[發明專利]一種兩級渦輪增壓系統測試裝置及其測試方法

有效

• 申請號: 201410456010.6
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104234820A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 韓志強;田維;潘鎖柱;吳學舜;韓偉強
• 申請（專利權）人: 韓志強
• 主分類號: F02B37/12
• 分類號: F02B37/12;G01M15/05
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明涉及模擬發動機渦輪增壓的測試裝置，特別是模擬發動機兩級增壓的測試裝置，以再現目標排氣壓力和排氣溫度變化率。

背景技術

中國專利文獻公開了一種“基于模型的發動機渦輪增壓控制方法”（CN201110457798.9，中國第一汽車股份有限公司），它通過建立壓氣機與渦輪機能量平衡模型來得到增壓壓力與流過廢氣旁通閥的廢氣流量的關系，之后利用彈簧連桿以及廢氣旁通閥流量模型來對這個廢氣流量進行控制，從而控制渦能的能量輸出，最終控制增壓壓力。它僅通過調節廢氣流量這一單一參數來控制增壓壓力，存在增壓控制手段單一的缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種兩級渦輪增壓系統測試裝置，以匹配發動機排出氣體的溫度、壓力、流量等狀態參數，最終滿足發動機的瞬時工況的測試要求。

本發明的目的是這樣實現的：一種兩級渦輪增壓系統測試裝置，包括數據采集系統與電子控制系統連接，模擬增壓系統組成為：用作模擬發動機排氣流量和排氣壓力的空氣壓縮機出口經管路順次連接過濾罐、層流流量計、進氣調節閥、穩壓罐、加熱器、進氣調壓閥、高壓級渦輪機以及低壓級渦輪機后接排空管放空，過濾罐進口管的支管上設有放氣閥，且高壓級渦輪機的進、出口之間的渦端旁通道上還連接有渦端旁通閥，低壓級壓氣機出口經管路順次連接中冷器、高壓級壓氣機、第二中冷器、第二穩壓罐、第二層流流量計以及背壓調節閥后輸出加壓空氣，且高壓級壓氣機的進、出口之間的壓端旁通道上還連接有壓端旁通閥，高壓級渦輪機的葉輪與高壓級壓氣機的葉輪經一個軸剛性連接，低壓級渦輪機的葉輪與低壓級壓氣機的葉輪經另一個軸剛性連接；

所述數據采集系統由瞬態壓力傳感器和瞬態溫度傳感器組成，瞬態壓力傳感器設置在壓端旁通道上，低壓級壓氣機進、出口管路上以及高壓級壓氣機進、出口管路上；瞬態溫度傳感器設置在壓端旁通道上、渦端旁通道上、低壓級壓氣機進、出口管路上以及高壓級壓氣機進、出口管路上。

所述加熱器為電加熱器。

所述瞬態壓力傳感器和瞬態溫度傳感器均采用Kistler瞬態壓力傳感器和Kistler瞬態溫度傳感器。

本發明的又一目的是提供一種兩級渦輪增壓系統測試裝置的測試方法。

本發明的又一目的是這樣實現的：一種兩級渦輪增壓系統測試裝置的測試方法，采用上述裝置按以下步驟進行：

對流經進氣調節閥、進氣調壓閥、渦端旁通閥、壓端旁通閥和加熱器以及流經背壓調節閥的氣體的溫度、壓力閉環控制，通過反饋測試實際閥門的開度與目標閥門開度之間差值，自動調節各閥門趨于目標值，以實現氣路流量變化率對氣路狀態參數的研究；利用空氣壓縮機和加熱器模擬發動機排氣的流量、溫度、壓力狀態參數；通過調整進氣調節閥的開度來調節進氣流量，通過穩壓罐出口的進氣調壓閥來調節渦前壓力，通過電加熱器來控制穩壓罐內部溫度，從而控制渦前溫度，最終再現目標排氣壓力和目標溫度變化率，數據采集系統采集的各種信號實時存儲在采集系統中，通過Labview軟件實現在線或者離線的數據分析，為瞬時發動機狀態參數的匹配提供數據支持。

本裝置的有益效果是：

1、本裝置采用空壓機作為動力源，模擬發動機的實際排氣流量、排氣壓力，該氣體經穩壓和加熱后，再進入兩級渦輪增壓器。本裝置調節方式多樣，如通過調節渦端旁通閥來調節高、低壓級渦輪機的流量，從而改變其能量分配比例，進而改變各級膨脹比和定熵效率。又如，通過調節壓端旁通閥來控制經旁通道的流量，經中冷器冷卻后，再通過穩壓罐來消除進氣管中的壓力波動；再如，調節背壓調節閥可控制氣路的流通特性和進氣量。

2、采用Kistler瞬態壓力、溫度傳感器來測試渦前壓力變化率和渦前溫度變化率，進而為分析二者對進氣流量、“儲氣量”、各級增壓比、多級膨脹比以及各級能量分配比例之間影響關系，為瞬態控制策略提供理論基礎和數據支持。

本裝置的特點將在具體實施方式中加以進一步闡述。

附圖說明

圖1是本裝置的設備連接示意圖（圖中，實線為電子控制單元控制信號，虛線為傳感器采集信號）。

具體實施方式