气波增压器性能测试系统技术方案

气波增压器性能测试系统属于内燃机领域。尚未建立针对气波增压器的性能试验系统。本发明专利技术包括气波增压器，其定子包括高温高压气体入口、增压空气出口、低温低压气体出口及新鲜空气入口；电机驱动转子；特征在于：空气压缩机（１４）连接电加热器（１３）；在电加热器与高温高压入口端之间有高温端连接管（１９）；高温气体温度传感器（９）和高压气体压力传感器（１０）连接在高温端连接管上；增压空气出口安装了节气门（８），节气门和增压空气出口之间有进气端连接管（２０），空气流量计（７）、时进气温度传感器（１５）和进气压力传感器（１６）安装在该连接管上；所有传感器的数据通过采集卡（１１）输入计算机（１２）。本发明专利技术实现在不同的转速下、不同节气门开度等工况下各参数的测量。

【技术实现步骤摘要】
气波增压器性能测试系统.
' 本专利技术涉及用于进行气波增压器性能测试的系统，主要用于对气波增压 器的高能量入口参数对其性能的影响进行分析，进而对气波增压器在车用发 动机上的实际应角进行性能优化，属于内燃机领域，具体为增压器的研究领域。
技术介绍
屆内外现有的气波增压器研究主要是气波增压器在柴油机和汽油机上的 匹配研究。目前尚未建立专门针对气波增压器的性能试验系统。为了进一步 深入研究气波增压器的性能，需构建气波增压器性能测试系统，以研究气波 增压器内部的能量传递及流动状况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于进一步深入研究气波增压器的性能，搭建了气波器增 压器性能测试系统。设计测试系统基本框图见附图1。气波增压器主要由两部分组成定子和 转子5，定子共有四个出入口，其中两个高压端，即高温高压气体入口3、增 压空气出口2;两个低压端，即低温低压气体出口 4及新鲜空气入口 1。当气. 波增压器工作时，来自发动机气缸的排气和新鲜进气在气波增压器内部，即 气波增压器转子5，直接接触，由于转子旋转，这样转子周期性地与定子开口 联通、断开，产生一系列气波(压縮波和膨胀波)，来自排气的能量就通过' 这一系列气波来实现能量传递，最终使得进气压力升高。气波增压器在发动机上应用时是由发动机的曲轴来驱动的。在测试系统上，采用一台变频电机6驱动气波增压器转子5，电机和转子间通过皮带来传动，调节变频电机频率可以调节气波增压器的转速。气波增压器工作过程较为复杂，各种入口、出口的参数较多，对于气波 增压器而言，气波增压器的高温高压端的参数的影响效果要大于低温低压端的出口和入口处的参数的影响效果。为了实现高温高压入口端3的高温高压 状态，首先采用一台空气压縮机14给空气加压，并用电加热器13对空气加热。在电加热器13与高温高压入口端3之间设计了高温端连接管19，连接 管不但仅将气波增压器和电加热器连接起来，而且能实现高温气体温度传感器9和高压气体压力传感器10的安装。为了测量增压空气端的参数，在增压空气出口2处，使用空气流量计7 来测量增压进气的流量，该流量计采用的是车载用空气流量计。为了模拟增 压空气进入发动机的状态，在增压空气出口 2安装了节气门8。为了连接节 气门、空气流量计以及温度传感器、压力传感器的安装，设计了进气端连接 管20，该连接管连接了节气门和空气流量计，同时进气温度传感器15和进 气压力传感器16安装在该连接管上。本专利技术提供了一种气波增压器性能测试系统，包括气波增压器，气波增 压器主要由两部分组成定子和转子5，定子共有四个出入口，其中两个高压 端，即高温高压气体入口3、增压空气出口2;两个低压端，即低温低压气体出口4及新鲜空气入口 1;采用一台变频电机6驱动气波增压器转子5;其特征在于空气压缩机14连接电加热器13;在电加热器13与高温高压入口端3之间设计了高温端连接管19;高温气体温度传感器9和高压气体 压力传感器10连接在高温端连接管19上；增压空气出口 2安装了节气门8，在节气门8和增压空气出口 2之间设 计了进气端连接管20，进气端连接管20连接空气流量计7，同时进气温度传 感器15和进气压力传感器16安装在该连接管上；低温低压气体出口 4连接低温气体温度传感器18;'高温气体温度传感器9、高压气体压力传感器IO、低温气体温度传感器 18，进气温度传感器15、进气压力传感器16采集的数据通过采集卡11输入 到计算机12中。.进一步的节气门8连接测量节气门开度的节气门开度传感器17;节气门开度传感器17采集的数据通过采集卡11输入到计算机12中；节气门8连接用于实现节气门的打开、关闭的螺杆滑块机构；所述的螺 杆滑块机构包括螺杆21和滑块22，滑块22套在螺杆21上；在安装平台27 上固定了两个止位块螺杆止位块25和最大节气门开度止位块26，转动旋转手柄28连接螺杆21;滑块22上固定了连接铁丝23，铁丝的另 一端固定在节气门调节杆24上，节气门调节杆24连接节气门8。节气门的打开、关闭主要是通过螺杆滑块机构(见图2)来实现的，同 时通过节气门开度传感器17测量节气门开度。螺杆滑块机构主要部件是螺杆 21和滑块22，在安装平台27上固定了两个止位块螺杆止位块25和最大节 气门开度止位块26，转动旋转手柄28可以使得螺杆21旋转，滑块22套在 螺杆上。当螺杆旋转时，由于有螺杆止位块25的固定，螺杆不能向前运动， 而套装在螺杆上滑块受力向前移动。反方向转动旋转手柄时，滑块向相反方 向运动，通过螺杆滑块机构可以实现滑块在两个止位块间运动。滑块22上固 定了连接铁丝23，铁丝的另一端固定在节气门调节杆24上，调节杆是与节 气门相连的，调节杆转动带动节气门8旋转。这样，当调节旋转手柄28时， 螺杆21旋转带动滑块22移动，滑块牵动连接铁丝23，使得节气门调节杆24 联动，最终使得节气门8转动，从而改变节气门开度。由于新鲜空气入口 l流动的气体是新鲜空气，没有必要安装特殊的温度 传感器和压力传感器。在低温低压气体出口的参数对气波增压器的影响较小， 因此，只安装了低温气体温度传感器18，并没有安装压力传感器。所有的温度传感器、压力传感器、流量计采集的数据通过采集卡11以及 通过自编的VB采集程序记录试验数据并输入到计算机12中。该测试系统的工作过程主要是首先预热电加热器，当空气温度达到要 求的温度时，启动空气压縮机，启动电机驱动气波增压器转动，调节电机的 转速使得气波增压器转速相应变化，待温度、压力稳定后，在不同的气波增 压器转速下测量各参数。 本测试系统的优点有*可以独立地对气波增压器的性能进行测试；*可以控制气波增压器入口端的参数压力和温度，考察入口端参数的 变化对气波增压器性能的影响； 參气波增压器的转速可调；*试验过程可以通过采集软件实时对试验数据进行观察；參试验系统具有移动性、灵活性。附图说明 图1气波增压器性能测试系统简图 图2节气门开度调节用螺杆滑块机构示意图 图3气波增压器性能测试系统安装平台简图 图4气波增压器安装支架结构简5气波增压器、电机装配简6高温端连接管简7进气端连接管简中l一新鲜空气入口， 2 —增压空气出口， 3 —高温高压气体入口， 4一低温 低压气体出口， 5 —转子，6—电机，7 —空气流量计，8 —节气门，9 —高温气 体温度传感器，IO —高压气体压力传感器，11 —采集卡，12 —计算机，13 — 电加热器，14一空气压縮机，15 —进气温度传感器，16—进气压力传感器， 17 —节气门开度传感器，18—低温气体温度传感器，19一高温端连接管，20 一进气端连接管，.21 —螺杆，22 —滑块，23 —连接铁丝，24 —节气门调节杆， 25 —螺杆止位块，26 —最大节气门开度止位块，27 —安装平台，28 —旋转手 柄，29—电机安装槽，30—气波增压器安装槽，31 —平台安装孔，32 —安装 支架，33 —气波增压器，34 —连接气波增压器法兰，35 —连接电加热器法兰， 36 —高温气体温度传感器安装孔，37 —高压气体压力传感器安装孔，38—连 接节气门法兰，39 —连接空气流量计法兰，40 —进气压力传感器安装孔， 41一进气温度传感器安装孔具体实施方式下面结合图1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气波增压器性能测试系统，包括气波增压器，气波增压器主要由两部分组成：定子和转子（５），定子共有四个出入口，其中两个高压端，即高温高压气体入口（３）、增压空气出口（２）；两个低压端，即低温低压气体出口（４）及新鲜空气入口（１）；采用一台变频电机（６）驱动气波增压器转子（５）；其特征在于：空气压缩机（１４）连接电加热器（１３）；在电加热器（１３）与高温高压入口端（３）之间设计了高温端连接管（１９）；高温气体温度传感器（９）和高压气体压力传感器（１０）连接在高温端连接管（１９）上；增压空气出口（２）安装了节气门（８），在节气门（８）和增压空气出口（２）之间设计了进气端连接管（２０），进气端连接管（２０）连接空气流量计（７），同时进气温度传感器（１５）和进气压力传感器（１６）安装在该连接管上；低温低压气体出口（４）连接低温气体温度传感器（１８）；高温气体温度传感器（９）、高压气体压力传感器（１０）、低温气体温度传感器（１８），进气温度传感器（１５）、进气压力传感器（１６）采集的数据通过采集卡（１１）输入到计算机（１２）中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷艳，周大森，纪常伟，张红光，李建国，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]