SU1239545A1 - Стенд дл испытани турбокомпрессора двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области испытани  машин и позвол ет повысить точность и достоверность результатов исшлтаний турбокомпрессоров путем приближени  условий испытаний к натурным. При запуске с помощью привода 9 устанавливают заслонку 8 в закрытое положение и ОТВОДЯЩИЙ патрубок 7 разобща от с выходной магистралью -4. Включают привод 2 технологического компрессора 1 и увеличивают обороты привода. При этом воздух по входной магистрали 3 через компрессор 5 поступает на вход в технологический компрессор 1 и йжимаетс , давление и температура воздуха на выходе компрессора увеличиваютс . Воздух с повьш енным давлением и температурой поступает по выходной магистрали 4 на вход в турбину 6 турбокомпрессора и расшир етс  на ней, соверша  работу. Ротор турбокомпрессора приходит во вращение , что фиксируетс  датчиком 12. По мере повьш1енн  частоты вращени  ротора турбокомпрессора устанавли- . вают обороты привода 2 такими, чтобы температура воздуха на выходе из технологического компрессора 1 соответствовала заданной. При этом с помощью механизма 11 управлени  регулируемый дроссель 10 прикрываето (Л

Description

с  до получени  заданных оборотов турбокомпрессора при заданной температуре на входе в турбину 6. Зате с помощью сист&ш управлени  приводом 2 технологического компрессора механизмом управлени  11 регулируе- Mo.ro дроссел  10 j приводом 9 вращающейс  заслонки 8 устанавливают заданную программой испытани  цикличность измерени  параметров на входе в турбину- 6. При воссоздании наиболее т жёлых режимов работы турбокомпрессора, к которым относитс  циклическое повторение резкого перехода от холостого хода до максимальной- нагрузки и обратно, циклически измен ют -обороты привода 2 технологического компрессора 1 и . проходное сечение регулируемого дроссел  10, при этом давление и температура на входе в турбину циклически измен ютс . При ускоренных ресурсных испытани х, с целью обесИзобретение относитс  к испытанию машин, в частности турбокомпрессоров наддува поршневых двигателей , и может найти применение при испытании турбин в общем и энергетическом машиностроении.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности, достоверности резуль татов путем приближени  испытаний к натурным.

На чертеже изображена схема предлагаемого стенда. Стевд содержит технологический компрессор 1 с регулируемым приводом 2, стендовые входную 3 и выходную 4 магистрали. Технологический компрессор 1 с входной магистрали 3 соединен с выходом ком-. прессора 5, а с помощью выходной магистрали 4 - с входом турбины 6 .испытуемого турбокомпрессора. Выходна  магистраль 4 снабжена отводным патрубксм 7 с устройством дл  создани  пульсирующего потока воздуха в виде вращак цейс  заслонки 8 с приводом 9. В выходную магистраль 4 установлен регулируемый дроссель

печени  максимальных циклических динамических перегрузок и термических ударов, измен ют циклически обороты привода 2 технологического прессора 1 и проходное сечение дроссел  10 от минимальных до максималы ных. При максимальных оборотах технологического компрессора 1 открывают регулируемый дроссель 10, при этом давление и температура на входе в турбину 6 будут максимальными, а ы при минимальных оборотах технологического компрессора 1 прикрывают регулируемый дроссель 10, при этом давление и температура на входе в турбину 6 будут минимальными. Дл  создани  колебаний давлени  газа, имитирующих выхлоп цилиндров дви- гател , включшот привод 9 вращающейс  заслонки 8. При этих услови х создаютс  динамические перегрузки и термические удары, щ евос сод щие эксплуатационные уровни. 1 ил.

lO с механизмом 11 управлени . На корпусе испытуемого турбокомпрессора установлен датчик 12 оборотов. Эле-, менты автоматики и управлени  стендом , а также системы контрол  и измерени  параметров испытуемого турбокомпрессора условно не показаны. Стенд работает следуюпро образом .

При запуске с помощью механизма 11 управлени  полностью открывают регулируемый дроссель 10, с помощыо привода 9 устанавливают заслонку 8 в закрытое положение, и отвод щий патрубок 7 разобщают с выходной маги- - стралью 4. Включают прншод 2 технологического компрессора 1 и увели«ш- вшот обороты привода. При этом воздух по входной магистрали 3 через

компрессор 5 поступает на вход в технологический компрессор t и сжимаетс , давление и температура воз- духа на выходе компрессора увеличиваетс . Давление Р и температура.

на выходе технологического компрессора 1 св заны с давлением f и температурой Т. на входе (на выходе из компрессора 5 турбокомпрессора)

известными иэ термодинамики ношени ми

Р тт Т V к

Т 1Г., к

где 1Г„ - степень повьшени  давлени  стендового компрессора  вл етс  функцией оборотов; К - показатель адиабаты сжати .

На запуске Р Р и Т Т„, где Р и TO - параметры воздуха на входе в турбокомпрессор.

Воздух с повышенным давлением и температурой поступает по выходной магистрали 4 на вход в турбину 6 турбокомпрессора и расшир етс  иа ней, соверша  работу. Ротор турбокомпрессора приходит во вращение, что фиксируетс  датчиком 12. По мере повышени  частоты вращени  ротора турбокомпрессора устанавливают обороты привода 2 такими, чтобы температура воздуха на выходе из техно- логического компрессора 1 соответствовала заданной. Эти обороты устанавливают из очевидного соотношени  . . к

Т )Т

где 1Г - степень повышени  давлени  компрессора 5, завис ща  от оборотов п турбокомпрессора .

При этом с помощью механизма It управлени  репулщ уемый дроссель 10 прикрываетс  до получени  заданных -оборотов турбокомпрессора при заданной температуре на входе в турбину 6. Затем с помощью системы управлени  приводом 2 технологического компрессора 1, механизмом 11 управлени  регулируемого дроссел  10, приводом 9 вращающейс  заслонки 8 устанавливают заданную программой испытани  цикличность изменени  параметров на входе в турбину 6.

При воссоздании наиболее т желых режимов работы турбокомпрессора, к которьм относитс  циклическое повторение резкого перехода от холостого хода до максимальной нагрузки и об- ратно, циклически измен ют обороты привода 2 технологического компрессора 1 и проходное сечение регулируемого дроссел  10, при этом давление и температура на входе в турбину циклически измен ютс .

239545 , 4

При ускоренных ресурсных испытани х с целью обеспечени  максимальных циклических динамических перегрузок и термических ударов измен ют

5 циклически обороты привода 2 технологического компрессора 1 и проходное сечение дроссел  10 от минимальных до максимальных. При максимальных оборотах технологического прессора 1 открывают регулируемый дроссель 10, при этом давление и температура на входе в турбину 6 будут максимальными, а при минимальных оборотах технологического компресt5 сора 1 прикрывают регулируемый дроссель 10, при этом давление и темпе- ратзфа на входе в турбину 6 будут минимальными . Дл  создани  колебаний давлени  газа, имитирующих выхлоп

20 цилиндров двигател , включают привод 9 вращакщейс  заслонки 8. При этих услови х создаютс  динамические перегрузки и термические удары,превосход щие эксплуатационные уровни.

25 Так, например, при испытании турбокомпрессора ТК-34 дизел  10Д100 допустима  длительна  температура газа перед турбиной равна Т° 870 К, максимальна  часова  температура га30 за перед, турбиной равна Т

t

920 К. Возможный диапазон изменени  температуры газа перед турбиной в эксплуатации Т 570-920 К, давлени  газа перед турбиной Р 35 0,135-0,25 МПа.

Определим необходимые максимальную и минимальную степени повышени  давлени  в технологическом компрессоре 1 дл  получени  температуры газа перед турбиной 570 и Т 920.

40

45

50

55

weKt

о мпкс

- 0,1 2,5 22 5,5 Ш1а;

Р S3 р . 7Г 71

Kn,in в «мии

0,11,35-7,6 1,03 МПа. .

Дл  получени  циклически измен ющихс  давлени  и температуры на взсоде в турбину 6 Р. 0,1-0,25 МПа и Т 570-920 К циклически изме-. и ют обороты привода 2 технологичес кого компрессора 1 таким образом, чтобы степень повышени  давлени  по рабочей характеристике технологичес- кого компрессора ПГ f(n) измен лась в диапазоне- т 7,6-22,0 и измен ют площадь проходного сечени  регулируемого дроссел  таким обра- . зом, чтобы давление на выходе из технологического компрессора 1 понижалось в 7,6 и 22 раза. Дл  упрощени  анализа изменением температуры воздуха при дросселировании пренебрегаем . В результате обеспечиваетс  воссоздание наиболее т желых режимов работы турбокомпрессора, максимально приближенных к натурньм. При любой цикличности изг енени  параметров обеспечиваетс  синхронность измене- ни  давлени  и температуры на входе в турбину в соответствии с заданной циклограммой испытани .

При ускоренных ресурсных испыта- ни х при максимальных оборотах технологического компрессора 1 увеличи- вают давление на входе в турбину 6 путем увеличени  проходного сечени  регулируемого Д1 оссел  10, а при ми- нимальных оборотах понижают давление перед турбиной 6 путем уменьшени  проходного сечени  регулируемого дроссел  10. При этом создаютс  дина ми 1еские педегрузки и термические удары, превосход щие эксплуатацион- .ные уровни.

Таким образом, применение предлагаемого стрнда улучшает дин мичес- кие характеристики и устойчивость

Составител

Редактор В. Иванова

Техред И.Попович

Заказ 3387/41 Тираж 778Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,

его работы, что позвол ет достаточно полно воспроизводить эксплуатационные режимы переменного нагруже- ни  и создавать циклические динамические перегрузки и тепловые удары . Это позвол ет сократить врем  исгалтаний за счет приближени  условий испытани  к натурным и проведени  ускоренных ресурсных испытаний. Кроме того, стенд не потребл ет при работе топливо и воздух, что снижает затраты средств на эксплуатацию. Одновременно улучшаютс  услови  тру- да и исключаетс  загр знение окружающей среды.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стенд дл  испытани  турбокомпрессора двигател  внутреннего сгорани , содержащий входную и выходнз э магистрали , устройства измерени  и зт- равлени , регулируемый источник газового потока и устройство дл  создани  пульсаций газового потока, выполненное в виде заслонки с приводсж дл  ее вращени , причем входна  и выходна  магистрали соединены соответственно с компрессором и турбиной испытуемого турбокомпрессора, а ре- гу ируемый источник газового потока соединен с входной и выходной магистрал ми , отличающийс  тем, что, с целью повышени  досто- верности путем приближени  условий испытаний к реальным, стенд дополнительно содержит регулируемый дроссель с механизмом управлени  и от- водной патрубок, а регулируемый источник газового потока вьтолнен в виде технологического ксшпрессора с регулируемым.приводом, причем регулируемый дроссель размещен в выходной магистрали на выходе из технологического компрессора, а заслонка размещена в отводном патрубке, который св зан с выходной магистралью между регулируемым дросселем и турбиной испытуемого турбокомпрессора.

   . Патрахальцев

   Корректор Г. Решетник