变海拔二级离心压气机特性试验系统技术方案

本发明专利技术提供一种变海拔二级离心压气机特性试验系统，进气稳压箱、低压级离心压气机、高压级离心压气机、进气节流阀、二位四通阀、燃烧室、高压级涡轮机、低压级涡轮机以及排气稳压箱通过气管依次串联，在相邻的组件之间的气管上均安装有压力传感器以及温度传感器；高压级离心压气机输出端安装有一背压调节阀；在燃烧室的输入端连接有进气调节阀。本发明专利技术通过控制低压级气机进口和高压级气机出口的环境压力能够准确模拟变海拔条件下载环境压力，从而准确建立变海拔二级离心压气机特征所需要的模拟实验环境，模拟准确度高，有效保证实验环境接近、达到真实环境条件，从而有效保证设备实验无限接近真实高原环境，进而解决柴油机高原环境适应性的问题。

【技术实现步骤摘要】
变海拔二级离心压气机特性试验系统
本专利技术涉及增压器
，特别是涉及一种变海拔二级离心压气机特性试验系统。
技术介绍
压气机作为增压器主要部件，其性能的改善对于提高柴油机高原功率至关重要。离心式压气机特性随海拔高度的变化，主要是由低气压和低雷诺数(Re)数变化引起的，而以Ma数相似为基础的特性曲线绘制图法不在有效。目前，国内外相关研究针对高原环境下单级离心压气机特性研究较多，采用方法大多是理论分析和模拟仿真。为了解决柴油机高原环境适应性问题，急需开展两级离心压气机变海拔特性试验研究。目前，还没有专门进行变海拔二级离心压气机特性研究的试验系统，基于自主开发的两级离心压气机变海拔特性试验系统，进行了高、低压级压气机不同海拔的特性试验，能够有助于了解变海拔高、低压级压气机特性变化，为改善高海拔两级增压器与柴油机匹配特性提供理论指导。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术所要解决的技术问题是提供一种变海拔二级离心压气机特性试验系统，通过控制低压级压气机进口和高压级压气机出口的环境压力，实现变海拔二级离心压气机特性模拟研究。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种变海拔二级离心压气机特性试验系统，其特征在于：包括进气稳压箱、排气稳压箱、高压级离心压气机、低压级离心压气机、高压级涡轮机、低压级涡轮机、燃烧室进气管、燃烧室、燃油系统、背压调节阀、进气节流阀、二位四通阀、进气调节阀以及罗茨风机，进气稳压箱、低压级离心压气机、高压级离心压气机、进气节流阀、二位四通阀、燃烧室、高压级涡轮机、低压级涡轮机以及排气稳压箱通过气管依次串联，在相邻的组件之间的气管上均安装有压力传感器以及温度传感器；在高压级离心压气机与节流阀之间连接有一气管支路，该气管支路连通大气，气管支路上安装有一背压调节阀；在二位四通阀与燃烧室之间的连接有另一支路气管，该支路气管连接到罗茨风机，在罗茨风机到燃气室之间的支路气管上安装有进气调节阀；燃气室通过燃烧室进气管连接燃油系统，燃烧室进气管上安装有调节阀，能够控制燃油系统向燃烧室内喷射燃油量。而且，高压级涡轮机、低压级涡轮机分别安装有涡轮转速传感器，而且，高压级涡轮机、低压级涡轮机分别连接涡轮增压器润滑系统。而且，在高压级离心压气机输出端的气管上安装有一流量计，便于观察及控制试验中压气机的工作流量。而且，支路气管上还安装有流量计以及压力计，便于控制涡轮端的进气开度。而且，高压级涡轮机、低压级涡轮机分别通过电控线路连接VGT电控执行器，该两个VGT电控执行器分别通过CAN通信总线连接计算机内安装的控制程序，向控制程序实时传输各点检测数据，计算机内安装的控制程序发出控制信号进行调节。而且，进气稳压箱的输入端连接有外部气源，并且在进气稳压箱的输入端安装有气源进气调节阀。而且，外部气源通过空气加热器加热后进入进气稳压箱以及罗茨风机。而且，本系统的试验方法如下：建立完成试验系统后，打开进气稳压箱以及进气稳压箱的进气调节阀；通过调节压气机端的进气节流阀控制进气压强，以模拟不同海拔环境压力；通过调节背压调节阀控制排气压强，以控制试验过程中压气机的工作流量；通过调节涡轮端进气调节阀开度和/或控制喷射进燃烧室的燃油量，以控制涡轮增压器转速。本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术通过控制低压级气机进口和高压级气机出口的环境压力能够准确模拟变海拔条件下载环境压力，从而准确建立变海拔二级离心压气机特征所需要的模拟实验环境，模拟准确度高，有效保证实验环境接近、达到真实环境条件，从而有效保证设备实验无限接近真实高原环境，进而解决柴油机高原环境适应性的问题。附图说明图1所示为本专利技术的两级离心压气机变海拔特性试验系统结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种变海拔二级离心压气机特性试验系统，如图1所示，包括进气稳压箱、排气稳压箱、空气加热器、燃烧室进气管、燃烧室、燃油系统、高压级涡轮机、低压级涡轮机、背压调节阀、进气节流阀、高压级离心压气机、低压级离心压气机、二位四通阀、进气调节阀以及罗茨风机，进气稳压箱、低压级离心压气机、高压级离心压气机、进气节流阀、二位四通阀、燃烧室、高压级涡轮机、低压级涡轮机以及排气稳压箱通过气管依次串联，在相邻的组件之间的气管上均安装有压力传感器以及温度传感器；在高压级离心压气机与节流阀之间连接有一气管支路，该气管支路连通大气，气管支路上安装有一背压调节阀；在高压级离心压气机输出端的气管上安装有一流量计，便于观察及控制试验中压气机的工作流量；在二位四通阀与燃烧室之间的连接有另一支路气管，该支路气管连接到罗茨风机，在罗茨风机到燃气室之间的支路气管上安装有进气调节阀，该支路气管上还安装有流量计以及压力计，便于控制涡轮端的进气开度。燃气室通过燃烧室进气管连接燃油系统，燃烧室进气管上安装有调节阀，能够控制燃油系统向燃气室内喷射燃油量；高压级涡轮机、低压级涡轮机分别安装有涡轮转速传感器，并且分别连接涡轮增压器润滑系统。高压级涡轮机、低压级涡轮机分别通过电控线路连接VGT电控执行器，该两个VGT电控执行器分别通过CAN通信总线连接计算机内安装的控制程序，向控制程序实时传输各点检测数据，计算机内安装的控制程序发出控制信号进行调节。VGT电控执行器分别连接有12V直流电源进行供电。进气稳压箱的输入端连接有外部气源，并且在进气稳压箱的输入端安装有气源进气调节阀；外部气源通过空气加热器加热后进入进气稳压箱。本系统的试验方法如下：建立完成试验系统后，打开进气稳压箱(其容积应使气流速度马赫数小于0.05)以及进气稳压箱连接阀门，通过调节压气机端的进气节流阀控制进气压强，以模拟不同海拔环境压力；通过调节背压调节阀控制排气压强，以控制试验过程中压气机的工作流量；通过调节涡轮端进气调节阀开度或控制喷射进燃烧室的燃油量，以控制涡轮增压器转速。协同控制这以上四个变量来实现对不同海拔进气条件，不同转速和不同流量下二级离心压气机特性的试验。综上所述，本专利技术创造的实施方式，仅为本专利技术创造实施方式的一部分，但专利技术创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在专利技术创造揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术创造的保护范围应以所属权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变海拔二级离心压气机特性试验系统，其特征在于：包括进气稳压箱、排气稳压箱、高压级离心压气机、低压级离心压气机、高压级涡轮机、低压级涡轮机、燃烧室进气管、燃烧室、燃油系统、背压调节阀、进气节流阀、二位四通阀、进气调节阀以及罗茨风机，进气稳压箱、低压级离心压气机、高压级离心压气机、进气节流阀、二位四通阀、燃烧室、高压级涡轮机、低压级涡轮机以及排气稳压箱通过气管依次串联，在相邻的组件之间的气管上均安装有压力传感器以及温度传感器；在高压级离心压气机与节流阀之间连接有一气管支路，该气管支路连通大气，气管支路上安装有一背压调节阀；在二位四通阀与燃烧室之间的连接有另一支路气管，该支路气管连接到罗茨风机，在罗茨风机到燃气室之间的支路气管上安装有进气调节阀；燃气室通过燃烧室进气管连接燃油系统，燃烧室进气管上安装有调节阀，能够控制燃油系统向燃烧室内喷射燃油量。/n

【技术特征摘要】
1.一种变海拔二级离心压气机特性试验系统，其特征在于：包括进气稳压箱、排气稳压箱、高压级离心压气机、低压级离心压气机、高压级涡轮机、低压级涡轮机、燃烧室进气管、燃烧室、燃油系统、背压调节阀、进气节流阀、二位四通阀、进气调节阀以及罗茨风机，进气稳压箱、低压级离心压气机、高压级离心压气机、进气节流阀、二位四通阀、燃烧室、高压级涡轮机、低压级涡轮机以及排气稳压箱通过气管依次串联，在相邻的组件之间的气管上均安装有压力传感器以及温度传感器；在高压级离心压气机与节流阀之间连接有一气管支路，该气管支路连通大气，气管支路上安装有一背压调节阀；在二位四通阀与燃烧室之间的连接有另一支路气管，该支路气管连接到罗茨风机，在罗茨风机到燃气室之间的支路气管上安装有进气调节阀；燃气室通过燃烧室进气管连接燃油系统，燃烧室进气管上安装有调节阀，能够控制燃油系统向燃烧室内喷射燃油量。


2.根据权利要求1所述的变海拔二级离心压气机特性试验系统，其特征在于：高压级涡轮机、低压级涡轮机分别安装有涡轮转速传感器。


3.根据权利要求1所述的变海拔二级离心压气机特性试验系统，其特征在于：高压级涡轮机、低压级涡轮机分别连接涡轮增压器润滑系统。


4.根据权利要求1所述的变海拔二级离心压气机特性试验系统，其特征在于：在高压级离心压气机输出端的气管上安装有一流量计，便于观察及控制试验中压气机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞林，张众杰，周广猛，董素荣，杨春浩，丁豪坚，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军事交通学院，
类型：发明
国别省市：天津;12