增压器性能综合试验台
一、 意义和必要性
增压器各种特性的测试非常必要。特别对新产品开发研制鉴定、老产品改进检测鉴定和定期抽查稳定质量三个方面。这就需要若干个性能试验台。如要全部配全,要花费大量资金、场地和人力。而且由于性能试验不是天天作。这种闲置浪费更是巨大。如果将几种功能试验台集成在一个综合试验台上,则将是一种省地、省财、省人的大好事情。经济意义很大。特别对于中小型企业来说,尤其如此。
二、 可行性
对于中小型企业来说,建全套性能试验台没有必要。 有些部分如气源、台架、控制及数采集与处理完全可以共用的技术前提。而且也不需要这些功能同时使用。
三、 总思路
将气源、台架、控制及数采集与处理作成共用。只在某些系统和软件略加改动和添如便可满足其要求。
四、功能
此试验台可完成国标规定的以下试验项目:
(1)对压气机进行特性试验:(国标规定项目)测试压气机的进出口气体压力、温度、流量,涡轮进出口压力、温度、增压器转速,求出表示压气机压比、流量、效率、转速之间关系的压气机特性
(2)对涡轮机进行特性试验:(国标规定项目)测试压气机的进出口气体压力、温度、流量,涡轮进出口压力、温度、流量及增压器转速,求出表示涡轮机膨胀比、流量、效率、压头系数、转速之间关系的涡轮机特性
(3)对增压器润滑油供油量特性试验:(国标规定项目)测试不同工况增压器润滑油压力、温度、流量,求出压力特性、流量特性
(4)对增压器进行噪声、振动试验:(国标规定项目)测试不同工况增压器的噪声、振动,求出噪声特性、掁动特性。包括频谱分析。
(5)对增压器进行120h耐久热循环考核试验(国标规定项目)以考核其可靠性。 (6)对增压器进行自循环性能试验(国标规定项目)
(7)可完成对增压器的超速破坏试验和包容试验(国标规定项目) (8)可进行增压器脉冲热疲劳试验,以以考核其可靠性。 (9)对增压器进行出厂试验
(10)对增压器进行无热风整体动平衡试验,可代替热风出厂试验
五、水平和特点 水平
(1)对特性试验中的工况实行自动程控(转速、流量或者压力)。也可进行隔室电动手控。其它如风源、燃油供给及调节、各种进排气管道阀门开关调节、机油供给及温度调节、燃烧室点火等均可实现隔室电控。
(2)试验数据自动采集、处理、显示、存储和打印输出(特殊要求项目) (3)测试精度达到一级以上
目前国内外末有此种类试型试验台,填补空白和领先水平。
特点
压气机和涡轮性能试验台测控系统设计方案论证说明
精度高:测试精度高(各主要测试参数均在0.2%以内),控制精度高,在1%以内。大大提高试验准确性、可信性。
自动化程度高:不仅试验数据采集、显示、存储、处理实现自动化,而且还可达到控制自动化。还可以自动生成试验报表和特性曲线,大大提高试验效率、试验可信性及改善工作条件。
功能综合性:既可进行特叶生试验,又可进行可靠性试验,还可进行出厂试验和特殊试验。
性能试验中,既能进行压气机外源冷吹风、热吹风试验,也可进行自循热吹风试验。既可进行压气机特性试验,又可进行涡轮特性试验。还可进行机油特性试验。和噪声、振动试验:
可靠性试验中,既可进行一般120小时循环试验,又可进行超速、包容试验,还可进行脉冲热疲劳试验。
出厂试验中,既可进行一般热风试验,还可进行整体动平衡试验 全部计算机化、网络化,便于现代化技术管理。
六.参数及精度和结构:
参数及精度
转速:范围: 0- r/min 精度: 0.5%
气体压力::范围: 0 - 200 kPa ,0 - 300 kPa , 0 - 400 kPa精度: 0.、5%(压气机出口和涡轮进口)
0 — -10 kPa 精度: 0.、5%(压气机进口)
0 — 10 kPa 精度: 0.、5%(涡轮机出口) 机油压力: 范围: 0----0、8 MPa 精度: 1%
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机油流量0-2L/min
温度:气温,范围 0-150℃ , 0-200℃ , 0-250℃ ,精度:0、5% 油温,范围 0-150℃ 精度:1% 排温,范围 0-1000℃ 精度:0.、5%
流量 0—0.5kg/s ,0—1kg/s , 0—1.5kg/s. 精度:1%(压气机和涡轮机)
系 统 结 构:
本系统由机械部分和控制及数据采集处理部分组成。
① 机械部分,包括:增压器热风试验平台(燃油供给系统、
润滑系统、燃烧系统、进排气管路、电动阀门等) 升速调速机构、包容及测试机构。脉冲及控制机构。 ② 控制及数据采集、处理部分控制和试验数据自动采集处理部分包括:温度传感器(涡轮前、后温度、压,气机前后温度、机油温度)、压力传感器(U形压力表)(涡轮前、后压力、压气机前后压力)、,机油压力、转速传感器,油门执行器、电动阀(3个),控制箱和数字表等。整个系统框图如下:(附录)
4、数据采集、处理和显示形式
①油温、油压、压气机前、后气压、压气机前、后气温、涡轮前、后排温、涡轮前、后压力及增压器转速机油压力、温度、流量和空气流量、燃油流量等参数,均在计算机屏幕上显示,其代号、单位应符合下表要求。压气机前、后气压、涡轮前、后压力4个参数,还应在U形表显示和数码管表上显示
②参数除屏幕上显示外还应以表格形式显示输出存储。 ③性能试验时,整理的特性以曲线形式显示输出存储
压气机和涡轮性能试验台测控系统设计方案论证说明
④整体动平衡试验时,瞬态采集做振动、转速以瞬态曲线形式显示输出存储
5、控制内容:
涡轮进气及出气压力、温度及流量大小。 压气机进口及出口压力、温度信流量大小。 机油压力、温度信流量大小 转速高低。脉冲频率
点火,柴油泵,机油泵开关、风门开关,调节
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四、系统组成和设计说明
本试验台系统是由机械部分和测控和数据采集、处理部分组成。测控处理部分是由测量处理系统和控制系统组成。整个系统组成图和外形图如下:
压气机和涡轮性能试验台测控系统设计方案论证说明
系统框图: 包容罩 加热/冷却 机油机油温度流柴油流量 机油压力 压气机前气压 压气机前气温 量
机机 油油机油箱 空气流量计 滤 泵 油门 涡轮后气压 执行器 柴油压力 柴油
燃油箱 柴油泵 滤清器 转速控制阀 转速 涡轮后气温 燃 烧 点火 压气机后气压 振动测 气 源 压气机后气温 量 涡轮前涡轮前室 气温 气压
流量计 涡轮 压气机 进气阀 出口阀
测控柜测控台计算机打印机等 自循环 转换阀 风机7
测试系统原理图:
压气机和涡轮性能试验台测控系统设计方案论证说明
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