Стенд для испытания турбокомпрессоров Советский патент 1985 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к испытаниям машин, в частности к стендам для испытания турбокомпрессорор.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение быстродействия 5 газоотводящего клапана.

На чертеже изображена схема стенда для испытания турбокомпрессоров.

Стенд для испытания турбокомпрессоров наддува поршневых двигателей О содержит камеру 1 сгорания, соединенную входной и выходной магистралями 2 и 3 соответственно с компрессором 4 и турбиной 5 испытуемого турбокомпрессора 6, систему 7 подачи 5 топлива в камеру 1.сгорания с линией 8 подачи, снабженной блоком 9 регулирсвания расхода и давления топлива с вращающимся золотником 10 и перепускной канавкой 11, устройство 20 для создания пульсаций газового потока, выполненное в виде вращающейся заслонки 12, и трубопровод 13 для подачи сжатого воздуха, подсоединенный к входной магистрали 2. 25 Стенд также содержит линию 14 подачи воды с регулятором 15 и форсункой 16, подсоединенную к выходноймагистрали 3, Магистраль 3 снабжена газоотводяпщм клапаном 17 с при- зо водом 18, соединенным с регулятором 15 и состоящим из камеры 19, размещенного в Ней с образованием замкнутой полости 21 сильфона 20 и дву- , плечего рычага 22, плечо 23 которо- jc го подпружинено при помощи сервопружины 24 сжатия, плечо 25 соединено с сильфоном 20, а полость 21 гидравли чески связана с линией 12 подачи воды между регулятором 15 и форсун- 40 кой 16. Блок 9 регулирования и регулятор 15 соединены меж,цу собой валом 26, который через редуктор 27 присоединен к электродвигателю 28. Стенд также содержит упор 29 и шток 45 30 для регулировки клапана 17.

Система для создания высокочастотных колебаний давления газа, имитируклцих выхлоп цилиндров дизеля, состоит из импульсного регулятора 31 вы- 50 сокой частоты (24 Гц), подсоединенного к линии 8 подачи топлива и кинематически связанного с,вращающейся заслонкой 12, приводимой во вращение электродвигателем 32 с регули- 55 руемой частотой вращения. Кроме того, система создания высокочастопшх колебаний содержит обратный клапан 334,

установленный в системе 7 подачи топлива в камеру 1 сгорания.

Стенд работает следующим образом

При запуске в камеру сгорания 1 подают топливо по системе 7 подачи топлива и воздуха из трубопровода 1 По мере повышения частоты вращения ротора турбокомпрессора 6 сжатый воздух начинает подаваться компрессором 4 по входной магистрали 2, при этом соответственно уменьшают его подачу из трубопровода 13 и увеличивают подачу топлива по системе 7 подачи топлива до достижени режима устойчивого горения. Затем с помощью регулировок добиваются- изменения параметров по циклическому закону, заданному программой испытаний.

Золотник 10 блока 9 регулирования подачи топлива и регулятор 15 подачи воды вращаются с одинаковым периодом, равным периоду цикла (для турбокомпрессора ТКР11Н1 1 оборот за 36 с). Конструкция электродвигателя 28 предусматривает возможность изменения фазы подачи топлива в системе 7 или подачи воды в линии 14. Блоком 9 регулирования циклически изменяют величину подачи топлива, что приводит к соответствующему изменению температуры и давления газо перед турбиной 5, а также частоты вр ащения ротора турбокомпрессора 6. Впрыск воды в выходную магистраль 3 через форсунку 16 производится во время снижения подачи топлива и способствует резкому охлаждению газа и достижению минимальной температуры перед турбиной 5. Изменяя, фазу и величину подачи воды добиваются соответствия закона изменения температуры заданному. Так, например, на режиме минимальной нагрузки (режим холостого хода) блок 9 регулирования уменьшает подачу топлива. Затем регулятор 15 пропускает воду под давлением к форсунке приводу 18, сильфон 20 сжимается и воздействует на подсоединенное к нему через шток 30 плечо 25 двуплечего рычага 22, соединенного с газоотводящим клапаном 17, открывая проходное сечение последнего. При этсм сёрвопружина 24 вначале препятствует повороту рычага, а затем после прохода через нe тpaльнyю линию содействует ускорению поворота.

3

При дальнейшем вращении золотника 10 блока 9 регулирования подача топлива увеличивается, происходит переход на- режим максимальной нагрузки. В это время регулятор 15 перекрывает сечение на линии 14 подачи воды. Однако вода, оставптаяся в полости 21, продолжает истекать через форсунку 16. Сильфон 20 разжимается, возвращая газоотводящий клапан 17 в закрытое положение. При этом сервопружина 24 ускоряет закрытие клапана 17 на втором участке, где сила упругости сильфона 20 уменьшается.

Продолжающееся некоторое время после закрытия газоотводящего клапана 17 истечение через форсунку 16 оставшейся в линии воды препятствует чрезмерному повышению (забросу) температуры газа при резком увеличении подачи топлива на режиме разгона.

Регулирование положения газоотводящего клапана 17 производится перемещением упора 29 и изменением длины штока 30, соединяющего сильфон 20 с плечом 25 двуплечего рычага 22.

Импульсньй регулятор 31 пропускает к камере 1 сгорания отдельные порции топлива под высоким давлением образующие импульсы давления топлива

104

подаваемого в камеру сгорания (при этом обратный клапан 33 препятствует их сглаживанию), и соответственно высокочастотные колебания дапления газа (накладывающиеся на основной низкочастотный цикл) в выходной магистрали 3. Заслонка 12 вращается с той же частотой в противофазе, что и импульсный регулятор 31. (во время повьш1ения давления сечение перекрывается и наоборот), чем достигается увеличение амплитуды колебаний давления газа. Регулировками частоты вращения электродвигателя 32, давления подводимого топлива к. .импульсному регулятору 31 и его пропускного сечения добиваются достаточ но точной имитации высокочастотных колебаний. Затем при необходимости производят подрегулировку основного низкочастотного цикла, после чего испытания продолжаются в автоматическом режиме.

Таким образом, применение привода позволяет упростить конструкци10 стенда и повысить быстродействие raaootводящего клапана при создании достаточно точного и полного производства эксплуатационных режимов переменного нагружения.

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ по авт. св. № 1032342, о.тличающийся -тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения быстродействия газоотводящего клапана, привод последнего выполнен в виде камеры, размещенного в ней с образованием замкнутойполости сильфона и двуплечего рычага, одно плечо которого подпружинено при помощи сервопружины сжатия, другое соединено с сильфоном, а замкнутая ПОЛОСТЬ гидравлически связана с линией подачи воды между регулятором и форсункой. сл ел