本實用新型涉及一種應用于渦輪增壓器性能試驗臺上基于增壓器轉速的氣封裝置。

背景技術：

由于渦輪增壓試驗臺的風源系統(tǒng)采用大功率空壓機，往往因為臺架實驗的需要，會使空壓機的調節(jié)流量有較大的波動，且臺架試驗復雜的啟停工況，這就對渦輪增壓器的潤滑系統(tǒng)和密封系統(tǒng)提出較高要求。但試驗臺架的潤滑系統(tǒng)輸出的油壓往往設定為定值，而渦輪增壓器中的兩端與潤滑系統(tǒng)就靠活塞環(huán)隔開，活塞環(huán)靠近壓氣機的氣壓會大幅波動，容易造成潤滑油的大量泄漏。同時，復雜的啟停工況也會對增壓器中的密封環(huán)造成疲勞失效。如果密封環(huán)失效，當外界氣壓小于潤滑油油壓，則潤滑油向外泄漏，造成機油浪費；當外界壓力大于潤滑油油壓時，空氣通過密封環(huán)會進入發(fā)動機潤滑系統(tǒng)。當機油壓力和流量不足時會出現(xiàn)下列問題：供給軸頸和止推軸承的潤滑油不足，用以使轉子軸頸和軸承軸頸保持浮動的潤滑油不足；增壓器已處于高速運轉時潤滑油還沒有供給到軸承，這將造成整個增壓器的破壞?；谝陨蠁栴}，提出一種適用于復雜工況下的渦輪增壓器密封裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種應用于渦輪增壓器性能試驗臺上基于增壓器轉速的氣封裝置，不僅結構緊湊，達到密封目的，而且使?jié)櫥到y(tǒng)的潤滑效果大大提高。

本實用新型的技術方案在于：一種應用于渦輪增壓器性能試驗臺上基于增壓器轉速的氣封裝置，包括依次連接的空壓機、空壓機放氣閥、燃燒系統(tǒng)及與渦輪增壓器的渦輪機進氣端相連接的波紋管，所述空壓機與空壓機放氣閥之間的支路上依次連接有第一電動蝶閥、第一單向閥、存氣罐以及第二電動蝶閥，所述第二電動蝶閥的輸出端經真空管與渦輪增壓器的壓氣機內的環(huán)形氣室相連接，所述壓氣機的出氣管上旁接有壓氣機自循環(huán)回路，所述壓氣機自循環(huán)回路上依次連接有中冷器和第二單向閥，所述第二單向閥的輸出端旁接于空壓機的進氣管上，空壓機進氣管的輸入端上設置有空氣濾清器，空壓機出氣管的輸出端上設置有空壓機放氣閥。

進一步地，所述燃燒系統(tǒng)由燃燒器與供油系統(tǒng)組成，所述波紋管的輸出端上設置有第一壓力傳感器和第一溫度傳感器，所述渦輪機的排氣管上設置有第二壓力傳感器、第二溫度傳感器以及第一流量計。

進一步地，所述存氣罐內設置有第三壓力傳感器，位于存氣罐與第二電動蝶閥之間設置有第四壓力傳感器；所述中冷器與第二單向閥之間的管體內設置有第三溫度傳感器，所述空壓機進氣管的輸入端上設置有第二流量計，空壓機進氣管的輸出端上還設置有第五壓力傳感器及第四溫度傳感器。

進一步地，所述渦輪增壓器上還設置有潤滑系統(tǒng)，所述潤滑系統(tǒng)的出油端設置有第六壓力傳感器，潤滑系統(tǒng)的回油端設置有第五溫度傳感器，所述渦輪增壓器的中間體內還設置有速度傳感器。

進一步地，所述渦輪增壓器的中間體上設置有用于連接真空管與環(huán)形氣室的氣孔，所述環(huán)形氣室包括與渦輪增壓器的轉子軸同軸設置并位于氣封板后側的凹腔，所述凹腔內設置有套置于轉子軸上的凸字狀密封套及與密封套相配合的密封板，所述密封套與密封板之間形成環(huán)形氣室并與氣孔相連通。

與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1）通過控制環(huán)形氣室的氣壓與潤滑油油壓大小，保持兩者動態(tài)平衡，這樣在中間體中形成第一道密封。同時改進后的潤滑系統(tǒng)，使采集到的潤滑油油壓與環(huán)形氣室的氣壓保持相等，同時對潤滑油油壓進行一定調節(jié)，當增壓器的轉速增加時，對增壓器軸承的供油量也應該相應增加，并提高環(huán)形氣室的氣壓。使得增壓器轉速—潤滑油油壓—環(huán)形氣室氣壓，三者中前兩者保持正相關關系，后兩者處于動態(tài)平衡狀態(tài)，從而更加科學、有效的提高增壓器的密封性。這樣不僅達到密封的目的，又可以使增壓系統(tǒng)的潤滑效果大大提高；

2）充分利用試驗臺本身氣源，不需要另加輔助設備，節(jié)約成本的同時，能大大增加系統(tǒng)的密封性及潤滑效果；

3）同時可以根據(jù)采集的增壓器轉速—潤滑油壓—氣室氣壓的具體數(shù)據(jù)可以繪制三者的關系曲線，作為實際發(fā)動機增壓器上潤滑油壓與密封氣壓的控制參考曲線，通過不斷試驗最終得出在渦輪增壓器確定轉速下的最佳潤滑油油壓和密封氣壓的關系曲線，具有重大實踐意義。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的增壓器壓力機端的結構示意圖；

圖中：1-壓氣機放氣閥 2-中冷器 21-第三溫度傳感器 3為單向閥 4-空氣濾清器 5-壓氣機 51-中間體 53-密封套 54-密封板 57-轉子軸 59-環(huán)形氣室 511-螺紋入口 512-橡膠密封圈 513-橡膠密封圈 514-氣封板 518-氣孔 519-空壓機進氣管 520-空壓機出氣管 521-第二流量計 522-第五壓力傳感器 523-第四溫度傳感器 524-凹腔 525-油壓孔 6-渦輪機 61-渦輪機排氣管 62-第二壓力傳感器 63-第二溫度傳感器 64-第一流量計 7-第二電動蝶閥 8-存氣罐 81-第三壓力傳感器 82-第四壓力傳感器 9-單向閥 10-第一電動蝶閥 11-空壓機 12-空壓機放氣閥 13-供油系統(tǒng) 14-燃燒器 15-波紋管 151-第一壓力傳感器 152-第一溫度傳感器 16-潤滑系統(tǒng) 161-第六壓力傳感器 162-第五溫度傳感器 17-真空體 18-壓氣機自循環(huán)回路 19-速度傳感器。

具體實施方式

為讓本實用新型的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下，但本實用新型并不限于此。

參考圖1和圖2

一種應用于渦輪增壓器性能試驗臺上基于增壓器轉速的氣封裝置，包括依次連接的空壓機11、空壓機放氣閥12、燃燒系統(tǒng)及與渦輪增壓器的渦輪機6進氣端相連接的波紋管15，所述空壓機與空壓機放氣閥之間的支路上依次連接有第一電動蝶閥10、第一單向閥9、存氣罐8以及第二電動蝶閥7，所述第二電動蝶閥的輸出端經真空管17與渦輪增壓器的壓氣機5內的環(huán)形氣室59相連接，所述壓氣機的出氣管上旁接有壓氣機自循環(huán)回路18，所述壓氣機自循環(huán)回路上依次連接有中冷器2和第二單向閥3，所述第二單向閥的輸出端旁接于空壓機的進氣管519上，空壓機進氣管的輸入端上設置有空氣濾清器4，空壓機出氣管520的輸出端上設置有空壓機放氣閥1。

本實施例中，所述燃燒系統(tǒng)由燃燒器13與供油系統(tǒng)14組成，所述波紋管的輸出端上設置有第一壓力傳感器151和第一溫度傳感器152，所述渦輪機排氣管61上設置有第二壓力傳感器62、第二溫度傳感器63以及第一流量計64。

本實施例中，所述存氣罐內設置有第三壓力傳感器81，位于存氣罐與第二電動蝶閥之間設置有第四壓力傳感器82；所述中冷器與第二單向閥之間的管體內設置有第三溫度傳感器21，所述空壓機進氣管的輸入端上設置有第二流量計521，空壓機進氣管的輸出端上還設置有第五壓力傳感器522及第四溫度傳感器523。

本實施例中，所述渦輪增壓器上還設置有潤滑系統(tǒng)16，所述潤滑系統(tǒng)的出油端設置有第六壓力傳感器161，潤滑系統(tǒng)的回油端設置有第五溫度傳感器162，所述渦輪增壓器的中間體51內還設置有速度傳感器19。

本實施例中，所述渦輪增壓器的中間體上設置有用于連接真空管與環(huán)形氣室的氣孔518，所述氣孔上和設置有螺紋入口511，所述環(huán)形氣室包括與渦輪增壓器的轉子軸57同軸設置并位于氣封板后側的凹腔524，所述凹腔內設置有套置于轉子軸上的凸字狀密封套53及與密封套相配合的密封板54，所述密封套與密封板之間形成環(huán)形氣室59并與氣孔相連通，所述凹腔側壁設置有與潤滑油相通的油壓孔525。

上述環(huán)形氣室與第二電動蝶閥用真空管相連接，使環(huán)形氣室的氣壓與密封套左邊的潤滑油油壓保持動態(tài)平衡，即所述環(huán)形氣室的密封套通過控制密封套受到左側潤滑油壓的壓力等于其右側受到環(huán)形氣室氣壓壓力時，達到密封的目的。

該氣封裝置的使用方法：當空壓機打開后，先進行冷吹，清除管道內廢氣，并打開第一電動蝶閥，對存氣罐進行增壓，增壓到設定初始值，打開潤滑系統(tǒng)，潤滑油油壓到達計算機設定初始油壓，打開燃燒系統(tǒng)點火，進行熱吹試驗；當計算機檢測到渦輪增壓器轉速增加時，根據(jù)增壓器轉速—潤滑油油壓關系曲線，相應增加潤滑油油壓，同時根據(jù)輸出潤滑油油壓增加環(huán)形氣室氣壓，使得渦輪增壓器轉速、潤滑油油壓及環(huán)形氣室氣壓中的前兩者保持正相關關系，后兩者處于動態(tài)平衡狀態(tài)；當試驗結束后，先關閉燃燒系統(tǒng)，再關閉空壓機，潤滑系統(tǒng)，最后關閉第二電動蝶閥，第一電動蝶閥，關閉電源。

而環(huán)形氣室的氣壓由存氣罐調節(jié)，同時存氣罐內的氣壓大小由計算機遠程控制第一電動蝶閥的開閉來確定。當存氣罐的氣壓等于設定壓力時，計算機控制第一電動蝶閥關閉，不再對存氣罐加壓；當存氣罐氣壓下降一定閾值時，計算機又打開第一電動蝶閥，對存氣罐加壓。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。