一種渦輪增壓氣源的補(bǔ)氣式渦輪增壓器性能試驗(yàn)臺(tái)的制作方法

本實(shí)用新型涉及車輛零部件試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種渦輪增壓氣源的補(bǔ)氣式渦輪增壓器性能試驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)：

汽車在起步、加速或加載時(shí)，由于渦輪增壓器響應(yīng)滯后等原因，使得排氣煙度急劇升高，排出污染環(huán)境、危害健康的“黑煙"，同時(shí)使得發(fā)動(dòng)機(jī)低速扭矩不足，加速性差。因此，采用技術(shù)措施改造現(xiàn)有渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)性能和減少排氣煙度，有著重要的意義。向渦輪增壓器供給更多氣量以改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能，該技術(shù)是改善發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)性能和減少排氣煙度的一種有效方法。使用壓縮空氣補(bǔ)氣技術(shù)對(duì)增壓器性能的影響小、響應(yīng)快。測(cè)試用渦輪增壓器補(bǔ)氣利用空氣壓縮機(jī)提供動(dòng)力氣源，通過將壓縮空氣噴射到渦輪前端，加速渦輪增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，將氣體能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功或直接參與燃燒，提高進(jìn)氣充量，改善燃燒，減少碳煙排放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種渦輪增壓氣源的補(bǔ)氣式渦輪增壓器性能試驗(yàn)臺(tái)，該方法操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠，能對(duì)外源壓縮空氣補(bǔ)氣式渦輪增壓器的性能進(jìn)行試驗(yàn)和評(píng)估。

本實(shí)用新型采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種渦輪增壓氣源的補(bǔ)氣式渦輪增壓器性能試驗(yàn)臺(tái)，包括瞬間補(bǔ)氣裝置，所述瞬時(shí)補(bǔ)氣裝置包括依次連接的輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)、補(bǔ)氣單向閥、儲(chǔ)氣罐以及電磁閥；所述試驗(yàn)臺(tái)還包括依次連接的空壓機(jī)、空壓機(jī)進(jìn)氣閥、單向閥、燃燒室以及波紋管，所述的波紋管的另一端與測(cè)試用渦輪增壓器渦輪的進(jìn)氣口相連，所述測(cè)試用渦輪增壓器渦輪的排氣通道上安裝有一輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪，所述測(cè)試用渦輪增壓器渦輪還與所述測(cè)試用渦輪增壓器壓氣機(jī)以及壓氣機(jī)排氣閥并聯(lián)；所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪與所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)并聯(lián)；所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)通過儲(chǔ)氣罐連接至所述燃燒室的進(jìn)氣口。

進(jìn)一步地，所述空壓機(jī)與所述空氣機(jī)進(jìn)氣閥的連接通道上設(shè)置有一空氣機(jī)泄壓閥。

進(jìn)一步地，所述空壓機(jī)進(jìn)氣閥與所述單向閥間連接有一消音器。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)氣罐與所述電磁閥間連接有一冷卻系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述燃燒室還與一供油系統(tǒng)相連。

進(jìn)一步地，所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪與所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)之間、以及所述測(cè)試用儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪與所述測(cè)試用儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)均連接有一潤(rùn)滑系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪的口徑大于測(cè)試用渦輪增壓器渦輪的口徑。

進(jìn)一步地，所述波紋管與所述測(cè)試用渦輪增壓器渦輪的連接通道上設(shè)置有第一壓力傳感器、第一溫度傳感器以及第一流量傳感器；所述所述測(cè)試用渦輪增壓器壓氣機(jī)的進(jìn)口氣通道上設(shè)置有第二壓力傳感器以及第二溫度傳感器；所述測(cè)試用渦輪增壓器壓氣機(jī)與所述壓氣機(jī)排氣閥的連接通道上設(shè)置有第三壓力傳感器、第三溫度傳感器以及第二流量傳感器；所述測(cè)試用渦輪增壓器渦輪與所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪的連接通道上設(shè)置有第四壓力傳感器以及第四溫度傳感器。

進(jìn)一步地，所述試驗(yàn)臺(tái)還包括一數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)包括一PIC-6238采集卡與一RS-232串口，所述采集卡與傳感器、供油系統(tǒng)、進(jìn)氣閥、排氣閥、空壓機(jī)以及壓氣機(jī)相連；所述RS-232串口與一智能轉(zhuǎn)速表相連，所述智能轉(zhuǎn)速表還與一轉(zhuǎn)速傳感器相連。

在本實(shí)用新型中，一種渦輪增壓氣源的補(bǔ)氣式渦輪增壓器性能試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：接通電源，預(yù)熱傳感器，打開數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，啟動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，調(diào)整油壓，調(diào)整供油系統(tǒng)壓力；

步驟S2：開啟空壓機(jī)，打開空壓機(jī)進(jìn)氣閥與壓氣機(jī)排氣閥，關(guān)閉電磁閥；

步驟S3：待氣流穩(wěn)定后，打開點(diǎn)火開關(guān)，空壓機(jī)引入的氣流經(jīng)過燃燒室后經(jīng)波紋管進(jìn)入測(cè)試渦輪增壓器渦輪的進(jìn)氣口，經(jīng)過加壓的廢氣進(jìn)入輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪排入大氣；

步驟S4：輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)將經(jīng)過加壓后的空氣引入儲(chǔ)氣罐，當(dāng)儲(chǔ)氣罐的壓力達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，開啟電磁閥對(duì)所述測(cè)試用渦輪增壓器壓氣機(jī)進(jìn)行補(bǔ)氣，通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的采集到的數(shù)據(jù)，繪制補(bǔ)氣前后測(cè)試用渦輪增壓器的性能曲線。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、該試驗(yàn)臺(tái)可以通過電磁閥的開閉選擇對(duì)測(cè)試用渦輪增壓器的補(bǔ)氣壓力，測(cè)試不同補(bǔ)氣壓力情況下對(duì)測(cè)試渦輪增壓器性能的影響。

2、該試驗(yàn)臺(tái)不使用其他能源模擬汽車急加速時(shí)外氣源對(duì)渦輪增壓器進(jìn)行補(bǔ)氣，直接利用測(cè)試用渦輪增壓器驅(qū)動(dòng)輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器，對(duì)儲(chǔ)氣罐進(jìn)行補(bǔ)氣，節(jié)能環(huán)保。

3、本實(shí)用新型能預(yù)先對(duì)補(bǔ)氣前后渦輪增壓器的性能進(jìn)行試驗(yàn)和評(píng)估，為增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配開發(fā)和研究提供數(shù)據(jù)支持。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的硬件系統(tǒng)框圖。

圖2為本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)的原理框圖。

圖中：1為空壓機(jī) ，2為空壓機(jī)泄壓閥 ，3為空壓機(jī)進(jìn)氣閥 ，4為消音器， 5為電磁閥 ，6為燃燒室， 7為波紋管， 8為測(cè)試用渦輪增壓器渦輪 ，9為測(cè)試用渦輪增壓器壓氣機(jī) ，10為壓氣機(jī)排氣閥， 11為輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪 ，12為輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)， 13為補(bǔ)氣單向閥 ，14為儲(chǔ)氣罐， 15為冷卻系統(tǒng)，16為單向閥，A為供油系統(tǒng)， B為潤(rùn)滑系統(tǒng) ， P1、P2、P3、P4均為壓力傳感器，T1、T2、T3均為溫度傳感器，m1、m2均為流量傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

本實(shí)施例提供一種渦輪增壓氣源的補(bǔ)氣式渦輪增壓器性能試驗(yàn)臺(tái)，如圖1所示，包括瞬間補(bǔ)氣裝置，所述瞬時(shí)補(bǔ)氣裝置包括依次連接的輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)12、補(bǔ)氣單向閥13、儲(chǔ)氣罐14以及電磁閥5；所述試驗(yàn)臺(tái)還包括依次連接的空壓機(jī)1、空壓機(jī)進(jìn)氣閥3、單向閥16、燃燒室6以及波紋管7，所述的波紋管7的另一端與測(cè)試用渦輪增壓器渦輪8的進(jìn)氣口相連，所述測(cè)試用渦輪增壓器渦輪8的排氣通道上安裝有一輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪11，所述測(cè)試用渦輪增壓器渦輪8還與所述測(cè)試用渦輪增壓器壓氣機(jī)9以及壓氣機(jī)排氣閥10并聯(lián)；所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪11與所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)12并聯(lián)；所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)12通過儲(chǔ)氣罐14連接至所述燃燒室6的進(jìn)氣口。

在本實(shí)施例中，所述空壓機(jī)1與所述空氣機(jī)進(jìn)氣閥3的連接通道上設(shè)置有一空氣機(jī)泄壓閥2。

在本實(shí)施例中，所述空壓機(jī)進(jìn)氣閥3與所述單向閥16間連接有一消音器4。

在本實(shí)施例中，所述儲(chǔ)氣罐14與所述電磁閥5間連接有一冷卻系統(tǒng)15。

在本實(shí)施例中，所述燃燒室6還與一供油系統(tǒng)A相連。

在本實(shí)施例中，所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪11與所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)12之間、以及所述測(cè)試用儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪8與所述測(cè)試用儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)9均連接有一潤(rùn)滑系統(tǒng)B。

在本實(shí)施例中，所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪11的口徑大于測(cè)試用渦輪增壓器渦輪8的口徑。

在本實(shí)施例中，所述波紋管7與所述測(cè)試用渦輪增壓器渦輪8的連接通道上設(shè)置有第一壓力傳感器P1、第一溫度傳感器T1以及第一流量傳感器m1；所述所述測(cè)試用渦輪增壓器壓氣機(jī)9的進(jìn)口氣通道上設(shè)置有第二壓力傳感器P2以及第二溫度傳感器T2；所述測(cè)試用渦輪增壓器壓氣機(jī)9與所述壓氣機(jī)排氣閥10的連接通道上設(shè)置有第三壓力傳感器P3、第三溫度傳感器T3以及第二流量傳感器m2；所述測(cè)試用渦輪增壓器渦輪8與所述輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪11的連接通道上設(shè)置有第四壓力傳感器P4以及第四溫度傳感器T4。

在本實(shí)施例中，所述試驗(yàn)臺(tái)還包括一數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)包括一PIC-6238采集卡與一RS-232串口，所述采集卡與傳感器、供油系統(tǒng)、進(jìn)氣閥、排氣閥、空壓機(jī)以及壓氣機(jī)相連；所述RS-232串口與一智能轉(zhuǎn)速表相連，所述智能轉(zhuǎn)速表還與一轉(zhuǎn)速傳感器相連。

在本實(shí)施例中，一種渦輪增壓氣源的補(bǔ)氣式渦輪增壓器性能試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：接通電源，預(yù)熱傳感器，打開數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，啟動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)B，調(diào)整油壓，調(diào)整供油系統(tǒng)A壓力；

步驟S2：開啟空壓機(jī)1，打開空壓機(jī)進(jìn)氣閥3與壓氣機(jī)排氣閥10，關(guān)閉電磁閥5；

步驟S3：待氣流穩(wěn)定后，打開點(diǎn)火開關(guān)，空壓機(jī)引入的氣流經(jīng)過燃燒室6后經(jīng)波紋管7進(jìn)入測(cè)試渦輪增壓器渦輪9的進(jìn)氣口，經(jīng)過加壓的廢氣進(jìn)入輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器渦輪11排入大氣；

步驟S4：輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器壓氣機(jī)12將經(jīng)過加壓后的空氣引入儲(chǔ)氣罐14，當(dāng)儲(chǔ)氣罐14的壓力達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，開啟電磁閥5對(duì)所述測(cè)試用渦輪增壓器壓氣機(jī)9進(jìn)行補(bǔ)氣，通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的采集到的數(shù)據(jù)，繪制補(bǔ)氣前后測(cè)試用渦輪增壓器的性能曲線。

上述試驗(yàn)過程中，通過觀察儲(chǔ)氣罐14的壓力大小，決定電磁閥5的開閉?？諌簷C(jī)進(jìn)氣閥3，壓氣機(jī)排氣閥10，空壓機(jī)泄壓閥2均通過工控機(jī)程序控制，以信號(hào)輸出的形式執(zhí)行，反饋循環(huán)的開關(guān)及各個(gè)閥門的開閉，燃燒點(diǎn)火開關(guān)由人工控制。

本實(shí)用新型不使用其他能源模擬汽車急加速時(shí)外氣源對(duì)渦輪增壓器進(jìn)行補(bǔ)氣，直接利用測(cè)試用渦輪增壓器驅(qū)動(dòng)輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器，由于輔助儲(chǔ)氣渦輪增壓器口徑增大，既能提高氣體增壓后的壓力，又能防止排氣不暢的問題，測(cè)試用渦輪增壓器補(bǔ)氣利用空氣壓縮機(jī)提供動(dòng)力氣源，儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存氣體使其達(dá)到一定的目標(biāo)壓力值，通過電磁閥的開啟對(duì)測(cè)試用渦輪增壓器進(jìn)行補(bǔ)氣，利用該技術(shù)能夠測(cè)試外源補(bǔ)氣對(duì)渦輪增壓器的性能的影響。

本實(shí)用新型實(shí)施案例提供的檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)不僅能滿足普通車用渦輪增壓器的性能測(cè)試檢驗(yàn)，還可以適用可變截面渦輪增壓器（VGT）的性能試驗(yàn)，節(jié)能環(huán)保，自動(dòng)化程度高，適用于高校、科研機(jī)構(gòu)試驗(yàn)研究及企業(yè)產(chǎn)品測(cè)試，可擴(kuò)展性強(qiáng)。

上述操作流程及軟硬件配置，僅作為本實(shí)用新型實(shí)施案例，并非對(duì)本實(shí)用新型做出任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的情況下，都可以利用上述方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)或修改。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。