Стенд для испытания турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК G01M15/00 

ся до получения заданных оборотов турбокомпрессора при заданной температуре на входе в турбину 6. Зате с помощью сист&ш управления приводом 2 технологического компрессора механизмом управления 11 регулируе- Mo.ro дросселя 10 j приводом 9 вращающейся заслонки 8 устанавливают заданную программой испытания цикличность измерения параметров на входе в турбину- 6. При воссоздании наиболее тяжёлых режимов работы турбокомпрессора, к которым относится циклическое повторение резкого перехода от холостого хода до максимальной- нагрузки и обратно, циклически изменяют -обороты привода 2 технологического компрессора 1 и . проходное сечение регулируемого дросселя 10, при этом давление и температура на входе в турбину циклически изменяются. При ускоренных ресурсных испытаниях, с целью обесИзобретение относится к испытанию машин, в частности турбокомпрессоров наддува поршневых двигателей, и может найти применение при испытании турбин в общем и энергетическом машиностроении.

Целью изобретения является повышение точности, достоверности резуль татов путем приближения испытаний к натурным.

На чертеже изображена схема предлагаемого стенда. Стевд содержит технологический компрессор 1 с регулируемым приводом 2, стендовые входную 3 и выходную 4 магистрали. Технологический компрессор 1 с входной магистрали 3 соединен с выходом ком-. прессора 5, а с помощью выходной магистрали 4 - с входом турбины 6 .испытуемого турбокомпрессора. Выходная магистраль 4 снабжена отводным патрубксм 7 с устройством для создания пульсирующего потока воздуха в виде вращакяцейся заслонки 8 с приводом 9. В выходную магистраль 4 установлен регулируемый дроссель

печения максимальных циклических динамических перегрузок и термических ударов, изменяют циклически обороты привода 2 технологического прессора 1 и проходное сечение дросселя 10 от минимальных до максималы ных. При максимальных оборотах технологического компрессора 1 открывают регулируемый дроссель 10, при этом давление и температура на входе в турбину 6 будут максимальными, а ы при минимальных оборотах технологического компрессора 1 прикрывают регулируемый дроссель 10, при этом давление и температура на входе в турбину 6 будут минимальными. Для создания колебаний давления газа, имитирующих выхлоп цилиндров дви- гателя, включшот привод 9 вращающейся заслонки 8. При этих условиях создаются динамические перегрузки и термические удары, щ евос содящие эксплуатационные уровни. 1 ил.

lO с механизмом 11 управления. На корпусе испытуемого турбокомпрессора установлен датчик 12 оборотов. Эле-, менты автоматики и управления стендом, а также системы контроля и измерения параметров испытуемого турбокомпрессора условно не показаны. Стенд работает следуюпро образом.

При запуске с помощью механизма 11 управления полностью открывают регулируемый дроссель 10, с помощыо привода 9 устанавливают заслонку 8 в закрытое положение, и отводящий патрубок 7 разобщают с выходной маги- - стралью 4. Включают прншод 2 технологического компрессора 1 и увели«ш- вшот обороты привода. При этом воздух по входной магистрали 3 через

компрессор 5 поступает на вход в технологический компрессор t и сжимается, давление и температура воз- духа на выходе компрессора увеличивается. Давление Р и температура.

на выходе технологического компрессора 1 связаны с давлением f и температурой Т. на входе (на выходе из компрессора 5 турбокомпрессора)

известными иэ термодинамики ношениями

Р тт Т V к

Т 1Г., к

где 1Г„ - степень повьшения давления стендового компрессора является функцией оборотов; К - показатель адиабаты сжатия.

На запуске Р Р и Т Т„, где Р и TO - параметры воздуха на входе в турбокомпрессор.

Воздух с повышенным давлением и температурой поступает по выходной магистрали 4 на вход в турбину 6 турбокомпрессора и расширяется иа ней, совершая работу. Ротор турбокомпрессора приходит во вращение, что фиксируется датчиком 12. По мере повышения частоты вращения ротора турбокомпрессора устанавливают обороты привода 2 такими, чтобы температура воздуха на выходе из техно- логического компрессора 1 соответствовала заданной. Эти обороты устанавливают из очевидного соотношения . . к

Т )Т

где 1Г - степень повышения давления компрессора 5, зависящая от оборотов п турбокомпрессора.

При этом с помощью механизма It управления репулщ уемый дроссель 10 прикрывается до получения заданных -оборотов турбокомпрессора при заданной температуре на входе в турбину 6. Затем с помощью системы управления приводом 2 технологического компрессора 1, механизмом 11 управления регулируемого дросселя 10, приводом 9 вращающейся заслонки 8 устанавливают заданную программой испытания цикличность изменения параметров на входе в турбину 6.

При воссоздании наиболее тяжелых режимов работы турбокомпрессора, к которьм относится циклическое повторение резкого перехода от холостого хода до максимальной нагрузки и об- ратно, циклически изменяют обороты привода 2 технологического компрессора 1 и проходное сечение регулируемого дросселя 10, при этом давление и температура на входе в турбину циклически изменяются.

239545 , 4

При ускоренных ресурсных испытаниях с целью обеспечения максимальных циклических динамических перегрузок и термических ударов изменяют

5 циклически обороты привода 2 технологического компрессора 1 и проходное сечение дросселя 10 от минимальных до максимальных. При максимальных оборотах технологического прессора 1 открывают регулируемый дроссель 10, при этом давление и температура на входе в турбину 6 будут максимальными, а при минимальных оборотах технологического компресt5 сора 1 прикрывают регулируемый дроссель 10, при этом давление и темпе- ратзфа на входе в турбину 6 будут минимальными. Для создания колебаний давления газа, имитирующих выхлоп

20 цилиндров двигателя, включают привод 9 вращакщейся заслонки 8. При этих условиях создаются динамические перегрузки и термические удары,превосходящие эксплуатационные уровни.

25 Так, например, при испытании турбокомпрессора ТК-34 дизеля 10Д100 допустимая длительная температура газа перед турбиной равна Т° 870 К, максимальная часовая температура га30 за перед, турбиной равна Т

t

920 К. Возможный диапазон изменения температуры газа перед турбиной в эксплуатации Т 570-920 К, давления газа перед турбиной Р 35 0,135-0,25 МПа.

Определим необходимые максимальную и минимальную степени повышения давления в технологическом компрессоре 1 для получения температуры газа перед турбиной 570 и Т 920.

40

45

50

55

weKt

о мпкс

- 0,1 2,5 22 5,5 Ш1а;

Р S3 р . 7Г 71

Kn,in в «мии

0,11,35-7,6 1,03 МПа. .

Для получения циклически изменяющихся давления и температуры на взсоде в турбину 6 Р. 0,1-0,25 МПа и Т 570-920 К циклически изме-. ияют обороты привода 2 технологичес кого компрессора 1 таким образом, чтобы степень повышения давления по рабочей характеристике технологичес- кого компрессора ПГ f(n) изменялась в диапазоне- т 7,6-22,0 и изменяют площадь проходного сечения регулируемого дросселя таким обра- . зом, чтобы давление на выходе из технологического компрессора 1 понижалось в 7,6 и 22 раза. Для упрощения анализа изменением температуры воздуха при дросселировании пренебрегаем. В результате обеспечивается воссоздание наиболее тяжелых режимов работы турбокомпрессора, максимально приближенных к натурньм. При любой цикличности изг енения параметров обеспечивается синхронность измене- ния давления и температуры на входе в турбину в соответствии с заданной циклограммой испытания.

При ускоренных ресурсных испыта- ниях при максимальных оборотах технологического компрессора 1 увеличи- вают давление на входе в турбину 6 путем увеличения проходного сечения регулируемого Д1 осселя 10, а при ми- нимальных оборотах понижают давление перед турбиной 6 путем уменьшения проходного сечения регулируемого дросселя 10. При этом создаются дина ми 1еские педегрузки и термические удары, превосходящие эксплуатацион- .ные уровни.

Таким образом, применение предлагаемого стрнда улучшает дин мичес- кие характеристики и устойчивость

Составител

Редактор В. Иванова

Техред И.Попович

Заказ 3387/41 Тираж 778Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,

его работы, что позволяет достаточно полно воспроизводить эксплуатационные режимы переменного нагруже- ния и создавать циклические динамические перегрузки и тепловые удары. Это позволяет сократить время исгалтаний за счет приближения условий испытания к натурным и проведения ускоренных ресурсных испытаний. Кроме того, стенд не потребляет при работе топливо и воздух, что снижает затраты средств на эксплуатацию. Одновременно улучшаются условия тру- да и исключается загрязнение окружающей среды.

Формула изобретения

Стенд для испытания турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания, содержащий входную и выходнз э магистрали, устройства измерения и зт- равления, регулируемый источник газового потока и устройство для создания пульсаций газового потока, выполненное в виде заслонки с приводсж для ее вращения, причем входная и выходная магистрали соединены соответственно с компрессором и турбиной испытуемого турбокомпрессора, а ре- гуяируемый источник газового потока соединен с входной и выходной магистралями, отличающийся тем, что, с целью повышения досто- верности путем приближения условий испытаний к реальным, стенд дополнительно содержит регулируемый дроссель с механизмом управления и от- водной патрубок, а регулируемый источник газового потока вьтолнен в виде технологического ксшпрессора с регулируемым.приводом, причем регулируемый дроссель размещен в выходной магистрали на выходе из технологического компрессора, а заслонка размещена в отводном патрубке, который связан с выходной магистралью между регулируемым дросселем и турбиной испытуемого турбокомпрессора.

. Патрахальцев

Корректор Г. Решетник

Изобретение относится к области испытания машин и позволяет повысить точность и достоверность результатов исшлтаний турбокомпрессоров путем приближения условий испытаний к натурным. При запуске с помощью привода 9 устанавливают заслонку 8 в закрытое положение и ОТВОДЯЩИЙ патрубок 7 разобща от с выходной магистралью -4. Включают привод 2 технологического компрессора 1 и увеличивают обороты привода. При этом воздух по входной магистрали 3 через компрессор 5 поступает на вход в технологический компрессор 1 и йжимается, давление и температура воздуха на выходе компрессора увеличиваются. Воздух с повьш енным давлением и температурой поступает по выходной магистрали 4 на вход в турбину 6 турбокомпрессора и расширяется на ней, совершая работу. Ротор турбокомпрессора приходит во вращение, что фиксируется датчиком 12. По мере повьш1ення частоты вращения ротора турбокомпрессора устанавли- . вают обороты привода 2 такими, чтобы температура воздуха на выходе из технологического компрессора 1 соответствовала заданной. При этом с помощью механизма 11 управления регулируемый дроссель 10 прикрываето (Л