一种涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器制造技术

本发明专利技术涉及一种涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器，其包括依次紧固的上游板状壳体、中间板状壳体和下游板状壳体；上游板状壳体和下游板状壳体上均设有对称的2个开孔，且位于上游板状壳体的对称的2个开孔和位于下游板状壳体的对称的2个开孔相互对齐；上游板状壳体和/或下游板状壳体内安装有用于支撑第一转动轴和第二转动轴的轴承，第一转动轴和第二转动轴上分别安装有第一转动盘和第二转动盘，第一转动盘和第二转动盘均位于中间板状壳体中，第一转动盘和第二转动盘上分别沿圆周均布有N个排气通道；N个排气通道随第一转动盘和第二转动盘的转动依次经过对称的2个开孔；本发明专利技术的优点是能产生不同频率的压力波用以模拟发动机的各种工况。

A pulse generator for testing the transient characteristics of turbochargers

The present invention relates to a pulse generator for testing the unsteady characteristics of turbocharger, which comprises an upstream plate-shaped shell, an intermediate plate-shaped shell and a downstream plate-shaped shell which are tightened in sequence; both the upstream plate-shaped shell and the downstream plate-shaped shell are provided with symmetrical two openings, and the symmetrical two openings of the upstream plate-shaped shell and the downstream plate-shaped shell are located. The symmetrical two holes of the traveling plate shell are aligned with each other; the upstream plate shell and/or the downstream plate shell are provided with bearings for supporting the first and second rotating shafts; the first and second rotating shafts are respectively provided with the first and second rotating disks, and the first and second rotating disks are located in the middle. In the plate shell, N exhaust channels are distributed along the circumference of the first rotating disk and the second rotating disk respectively; N exhaust channels pass through two symmetrical holes in turn with the rotation of the first rotating disk and the second rotating disk; the advantages of the present invention are that pressure waves of different frequencies can be generated to simulate various operating conditions of the engine.

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器
本专利技术涉及一种涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器，属于发动机涡轮增压器性能测试

技术介绍
随着能源危机的日益加剧和环保法规的日益严格，对内燃机的经济性能、动力性能和排放性能等提出了更高的要求，需要对整个增压系统进行更加精细化的设计和匹配。根据排气能量的利用方式不同，涡轮增压分为定压涡轮增压系统和脉冲涡轮增压系统。在脉冲涡轮增压系统中，存在着较大的压力波动，这一压力波动使涡轮进口的气体状态在发动机的稳态工作状态下仍然呈周期性变化。以往受理论知识、试验手段等因素限制，通常涡轮的设计、计算和试验都是基于稳态流动条件进行的。但是在实际的车用工况下，涡轮内的流动往往是脉冲的非稳态流动，涡轮的性能在脉冲流动和稳态流动下存在一定的偏离，为增压系统的设计、计算和匹配带来了很大的困难。因此，研究在脉冲进气条件下涡轮的非稳态特性，分析各种因素对涡轮特性的影响显得尤为重要。为了降低试验成本，提高测试效率，经常采用脉冲发生器模拟增压发动机的实际排气压力波状况，进行涡轮增压器的非稳态特性测试。在此前的研究中，曾采用过转子式和转盘式两种形式的脉冲发生器。转子式脉冲发生器由于结构上的原因，会在2个脉冲波之间出现一段时间的“断气”现象，且转子式脉冲发生器的开口通道形状很难调整，产生的压力波形比较单一；此前设计的转盘式脉冲发生器不尽完善之处在于转盘的开口形状比较规则，由此产生的是一种较为规则的类正弦波，不能准确模拟增压发动机的实际排气压力波状况，进行涡轮增压器的非稳态特性测试。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种产生不同频率的压力波模拟发动机的各种工况的涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器。本专利技术采用了如下技术方案：一种涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器，其包括壳体，所述壳体包括依次排列紧固的上游板状壳体、中间板状壳体和下游板状壳体；所述上游板状壳体和下游板状壳体上均设有对称的2个开孔，且位于上游板状壳体的对称的2个开孔和位于下游板状壳体的对称的2个开孔相互对齐；所述上游板状壳体内安装有用于支撑第一转动轴和第二转动轴的轴承，和/或，所述下游板状壳体内安装有用于支撑第一转动轴和第二转动轴的轴承，所述第一转动轴和第二转动轴上分别安装有第一转动盘和第二转动盘，所述第一转动盘和第二转动盘均位于中间板状壳体中，所述第一转动盘和第二转动盘上分别沿圆周均布有N个排气通道；N大于等于2；N个所述排气通道随第一转动盘和第二转动盘的转动依次经过所述对称的2个开孔；所述第一转动轴和第二转动轴依靠外力转动。进一步的，所述上游板状壳体的对称的2个开孔分别连通上游两路管，所述下游板状壳体的对称的2个开孔分别连通下游两路管，并经所述下游两路管连通被测增压器。进一步的，所述上游两路管为两路并排设置的管道，所述下游两路管为两路并排设置的管道。进一步的，所述上游板状壳体、中间板状壳体和下游板状壳体之间设置有密封铜垫。进一步的，当所述排气通道的数量为3个时，每个排气通道开启的持续时间对应其所在的第一转动轴或第二转动轴旋转120°，其所在的第一转动轴或第二转动轴旋转一周产生3个脉冲。进一步的，所述第一转动轴和第二转动轴伸出所述壳体，且其与上游板状壳体或下游板状壳体之间设置有密封橡胶圈。进一步的，所述排气通道的通道线型为带有凸起的半圆弧形状。进一步的，所述排气通道的通道线型为段式圆弧结构，其依次由第一曲线、第二曲线和第三曲线首尾相接组成；所述第一曲线和第二曲线构成凸起。进一步的，所述第一转动轴和第二转动轴伸出所述壳体的部分上分别安装有第一带轮和第二带轮，所述第一带轮和第二带轮分别通过第一传动带和第二传动带连接至电动机输出轴上。进一步的，本专利技术还包括设置在壳体上的用来保证所述壳体和相应轴承对心的平板定位销。进一步的，所述轴承为角接触球轴承。进一步的，所述第一转动轴和第二转动轴分别通过对应的转动盘平键9带动所述第一转动盘和第二转动盘转动。进一步的，所述电动机为调速电动机；通过调节调频器输入给电动机的电源频率来实现不同频率的压力波。进一步的，所述电动机的输出轴上设有电动机端带轮，所述第一带轮和第二带轮分别通过第一传动带和第二传动带与电动机输出轴上的电动机端带轮相连接。进一步的，所述第一带轮上设有第一带轮安装定位销，所述第二带轮上设有第二带轮安装定位销。进一步的，所述第一转动轴通过第一带轮平键带动所述第一带轮转动；所述第二转动轴通过第二带轮平键带动所述第二带轮转动。进一步的，所述电动机端带轮、所述第一带轮和第二带轮均为齿形带轮，所述第一传动带和第二传动带均为齿形带，以防止带轮打滑，保证了动力传递的可靠性。进一步的，所述上游板状壳体、中间板状壳体和下游板状壳体上设置有贯穿三者的螺栓，所述螺栓的两端设有用于紧固的螺母，所述螺母通过弹簧垫圈紧固。进一步的，所述下游两路管为首尾相通的过渡段管和涡轮口流动发展和测量段管，所述下游板状壳体上对称的2个开孔和过渡段管相连通，所述被测增压器和涡轮口流动发展和测量段管相连通。进一步的，本专利技术还包括在壳体上的相位定位销，用来定位同步进气和异相进气时第一转动盘和第二转动盘的相位差。为了保证在各角度下脉冲发生器中第一转动盘和第二转动盘的精确定位，设计了定位机构，定位平板的一端与对应的第一转动轴或第二转动轴通过平键连接在一起，另一端插入相位定位销，通过将相位定位销插入上游板状壳体上各角度对应的定位小孔来获得精确的定位。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过在下游板状壳体和上游板状壳体上开设对称的2个开孔，并分别连接上、下游两路管，气源中的压缩空气经过滤器、加热器后，依次通过相互连通的上游两路管、脉冲发生器、下游两路管至被测增压器的涡轮腔室，第一转动轴和第二转动轴通过轴承贯穿放置在壳体内，通过线切割分别在第一转动盘和第二转动盘上加工出N个预先设计好的等距分布的排气通道，优选N个排气通道的数量为3个，第一转动盘和第二转动盘上的排气通道与下游板状壳体和上游板状壳体上开设的对称的2个开孔重合时产生流动，能够产生类似于发动机排气的压力波形。由于排气通道随第一转动盘和第二转动盘的转动依次经过所述对称的2个开孔，排气通道的通道线型为带有凸起的半圆弧形状，能够增加最初交叠时的流通面积，以提高压力波上升的速度。进一步，排气通道的通道线型为3段式圆弧结构，通道线型的最上部分即最开始交叠的部分为下凹曲线，即第一曲线，通道线型下半部分为圆弧曲线，即第三曲线，第一曲线和第三曲线中间采取平滑的过渡，即第二曲线；各条曲线的弧度可根据具体设计参数得到。第一转动盘和第二转动盘的转速受第一转动轴和第二转动轴的带动，不同的转动频率可以产生不同频率的压力波以模拟发动机的各种工况。第一转动盘和第二转动盘的起始相位可以不同，因此可以产生不同相位的两路压力波，以模拟典型的六缸发动机中涡轮双通道异相进气的现象，进行涡轮增压器的非稳态特性测试，为涡轮的设计和增压器与发动机的匹配提供了一定的参考。附图说明图1为本专利技术的脉冲发生器安装位置示意图。图2为本专利技术的脉冲发生器和电动机的连接结构示意图。图3为本专利技术的脉冲发生器的结构示意图。图4为图3的A-A剖视图。图5为本专利技术的脉冲发生器的中间壳体的结构示意图。其中，1下游板状壳体、2中间板状壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器，其特征在于：其包括壳体，所述壳体包括依次排列紧固的上游板状壳体（4）、中间板状壳体（2）和下游板状壳体（1）；所述上游板状壳体（4）和下游板状壳体（1）上均设有对称的2个开孔（19），且位于上游板状壳体（4）的对称的2个开孔（19）和位于下游板状壳体（1）的对称的2个开孔（19）相互对齐；所述上游板状壳体（4）内安装有用于支撑第一转动轴（13）和第二转动轴（17）的轴承，和/或，所述下游板状壳体（1）内安装有用于支撑第一转动轴（13）和第二转动轴（17）的轴承，所述第一转动轴（13）和第二转动轴（17）上分别安装有第一转动盘（8‑1）和第二转动盘（8‑2），所述第一转动盘（8‑1）和第二转动盘（8‑2）均位于中间板状壳体（2）中，所述第一转动盘（8‑1）和第二转动盘（8‑2）上分别沿圆周均布有N个排气通道（33）；N大于等于2；N个所述排气通道（33）随第一转动盘（8‑1）和第二转动盘（8‑2）的转动依次经过所述对称的2个开孔（19）；所述第一转动轴（13）和第二转动轴（17）依靠外力转动。

【技术特征摘要】
1.一种涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器，其特征在于：其包括壳体，所述壳体包括依次排列紧固的上游板状壳体（4）、中间板状壳体（2）和下游板状壳体（1）；所述上游板状壳体（4）和下游板状壳体（1）上均设有对称的2个开孔（19），且位于上游板状壳体（4）的对称的2个开孔（19）和位于下游板状壳体（1）的对称的2个开孔（19）相互对齐；所述上游板状壳体（4）内安装有用于支撑第一转动轴（13）和第二转动轴（17）的轴承，和/或，所述下游板状壳体（1）内安装有用于支撑第一转动轴（13）和第二转动轴（17）的轴承，所述第一转动轴（13）和第二转动轴（17）上分别安装有第一转动盘（8-1）和第二转动盘（8-2），所述第一转动盘（8-1）和第二转动盘（8-2）均位于中间板状壳体（2）中，所述第一转动盘（8-1）和第二转动盘（8-2）上分别沿圆周均布有N个排气通道（33）；N大于等于2；N个所述排气通道（33）随第一转动盘（8-1）和第二转动盘（8-2）的转动依次经过所述对称的2个开孔（19）；所述第一转动轴（13）和第二转动轴（17）依靠外力转动。2.根据权利要求1所述的涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器，其特征在于：所述上游板状壳体（4）的对称的2个开孔（19）分别连通上游两路管（25），所述下游板状壳体（1）的对称的2个开孔（19）分别连通下游两路管，并经所述下游两路管连通被测增压器（28）。3.根据权利要求2所述的涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器，其特征在于：所述上游两路管（25）为两路并排设置的管道，所述下游两路管为两路并排设置的管道。4.根据权利要求1所述的涡轮增压器非稳态特性测试用脉冲发生器，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢世凯，李聚霞，马朝臣，于立国，李聚光，赵二维，
申请(专利权)人：河北师范大学，
类型：发明
国别省市：河北,13