь, ул. Карла Маркса, 27, ).A well-known test bench for testing turbochargers of internal combustion engines containing means for cold scrolling and balancing the turbocharger assembly on its own supports and instrumentation (see. Stand for dynamic balancing of turbochargers. Manufacturer OOO Melitopol Turbocompressor Plant MTZk-Turbokom, Ukraine, Zaporizhia region., Melitopol, Karl Marx St., 27,).

Известный стенд предназначен для холодных испытаний турбокомпрессоров и содержит станок БВИ-03-09Т для устранения динамической неуравновешенности роторов турбокомпрессоров. Контрольно-измерительная аппаратура стенда включает измерительный прибор ПБ-02М с микропроцессором и жидкокристаллическим индикатором параметров вращения ротора. Недостатком известного стенда является невозможность испытания турбокомпрессоров при горячей обкатке во всем диапазоне рабочих режимов.The well-known stand is designed for cold testing of turbochargers and contains a BVI-03-09T machine to eliminate the dynamic imbalance of the turbocompressor rotors. The test instrumentation includes a PB-02M measuring device with a microprocessor and a liquid crystal indicator of rotor rotation parameters. A disadvantage of the known stand is the inability to test turbochargers during hot run-in in the entire range of operating modes.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является стенд для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания, содержащий средства для горячих испытаний и контроля характеристик турбокомпрессоров (см. Стенд для испытания турбокомпрессоров. Производитель НИН ООО «АгроМаркет», Украина, Харьковская обл., г.Дергачи, ул. Петровского, 230, - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a test bench for testing turbochargers of internal combustion engines, containing tools for hot testing and monitoring the characteristics of turbochargers (see Test bench for turbochargers. Manufacturer NIN LLC AgroMarket, Ukraine, Kharkov region, Dergachi, ul. Petrovsky, 230, - prototype).

Известный стенд представляет собой безмоторную установку для испытаний различных модификаций турбокомпрессоров и моделирования режимов работы, соответствующих режимам работы на двигателе.The well-known stand is a non-motorized installation for testing various modifications of turbochargers and modeling of operating modes corresponding to the operating modes on the engine.

Стенд содержит газо-воздушную, масляную и топливную системы. В данном стенде компрессор приводится во вращение турбиной, рабочим телом для которой служат горячие газы с температурой 200-800°С или сжатый воздух с температурой 50-70°С.The stand contains gas-air, oil and fuel systems. In this stand, the compressor is driven into rotation by a turbine, the working fluid for which is hot gases with a temperature of 200-800 ° C or compressed air with a temperature of 50-70 ° C.

Возможность применения известного оборудования для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания осложняется недостатком средств для выявления и обработки основных технических параметров испытываемого турбокомпрессора в реальном времени, в том числе, в условиях рядовых эксплуатационных мастерских. Кроме того, известный стенд достаточно сложен в эксплуатации при испытаниях большого числа турбокомпрессоров различных производителей из-за несовершенной технологии их размещения и фиксации на стенде, а также неполноты исходных данных для анализа результатов испытаний.The possibility of using known equipment for testing turbochargers of internal combustion engines is complicated by the lack of tools for identifying and processing the main technical parameters of the tested turbocharger in real time, including in ordinary operating workshops. In addition, the well-known stand is quite difficult to operate when testing a large number of turbochargers of various manufacturers due to the imperfect technology of their placement and fixation on the stand, as well as the incompleteness of the initial data for the analysis of test results.

Решаемой задачей полезной модели является создание эффективного, удобного в эксплуатации и сравнительно простого в исполнении стенда для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания. При этом должна быть реализована возможность испытаний наиболее распространенных типов турбокомпрессоров на основных режимах работы для выработки практических рекомендаций по восстановлению и совершенствованию их эксплуатационных характеристик. Дополнительно к указанной, решается задача создания автоматической системы для выявления технических параметров испытываемого турбокомпрессора в реальном масштабе времени с использованием современной измерительной техники и аппаратуры отображения информации.The solvable task of the utility model is the creation of an efficient, easy-to-use, and relatively simple-to-use test bench for testing turbochargers of internal combustion engines. At the same time, the possibility of testing the most common types of turbochargers in the main operating modes should be realized to develop practical recommendations for restoring and improving their operational characteristics. In addition to the above, the task of creating an automatic system for identifying the technical parameters of the tested turbocharger in real time using modern measuring equipment and information display equipment is being solved.

Указанная задача решается тем, что в стенде для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания, содержащем средства для горячих испытаний и контроля параметров турбокомпрессоров, согласно полезной модели, стенд содержит 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, входящего в состав пульта управления.This problem is solved by the fact that in the test bench for turbochargers of internal combustion engines containing means for hot testing and control of parameters of turbochargers, according to a utility model, the test bench contains nozzles for supplying air to the test turbocharger and exhaust gas, a removable bypass U -shaped channel connecting the compressor outlet pipe to the turbine compressor turbine inlet pipe and a combustion chamber for burning hydrocarbon fuel in the branch of the bypass channel in front of the turbine inlet, the turbocharger starting system is configured to spin the turbine by air flow from a third-party compressor, the output of the fuel supply system is connected through the fuel flow regulator to the fuel nozzle in the combustion chamber, the output of the oil supply system is connected through the oil flow regulator with a channel for supplying oil to the bearing assembly of the turbocompressor, and means for monitoring the parameters of the turbocompressor include a rotor speed sensor, the sensors temperature, pressure and fuel and oil consumption, the gas-air path of the stand is equipped with temperature and pressure sensors 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, патрубки для подвода к испытываемому турбокомпрессору воздуха и отвода уходящих газов и съемный обводной U-образный канал стенда снабжены быстросъемными фланцевыми соединениями с набором крепежных приспособлений и проставок для установки в рабочее положение турбокомпрессоров различных производителей, система холодного запуска выполнена в виде сопла, размещенного в обводном канале в области камеры сгорания и соединенного с выходом стороннего компрессора, датчики давления 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 nozzles for supplying air to the test turbocharger and exhaust gas and a removable bypass U-shaped channel of the stand are equipped with quick-detachable flange connections with a set of fasteners and spacers for installation in the working position of turbochargers of various manufacturers, the cold start system is made in the form of a nozzle placed in the bypass channel in the area of the combustion chamber and connected to the output of a third-party compressor, the pressure sensors are 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.

Такое выполнение стенда позволяет решить поставленную задачу создания эффективного и удобного в эксплуатации универсального стенда для испытания различных типов турбокомпрессоров карбюраторных и дизельных двигателей с выработкой практических рекомендаций по совершенствованию их эксплуатационных характеристик.This implementation of the stand allows us to solve the task of creating an effective and convenient to use universal bench for testing various types of turbochargers of carburetor and diesel engines with the development of practical recommendations for improving their operational characteristics.

Указанное выполнение средств для проведения испытаний турбокомпрессора, включающих обводной U-образный канал с камерой сгорания, патрубков для подвода воздуха и отвода уходящих газов, снабженных необходимыми фланцевыми соединениями с набором проставок, обеспечивает быстрый монтаж различных видов турбокомпрессоров в положение для испытаний, удобство эксплуатации и результативность использования стенда. Оснащение стенда набором указанных датчиков обеспечивает максимальный объем исходной и текущей информации о состоянии систем стенда и турбокомпрессора. При этом повышается эффективность предложенного устройства, в том числе, за счет использования современной техники преобразования полезных сигналов. Это позволяет решить задачу автоматизации испытаний и совершенствования характеристик турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания.The specified implementation of the means for testing a turbocharger, including a bypass U-shaped channel with a combustion chamber, nozzles for supplying air and exhaust gas, equipped with the necessary flange connections with a set of spacers, provides quick installation of various types of turbochargers in the test position, ease of operation and effectiveness use of the stand. Equipping the bench with a set of these sensors provides the maximum amount of initial and current information about the state of the systems of the bench and turbocharger. This increases the efficiency of the proposed device, including through the use of modern technology for converting useful signals. This allows us to solve the problem of testing automation and improving the characteristics of turbochargers of internal combustion engines.

На фиг.1 показана принципиальная схема стенда для испытания турбокомпрессоров дизельного двигателя, на фиг.2 дана его конструктивная схема.Figure 1 shows a schematic diagram of a bench for testing turbochargers of a diesel engine, figure 2 is given its structural diagram.

Стенд для испытания турбокомпрессора ТКР-7Н2А дизельного двигателя Д-245 содержит установленные на его корпусе 1 патрубки 2, 3 для подвода к испытываемому турбокомпрессору 4 воздуха и отвода уходящих газов.The test bench for the TKR-7N2A turbocharger of the D-245 diesel engine contains nozzles 2, 3 mounted on its housing 1 for supplying air to the test turbocharger 4 and exhaust gas.

Съемный обводной U-образный канал 5 соединяет выходной патрубок компрессора 6 с входным патрубком турбины 7 турбокомпрессора 4. Камера сгорания 8 для сжигания углеводородного топлива размещена в ветви обводного канала 5 перед входным патрубком турбины 7. Система запуска турбокомпрессора 4 выполнена с возможностью раскрутки турбины 7 воздушным потоком от стороннего компрессора (не показан) посредством сопла 9, размещенного в обводном канале 5 в области камеры сгорания 8. Выход системы 10 подачи топлива соединен через регулятор 11 расхода топлива с топливной форсункой 12 в камере сгорания 8. Выход системы 13 подачи масла соединен через регулятор 14 расхода масла с каналом 15 подвода масла к подшипниковому узлу 16 турбокомпрессора.A detachable bypass U-shaped channel 5 connects the outlet pipe of the compressor 6 to the inlet pipe of the turbine 7 of the turbocharger 4. The combustion chamber 8 for burning hydrocarbon fuel is placed in the branch of the bypass channel 5 in front of the inlet of the turbine 7. The turbocharger 4 start-up system is configured to spin the turbine 7 by air flow from a third-party compressor (not shown) by means of a nozzle 9 located in the bypass channel 5 in the region of the combustion chamber 8. The output of the fuel supply system 10 is connected through the fuel consumption controller 11 a fuel injector 12 into the combustion chamber 8. The output system 13, the oil supply controller 14 is connected through an oil flow from the oil feed passage 15 to the bearing assembly 16 of the turbocharger.

На фиг.1 поз.17, 18 обозначены свеча и система зажигания топливовоздушной смеси в камере сгорания 8. Поз. 19 обозначены соединительные фланцы между частями турбокомпрессора 4 и патрубками 2, 3 и обводного канала 5. Соединительные фланцы 19 выполнены быстросъемными и снабжены набором проставок (не показаны) для установки в рабочее положение турбокомпрессоров различных производителей, имеющих другие посадочные размеры. В качестве быстросъемных могут быть использованы фланцы с болтовым, байонетным, замковым или иным типом соединения. На фиг.1 и фиг.2 показаны соединительные фланцы с минимальным числом шпилек или болтов для быстрой взаимной фиксации и герметизации патрубков и частей турбокомпрессора 4.In Fig.1 pos.17, marked candle and the ignition system of the air-fuel mixture in the combustion chamber 8. Pos. 19, the connecting flanges between the parts of the turbocharger 4 and the nozzles 2, 3 and the bypass channel 5 are indicated. The connecting flanges 19 are quick-detachable and equipped with a set of spacers (not shown) for installation in the working position of turbochargers of various manufacturers having different mounting sizes. As quick-detachable flanges with bolt, bayonet, lock or other type of connection can be used. Figure 1 and figure 2 shows the connecting flanges with a minimum number of studs or bolts for quick mutual fixation and sealing of the pipes and parts of the turbocharger 4.

Средства для контроля параметров турбокомпрессора 4 включают датчик 20 скорости вращения ротора, совмещенный с датчиком вибраций турбокомпрессора, датчики 21, 22, 23 температуры, давления и расхода топлива и датчики 24, 25, 26 температуры, давления и расхода масла. Газовоздушный тракт стенда снабжен соответственно датчиками температуры 27, 28 и давления 29, 30 воздуха на входе и выходе компрессора 6, а также датчиками температуры 31, 32 и давления 33, 34 газа на входе и выходе турбины 7. Выходы указанных датчиков соединены через многоканальный усилитель 35 с входами микропроцессора блока управления 36, входящего в состав пульта управления 37. Датчики давления в данном стенде выполнены с возможностью формирования электрического выходного сигнала одновременно с отображением показаний манометрами на пульте управления 37. Корпус 1 стенда состоит из станины сварной конструкции, снабженной верхней плитой и креплениями (не показаны) для фиксации турбокомпрессора 4 патрубков 2, 3 и обводного канала 5. Последний вместе с камерой сгорания 8 размещен внутри корпуса 1 ниже верхней плиты. Корпус 1 стенда, как правило, размещен в отдельном испытательном помещении или боксе, а пульт управления - в другом помещении, в котором операторы осуществляют контроль за данными испытаниями.Means for monitoring the parameters of the turbocharger 4 include a rotor speed sensor 20, combined with a turbocharger vibration sensor, sensors 21, 22, 23 of temperature, pressure and fuel consumption and sensors 24, 25, 26 of temperature, pressure and oil flow. The gas-air path of the stand is equipped with, respectively, temperature sensors 27, 28 and air pressure 29, 30 at the inlet and outlet of the compressor 6, as well as temperature sensors 31, 32 and gas pressure 33, 34 at the inlet and outlet of the turbine 7. The outputs of these sensors are connected through a multi-channel amplifier 35 with inputs of the microprocessor of the control unit 36, which is part of the control panel 37. The pressure sensors in this stand are configured to generate an electrical output signal simultaneously with the display of pressure gauges on the control panel 37. The housing 1 of the stand consists of a bed of a welded structure equipped with an upper plate and fasteners (not shown) for fixing the turbocharger 4 of the pipes 2, 3 and the bypass channel 5. The latter, together with the combustion chamber 8, is located inside the housing 1 below the upper plate. The case 1 of the stand, as a rule, is located in a separate test room or box, and the control panel is in another room in which operators control these tests.

Пульт управления 37 выполнен в виде сварного каркаса, обшитого металлическими листами и снабженного съемными панелями для монтажа электронного блока управления 36 и электротехнического оборудования. На лицевой панели пульта 37 расположены средства для ручного или полуавтоматического управления системами 10, 13, 18 топливоподачи, подачи масла, зажигания топливовоздушной смеси и регуляторами 11, 14 расхода топлива и масла. Кроме того, на панели пульта 37 размещены контрольно-измерительные приборы для отображения указанных параметров турбокомпрессора 4 на различных режимах его работы.The control panel 37 is made in the form of a welded frame, sheathed with metal sheets and equipped with removable panels for mounting the electronic control unit 36 and electrical equipment. On the front panel of the remote control 37 there are means for manual or semi-automatic control of fuel supply systems 10, 13, 18, oil supply, ignition of the air-fuel mixture and fuel and oil flow controllers 11, 14. In addition, on the panel of the remote control 37 there are control and measuring devices for displaying the indicated parameters of the turbocharger 4 in various modes of its operation.

Система 10 подачи топлива включает топливный бак, топливный насос с электроприводом постоянного тока, фильтры грубой и тонкой очистки, запорно-регулирующую аппаратуру, топливопроводы (не показаны) и упомянутые датчики измерения температуры, давления и расхода топлива. Система 13 подачи масла включает масляный бак, масляный насос с электроприводом, гидроаппаратура, фильтры грубой и тонкой очистки, электронагревательные элементы (не показаны) и упомянутые датчики измерения температуры, давления и расхода масла.The fuel supply system 10 includes a fuel tank, a DC electric fuel pump, coarse and fine filters, shut-off and control equipment, fuel lines (not shown), and said temperature, pressure and fuel consumption sensors. The oil supply system 13 includes an oil tank, an electric oil pump, hydraulic equipment, coarse and fine filters, electric heating elements (not shown) and said sensors for measuring temperature, pressure and oil flow.

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

Для испытания турбокомпрессора ТКР-7Н2А дизельного двигателя Д-245 турбокомпрессор устанавливают на горизонтальной верхней плите корпуса 1 предложенного стенда. Быстросъемные соединительные фланцы 19 патрубков 2, 3 снабжены проставками для соединения с конкретным турбокомпрессором, который жестко фиксируют на верхней плите с помощью упомянутых крепежных приспособлений. При этом входной воздушный и выходной газовый патрубки испытываемого турбокомпрессора 4 должны быть сочленены с патрубками 2, 3 для подвода к нему воздуха из сравнительно отдаленной области помещения и отвода уходящих газов через протяженный теплоизолированный газовод (не показан) за пределы испытательного помещения или бокса.To test the turbocharger TKR-7N2A of the D-245 diesel engine, the turbocharger is installed on the horizontal upper plate of the housing 1 of the proposed stand. Quick-detachable connecting flanges 19 of the nozzles 2, 3 are equipped with spacers for connecting to a specific turbocompressor, which is rigidly fixed to the upper plate using the above-mentioned fastening devices. In this case, the air inlet and outlet gas pipes of the tested turbocharger 4 must be connected to the pipes 2, 3 to supply air to it from a relatively remote area of the room and to exhaust the exhaust gases through an extended heat-insulated gas duct (not shown) outside the test room or box.

Затем к нижним патрубкам турбокомпрессора 4 подсоединяют фланцы съемного обводного U-образный канала 5. Этим формируется вспомогательная часть газо-воздушного тракта от выходного патрубка компрессора 6 к входному патрубку турбины 7 турбокомпрессора 4. Камера сгорания 8 для сжигания углеводородного топлива, смонтированная в правой ветви обводного канала 5, обеспечивает подвод горячих газов непосредственно к входному патрубку турбины 7. Перед проведением горячих испытаний турбокомпрессора 4 необходимо обеспечить его холодный запуск. Для этого используется высокоскоростной воздушный поток от стороннего компрессора.Then, the flanges of the removable bypass U-shaped channel 5 are connected to the lower nozzles of the turbocharger 4. This forms the auxiliary part of the gas-air path from the compressor outlet 6 to the inlet of the turbine 7 of the turbocharger 4. The combustion chamber 8 for burning hydrocarbon fuel mounted in the right branch of the bypass channel 5, provides the supply of hot gases directly to the inlet of the turbine 7. Before conducting hot tests of the turbocharger 4, it is necessary to ensure its cold start. For this, high-speed air flow from a third-party compressor is used.

Раскрутка турбины 7 обеспечивается посредством воздушной струи, выходящей под давлением из суживающего сопла 9, вваренного в обводной канал 5 по центру камеры сгорания 8. В данном случае возможно провести балансировочные испытания турбокомпрессора 4 на низких (6-30 тыс.об/мин) и высоких (60-160 тыс.об/мин) оборотах ротора. При этом формируются сигналы от датчика 20 скорости вращения ротора и от датчиков газо-воздушного тракта 27-34, сигналы от которых поступают через многоканальный усилитель 35 к входам микропроцессора блока управления 36. Аналоговые сигналы от указанных датчиков преобразуются в цифровую форму в АЦП микропроцессора для отображения параметров турбокомпрессора на приборной панели пульта управления 37, а также для выработки сигналов управления на внешний регулятор (не показан) для изменения расхода воздуха через сопло 9.The spin-up of the turbine 7 is provided by means of an air stream exiting under pressure from the narrowing nozzle 9, welded into the bypass channel 5 in the center of the combustion chamber 8. In this case, it is possible to carry out balancing tests of the turbocharger 4 at low (6-30 thousand rpm) and high (60-160 thousand rpm) rotor speed. In this case, signals are generated from the rotor speed sensor 20 and from the gas-air duct sensors 27-34, the signals from which are fed through a multi-channel amplifier 35 to the inputs of the microprocessor of the control unit 36. The analog signals from these sensors are converted to digital form in the ADC of the microprocessor for display parameters of the turbocharger on the dashboard of the control panel 37, as well as for generating control signals to an external controller (not shown) to change the air flow through the nozzle 9.

Посредством повторных операций холодной прокрутки турбокомпрессора 4 решаются задачи дефектации его узлов для последующего ремонта или замены, доводки параметров испытываемого турбокомпрессора до нормативных и его подготовки к горячим испытаниям с подачей топливно-воздушной смеси в камеру сгорания 8 стенда.By repeated cold-scrolling operations of the turbocharger 4, the problems of defect of its units for subsequent repair or replacement, refinement of the parameters of the tested turbocharger to the standard ones and its preparation for hot tests with the supply of the fuel-air mixture into the combustion chamber 8 of the test bench are solved.

Для горячего запуска турбокомпрессора в камеру сгорания 8 подают топливо через топливную форсунку 12 из системы 10 через регулятор 11 расхода. Величина расхода топлива в начале запуска и на последующих режимах должна соответствовать нормативным значениям рабочей характеристики турбокомпрессора данного типа. Перед холодным и горячим запусками через канал 15 под заданным давлением подводят масло к подшипниковому узлу 16 турбокомпрессора 4 от системы 13 через регулятор расхода 14.For a hot start of the turbocharger, the fuel is supplied to the combustion chamber 8 through the fuel nozzle 12 from the system 10 through the flow regulator 11. The amount of fuel consumption at the beginning of the launch and in subsequent modes should correspond to the standard values of the operating characteristics of this type of turbocharger. Before cold and hot starts through the channel 15 under the specified pressure, oil is supplied to the bearing assembly 16 of the turbocharger 4 from the system 13 through the flow regulator 14.

После достижения необходимых оборотов ротора турбокомпрессора 4 при холодном запуске и достижении заданного значения обогащения топливовоздушной смеси в камере сгорания 8 блок управления 36 формирует управляющий сигнал на запуск системы 18 зажигания для подачи рабочего напряжения зажигания на свечу 17. Происходит возгорание топливовоздушной смеси, продукты сгорания поступают на вход турбины 7, обеспечивая вращение колеса компрессора 6, нагнетающего свежий воздух в камеру сгорания 8. После выхода турбокомпрессора на режим холостого хода отключают подачу воздуха от стороннего компрессора через сопло 9. Указанные средства контроля параметров турбокомпрессора 4 обеспечивают измерение с заданной точностью скорости вращения ротора, температуры, давления и расхода топлива и масла. Датчики в газо-воздушном тракте стенда, в свою очередь, обеспечивают измерение температуры и давления воздуха на входе и выходе компрессора 6 и турбины 7 турбокомпрессора 4.After reaching the required rotor speed of the turbocharger 4 during cold start and reaching the set value of enrichment of the air-fuel mixture in the combustion chamber 8, the control unit 36 generates a control signal to start the ignition system 18 to supply the operating ignition voltage to the candle 17. Ignition of the air-fuel mixture occurs, the combustion products go to turbine inlet 7, providing rotation of the compressor wheel 6, forcing fresh air into the combustion chamber 8. After the turbocompressor enters idle about turn off the air supply from the third-party compressor through the nozzle 9. The indicated means of controlling the parameters of the turbocompressor 4 provide a measurement with a given accuracy of the rotor speed, temperature, pressure and fuel and oil consumption. The sensors in the gas-air path of the stand, in turn, provide a measurement of temperature and air pressure at the inlet and outlet of the compressor 6 and turbine 7 of the turbocharger 4.

Выходные аналоговые сигналы от указанных датчиков усиливаются в многоканальном усилителе 35 и поступают на входной порт микропроцессора блока управления 36 для оцифровки и выработки сигналов управления системами и агрегатами стенда в соответствии с программой текущих испытаний турбокомпрессора.The analog output signals from these sensors are amplified in a multi-channel amplifier 35 and fed to the input port of the microprocessor of the control unit 36 for digitizing and generating control signals for the systems and units of the stand in accordance with the program of ongoing tests of the turbocompressor.

Управление процессом испытаний возможно проводить в автоматическом, полуавтоматическом и в ручном режимах. Для последних случаев на лицевой панели пульта 37 расположены средства для ручного или полуавтоматического управления системами 10, 13, 18 топливоподачи, подачи масла, зажигания топливовоздушной смеси, а также регуляторами 11, 14 расхода топлива и масла в соответствии с показаниями контрольно-измерительных приборов.Test process management can be carried out in automatic, semi-automatic and manual modes. For the latter cases, on the front panel of the remote control 37 there are means for manual or semi-automatic control of fuel supply systems 10, 13, 18, oil supply, ignition of the air-fuel mixture, as well as fuel and oil regulators 11, 14 in accordance with the readings of control and measuring devices.

Блок управления 36 осуществляет в режиме реального времени необходимые операции с входными сигналами для получения связи термодинамических параметров газо-воздушного тракта с вращением ротора и техническим состоянием турбокомпрессора, На пульте управления 37 отображаются данные, являющиеся результатом обработки исходной информации от указанных датчиков газо-воздушной системы и систем подачи масла и топлива для наглядной оценки состояния турбокомпрессора и выработки рекомендаций для операторов стенда по ручной или автоматической регулировке его характеристик.The control unit 36 performs in real time the necessary operations with the input signals to obtain a connection between the thermodynamic parameters of the gas-air duct and the rotation of the rotor and the technical condition of the turbocharger. The control panel 37 displays data resulting from the processing of the initial information from these sensors of the gas-air system and oil and fuel supply systems for a visual assessment of the condition of the turbocharger and development of recommendations for stand operators on manual or automatic operation walking his characteristics.

Однократную холодную прокрутку турбокомпрессора без подачи топлива обычно осуществляют с частотой до 30 тыс.об/мин в течение нескольких минут. В случаях наличия недопустимых вибраций осуществляют демонтаж, ремонт, сборку и 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 cases of unacceptable vibrations, the turbocompressor is dismantled, repaired, assembled and re-tested dynamically.

Горячие стендовые испытания турбокомпрессоров проводят при скорости вращения ротора до 160 тыс.об/мин и более. Время работы турбокомпрессора в каждом цикле опытно-производственных испытаний должно находиться в пределах от десятков мин. до нескольких часов. Исследование работоспособности турбокомпрессоров двигательных агрегатов автотракторной техники на предложенном стенде может осуществляться на базе ремонтно-технических предприятий лесопромышленного комплекса.Hot bench tests of turbochargers are carried out at rotor speeds of up to 160 thousand rpm and more. The turbocharger operating time in each cycle of pilot production testing should be in the range of tens of minutes. up to several hours. A study of the operability of turbocompressors of motor units of automotive vehicles at the proposed stand can be carried out on the basis of repair and technical enterprises of the timber industry complex.

Предложенный стенд, разработанный в ГОУ ВПО МГУЛ, предназначен для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания, комплексной проверки качества изготовления и сборки турбокомпрессоров путем обкатки и определения их контрольных параметров.The proposed stand, developed at GOU VPO MGUL, is intended for testing turbocompressors of internal combustion engines, a comprehensive check of the quality of manufacture and assembly of turbocompressors by running in and determining their control parameters.

Основными измеряемыми параметрами данного стенда являются:The main measured parameters of this stand are:

- максимальная частота вращения ротора, об/мин- maximum rotor speed, rpm 160000160,000 - давление воздуха после компрессора, кПа- air pressure after the compressor, kPa 0-2500-250 - давление газа перед турбиной, кПа- gas pressure in front of the turbine, kPa 0-3000-300 - давление газа после турбины, кПа- gas pressure after the turbine, kPa 0-300-30 - давление в системе подачи масла, кПа- pressure in the oil supply system, kPa 0-7000-700 - давление в системе подачи топлива, кПа- pressure in the fuel supply system, kPa 0-10000-1000 - температура газа перед турбиной, °С- gas temperature in front of the turbine, ° С 0-10000-1000 - температура газа после турбины, °С- gas temperature after the turbine, ° С 0-6000-600 - температура масла перед турбокомпрессором, °С- oil temperature in front of the turbocharger, ° С 0-1200-120 - виброускорение, g- vibration acceleration, g 0-300-30 - температура воздуха перед компрессором, °С- air temperature in front of the compressor, ° С 0-600-60 - температура воздуха после компрессора, °С- air temperature after the compressor, ° С 0-1500-150

Предложенный стенд, позволяет определить параметры и характеристики турбокомпрессоров дизельных двигателей в различные периоды эксплуатации, обкатки и регулировки. В результате проведенных исследований были выработаны необходимые рекомендации по технике испытаний турбокомпрессоров. Полезная модель дополняет и развивает возможности системы дефектации и эталонирования в части повышения эффективности и удобства эксплуатации стендового оборудования при ремонте и техническом обслуживании турбоагрегатов.The proposed stand allows you to determine the parameters and characteristics of turbochargers of diesel engines in various periods of operation, break-in and adjustment. As a result of the studies, the necessary recommendations were developed on the test technique for turbochargers. The utility model complements and develops the capabilities of the fault detection and standardization system in terms of increasing the efficiency and ease of use of bench equipment in the repair and maintenance of turbine units.

Claims

1. A test bench for testing turbochargers of internal combustion engines, containing means for hot testing and monitoring the parameters of turbochargers, characterized in that the stand contains nozzles mounted on its body for supplying air to the test turbocharger and exhaust gas, a removable bypass U-shaped channel connecting the outlet pipe of the compressor with the inlet pipe of the turbine of the turbocompressor, and the combustion chamber for burning hydrocarbon fuel, placed in the branch of the bypass channel in front of the inlet a turbine nozzle, wherein the turbocharger start-up system is configured to spin 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 the turbocompressor unit, and means for monitoring the parameters of the turbocompressor include a rotor speed sensor, temperature, pressure and fuel consumption sensors, and m weakly, the gas-air path is equipped with the stand of temperature sensors and fluid pressure at the inlet and outlet of the compressor and turbine, wherein the outputs of said sensors are connected via a multichannel amplifier with the control unit, which is part of the control panel.

2. The stand according to claim 1, characterized in that the nozzles for supplying air to the test turbocharger and exhaust gas and a removable bypass U-shaped channel of the stand are equipped with quick-detachable flange connections with a set of fasteners and spacers for installation in the working position of turbochargers of various manufacturers, the cold start system is 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 compressor, the pressure sensors are made with the possibility ormirovaniya electric output signal simultaneously with the display of the pressure gauge, and a rotor speed sensor is aligned with the sensor vibrations of the turbocharger.