[發(fā)明專利]基于電加熱的渦輪增壓器檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)及渦輪增壓器性能試驗(yàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310488929.9
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN103487251A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張衛(wèi)波;劉小龍
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

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技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種車用渦輪增壓器檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)，特別涉及一種基于電加熱的渦輪增壓器檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)及渦輪增壓器性能試驗(yàn)方法，屬于車輛部件檢驗(yàn)測試技術(shù)領(lǐng)域。

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背景技術(shù)：

隨著世界各國不斷提高汽車排放標(biāo)準(zhǔn)，“高效，節(jié)能，減排”是當(dāng)今汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)；渦輪增壓器可以提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，燃油經(jīng)濟(jì)性及排放性能，采用渦輪增壓器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有力手段。渦輪增壓器市場需求量不斷增大，促使國內(nèi)渦輪增壓器產(chǎn)業(yè)不斷擴(kuò)大。為檢驗(yàn)出廠渦輪增壓器的性能是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)界對渦輪增壓器檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)做了大量研究，從最初只做簡單地自循環(huán)試驗(yàn)到目前復(fù)雜的性能試驗(yàn)和研究性試驗(yàn)，從手工操作到半自動(dòng)化，國內(nèi)渦輪增壓器試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)得到了很大的發(fā)展。

但是，目前國內(nèi)傳統(tǒng)的渦輪增壓器試驗(yàn)臺(tái)普遍采用燃燒室（如航空發(fā)動(dòng)機(jī)單管燃燒室）作為試驗(yàn)臺(tái)氣體發(fā)生器及氣體加熱器，雖然其排氣溫度及排氣壓力可模擬實(shí)際汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工況，但試驗(yàn)臺(tái)開發(fā)成本大，目前只有部分具有軍工背景的高校及研究所擁有開發(fā)試驗(yàn)臺(tái)的能力，且難于向民用推廣，很大程度上阻礙了渦輪增壓器產(chǎn)業(yè)及其檢驗(yàn)技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展。其次，現(xiàn)有的渦輪增壓器試驗(yàn)臺(tái)以航空煤油或0號(hào)柴油作為燃燒室燃料，若進(jìn)行大批量檢測將導(dǎo)致能耗大，排氣污染嚴(yán)重，檢驗(yàn)效率也大大降低。

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發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的缺陷，解決渦輪增壓器的性能測試檢驗(yàn)問題，提供了一種基于電加熱的渦輪增壓器檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)及渦輪增壓器性能試驗(yàn)方法，可對各種車用渦輪增壓器進(jìn)行壓氣機(jī)性能試驗(yàn)、渦輪性能試驗(yàn)、熱循環(huán)耐久試驗(yàn)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明基于電加熱的渦輪增壓器檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：所述檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)包括空氣循環(huán)加熱系統(tǒng)，所述空氣循環(huán)加熱系統(tǒng)包括依次連接的空壓機(jī)壓縮空氣進(jìn)管、空壓機(jī)進(jìn)氣閥、電加熱器、渦輪和渦輪排氣管，所述空壓機(jī)進(jìn)氣閥、電加熱器之間的管路與渦輪排氣管之間并聯(lián)有具有高溫氣泵和電動(dòng)閥門的第一旁路，所述渦輪與空壓機(jī)進(jìn)氣閥、電加熱器之間的管路并聯(lián)有具有壓氣機(jī)和自循環(huán)聯(lián)通閥的第二旁路，所述壓氣機(jī)輸入管上連接有空氣濾清器，所述壓氣機(jī)與自循環(huán)聯(lián)通閥之間旁接一具有壓氣機(jī)放氣閥的旁管。

上述電加熱器與渦輪之間設(shè)有波紋管。

上述空壓機(jī)壓縮空氣進(jìn)管旁接有具有放氣閥的旁管。

上述檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)還包括有測控系統(tǒng)，所述測控系統(tǒng)包括有工控機(jī)和PLC，檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)中的閥門開度、溫度傳感器、壓力傳感器和流量計(jì)采集的數(shù)據(jù)傳輸給工控機(jī)的PCI板模數(shù)轉(zhuǎn)換，而后再由PCI板數(shù)模轉(zhuǎn)換后進(jìn)行變頻器控制和閥門控制，所述工控機(jī)通過RS232接口與PLC連接，PLC進(jìn)行閥門控制、VGT控制和油壓控制。

本發(fā)明基于電加熱的渦輪增壓器檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)渦輪增壓器性能試驗(yàn)方法，其特征在于：該方法步驟為：

1）冷吹：關(guān)閉電加熱器開關(guān)，關(guān)閉電動(dòng)閥門，關(guān)閉自循環(huán)聯(lián)通閥，由空壓機(jī)提供的壓縮空氣經(jīng)由空壓機(jī)進(jìn)氣閥、電加熱器、波紋管，進(jìn)入渦輪進(jìn)口，并從渦輪出口排入大氣，渦輪轉(zhuǎn)子在流經(jīng)的壓縮空氣作用下高速旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)壓氣機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，新鮮空氣經(jīng)過空氣濾清器被吸入壓氣機(jī)進(jìn)口，并從壓氣機(jī)出口排出，經(jīng)過壓氣機(jī)放氣閥排入大氣。?

試驗(yàn)過程中，渦輪增壓器轉(zhuǎn)速由空壓機(jī)的供氣量來調(diào)節(jié)，即調(diào)節(jié)空壓機(jī)進(jìn)氣閥開度；壓氣機(jī)流量（或渦輪負(fù)載）通過壓氣機(jī)放氣閥來調(diào)節(jié)；其中空壓機(jī)進(jìn)氣閥、壓氣機(jī)放氣閥均通過工控機(jī)程序控制，以PCI信號(hào)輸出的形式執(zhí)行，電加熱器開關(guān)及電動(dòng)閥門的開閉通過PLC控制。

2）熱吹：打開電加熱器開關(guān)，打開電動(dòng)閥門，壓縮空氣經(jīng)過空壓機(jī)進(jìn)氣閥和電加熱器，進(jìn)入渦輪進(jìn)口，經(jīng)加熱后的壓縮空氣經(jīng)由渦輪出口，一部分排入大氣，另一部分在所述高溫氣泵作用下經(jīng)由所述電動(dòng)閥門回流至所述電加熱器入口，并隨所述空壓機(jī)壓縮進(jìn)來的新鮮空氣混合，重新經(jīng)過所述電加熱器加熱，如此循環(huán)往復(fù)，將空氣加熱到車用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度范圍，另一方面，新鮮空氣經(jīng)過空氣濾清器被吸入壓氣機(jī)進(jìn)口，并從壓氣機(jī)出口排出，經(jīng)過壓氣機(jī)放氣閥排入大氣。

試驗(yàn)過程中，渦輪增壓器轉(zhuǎn)速由空壓機(jī)的供氣量來調(diào)節(jié)，即調(diào)節(jié)空壓機(jī)進(jìn)氣閥開度；壓氣機(jī)流量（或渦輪負(fù)載）通過壓氣機(jī)放氣閥開度來調(diào)節(jié)。其中空壓機(jī)進(jìn)氣閥、壓氣機(jī)放氣閥均通過工控機(jī)程序控制，以PCI信號(hào)輸出的形式執(zhí)行。電加熱器開關(guān)及電動(dòng)閥門的開閉通過PLC控制。