離心壓氣機內部流動柔性測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于壓氣機技術領域，尤其是涉及一種離心壓氣機內部流動柔性測試裝置。
【背景技術】
[0002]內部流動細節(jié)是渦輪增壓技術發(fā)展的關鍵，尤其是渦輪增壓器核心元件壓氣機內部流動細節(jié)，是我們迫切想要了解和掌握的信息。在測試實驗方面，由于渦輪增壓器離心壓氣機高轉速、小尺度的特點，內部流動測試難度相當大，國內外公開的研究相對較少。
[0003]現(xiàn)有技術中，采用PIV、LDV激光多普勒測速等非接觸式測量，對小尺度、高轉速渦輪增壓器壓氣機而言，由于示蹤粒子跟隨性，高速電機等技術瓶頸，很難在原型機上開展測試，而利用相似放大、模型抽象等技術處理后，所獲得內部流動細節(jié)與真實流動過程存在差異。而采用熱線風速儀、方向探針等接觸式測量由于渦輪增壓器離心壓氣機尺度小的特點，在安裝布置上存在干涉，難以在原型機上進行測試。
[0004]國內對渦輪增壓器離心壓氣機內部流動研究多基于仿真模擬手段，有關試驗方面所公開的研究較少。國外學者由于高速電機等先進技術，結合接觸式測量和非接觸式測量，試驗方面的研究多聚焦在250mm以上壓氣機，且為針對性很強的試驗裝置，不存在通用性和互換性，在150mm以下車用渦輪增壓器原型上未見有研究公布。

【發(fā)明內容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種離心壓氣機內部流動柔性測試裝置，以獲得高分辨率的渦輪增壓器原型離心壓氣機內部流動細節(jié)。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種離心壓氣機內部流動柔性測試裝置，包括葉輪輪蓋、擴壓器前盤、集氣器聯(lián)接環(huán)、集氣器內環(huán)、集氣器前盤、集氣器外環(huán)、集氣器背盤、擴壓器背盤和壓氣機葉輪，
[0008]所述葉輪輪蓋固定在擴壓器前盤上，擴壓器前盤與集氣器內環(huán)通過集氣器聯(lián)接環(huán)固定，集氣器內環(huán)安裝在集氣器前盤上，集氣器前盤與集氣器背盤通過集氣器外環(huán)固定，集氣器背盤安裝在擴壓器背盤上，所述集氣器內環(huán)、集氣器前盤、集氣器外環(huán)和集氣器背盤構成截面為方形的方形集氣器;所述擴壓器前盤和擴壓器背盤平行設置，之間的間隙一端連通方形集氣器，另一端對準壓氣機葉輪。
[0009]進一步的，所述葉輪輪蓋和擴壓器前盤上設置有若干傳感器和若干流動方向和周向的作為測試點的測試孔。
[0010]進一步的，所述集氣器外環(huán)的周向均布若干個出口。
[0011 ]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:
[0012](I)本發(fā)明基于渦輪增壓器離心壓氣機進口段、葉輪段、擴壓器段原型，把壓氣機級進行分體，用方形集氣器替代圓形壓氣機蝸殼，以避免測量裝置布置時存在的干涉，通過部分位置元件互換來實現(xiàn)不同大小型號壓氣機測試，可在大范圍內布置測點進行測量，具備高分辨率和柔性裝置的特點；
[0013](2)結構設計合理，簡單易實現(xiàn)，且通過更換集氣器背盤、擴壓器前盤、葉輪輪蓋，可實現(xiàn)不同大小型號離心壓氣機內部流動測試。
【附圖說明】
[0014]構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0015]圖1為本發(fā)明實施例所述離心壓氣機內部流動柔性測試裝置總體結構示意圖的；
[0016]圖2為本發(fā)明實施例所述離心壓氣機內部流動柔性測試裝置的裝配分解示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明實施例所述葉輪輪蓋和擴壓器前盤固定后整體的最佳測點位置布置示意圖，其中a為總體示意，b為測點沿流向布置示意，c為測點沿周向布置示意。
[0018]附圖標記說明:
[0019]1-葉輪輪蓋，2-擴壓器前盤，3-集氣器聯(lián)接環(huán)，4-集氣器內環(huán)，5-集氣器前盤，6_集氣器外環(huán)，7-集氣器背盤，8-擴壓器背盤，9-壓氣機葉輪，10-傳感器。
【具體實施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0021 ]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0022]離心壓氣機內部流動柔性測試裝置，如圖1、2所示，包括葉輪輪蓋1、擴壓器前盤2、集氣器聯(lián)接環(huán)3、集氣器內環(huán)4、集氣器前盤5、集氣器外環(huán)6、集氣器背盤7、擴壓器背盤8和壓氣機葉輪9，
[0023]所述葉輪輪蓋I固定在擴壓器前盤2上，擴壓器前盤2與集氣器內環(huán)4通過集氣器聯(lián)接環(huán)3固定，集氣器內環(huán)4安裝在集氣器前盤5上，集氣器前盤5與集氣器背盤7通過集氣器外環(huán)6固定，集氣器背盤7通過卡箍安裝在擴壓器背盤8上，所述集氣器內環(huán)4、集氣器前盤5、集氣器外環(huán)6和集氣器背盤7構成截面為方形的方形集氣器，作為集氣排氣通道;所述擴壓器前盤2和擴壓器背盤8平行設置，之間的間隙一端連通方形集氣器，另一端對準壓氣機葉輪9。
[0024]所述葉輪輪蓋I和擴壓器前盤2上設置有若干傳感器10，葉輪輪蓋I和擴壓器前盤2上設置若干流動方向和周向的作為測試點的測試孔，測試點的位置和傳感器10安裝位置按設計需要分別布置。本發(fā)明最佳實施例，內部流動測點布置方案如圖3所示:包括壓力、溫度、方向探針、總壓探針、高頻響應動態(tài)傳感器等(從11至63) 53個測點。壓氣機葉輪9進口、擴壓器進口周向2個以上動態(tài)靜壓測點；壓氣機葉輪9、擴壓器沿流向14個以上測點，周向布置2條測量線，相隔30°;擴壓器進口附近3個方向探針測點；擴壓器出口周向6個以上測點；擴壓器出口布置五孔探針、方向探針測點(五孔探針深度和偏航角可調)。
[0025]所述集氣器外環(huán)6的周向均布4個出口，以使壓縮后的旋轉氣體順利排出，避免環(huán)形氣體收集裝置對上游擴壓器、壓氣機葉輪9內部流動的影響。
[0026]所述壓氣機葉輪9和壓氣機葉輪輪蓋I組成壓氣機葉輪測試模型，所述擴壓器前盤2和擴壓器背盤8組成擴壓器測試模型；所述集氣器內環(huán)4、集氣器前盤5、集氣器外環(huán)6和集氣器背盤7組成集氣排氣通道，并通過集氣器聯(lián)接環(huán)3與擴壓器相聯(lián)。
[0027]本發(fā)明可以在離心壓氣機進口段、葉輪段、擴壓器段原型上測量內部流動細節(jié)，如氣體流動方向、氣體流動速度、壓力等內部流動參數(shù)，回流等物理現(xiàn)象。由于采用了方形集氣器和分體元件結構，可在測試段布置所需測點和裝置，提高內部流動細節(jié)捕捉分辨率。同時，通過更換集氣器背盤、擴壓器前盤、葉輪輪蓋，實現(xiàn)不同大小型號離心壓氣機內部流動測試。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.離心壓氣機內部流動柔性測試裝置，其特征在于:包括葉輪輪蓋(I)、擴壓器前盤(2)、集氣器聯(lián)接環(huán)(3)、集氣器內環(huán)(4)、集氣器前盤(5)、集氣器外環(huán)(6)、集氣器背盤(7)、擴壓器背盤(8)和壓氣機葉輪(9)，所述葉輪輪蓋(I)固定在擴壓器前盤(2)上，擴壓器前盤(2)與集氣器內環(huán)(4)通過集氣器聯(lián)接環(huán)(3)固定，集氣器內環(huán)(4)安裝在集氣器前盤(5)上，集氣器前盤(5)與集氣器背盤(7)通過集氣器外環(huán)(6)固定，集氣器背盤(7)安裝在擴壓器背盤(8)上，所述集氣器內環(huán)(4)、集氣器前盤(5)、集氣器外環(huán)(6)和集氣器背盤(7)構成截面為方形的方形集氣器;所述擴壓器前盤(2)和擴壓器背盤(8)平行設置，之間的間隙一端連通方形集氣器，另一端對準壓氣機葉輪(9)。2.根據(jù)權利要求1所述的離心壓氣機內部流動柔性測試裝置，其特征在于:所述葉輪輪蓋(I)和擴壓器前盤(2)上設置有若干傳感器(10)和若干沿流向和周向布置測試點的測試孔。3.根據(jù)權利要求1所述的離心壓氣機內部流動柔性測試裝置，其特征在于:所述集氣器外環(huán)(6)的周向均布若干個出口。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種離心壓氣機內部流動柔性測試裝置，葉輪輪蓋固定在擴壓器前盤上，擴壓器前盤與集氣器內環(huán)通過集氣器聯(lián)接環(huán)固定，集氣器內環(huán)安裝在集氣器前盤上，集氣器前盤與集氣器背盤通過集氣器外環(huán)固定，集氣器背盤安裝在擴壓器背盤上，所述集氣器內環(huán)、集氣器前盤、集氣器外環(huán)和集氣器背盤構成方形集氣器；所述擴壓器前盤和擴壓器背盤平行設置，之間的間隙一端連通方形集氣器，另一端對準壓氣機葉輪。本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：基于渦輪增壓器離心壓氣機進口段、葉輪段、擴壓器段原型，把壓氣機級進行分體，用方形集氣器替代圓形壓氣機蝸殼，以避免測量裝置布置時存在的干涉，可在大范圍內布置測點進行測量，具備高分辨率和柔性裝置的特點。
【IPC分類】G01M9/00
【公開號】CN105571809
【申請?zhí)枴緾N201510926577
【發(fā)明人】李書奇, 劉暢, 程江華, 吳新濤, 侯琳琳, 莊麗, 張子磊, 邢衛(wèi)東, 張繼忠, 張俊躍
【申請人】中國北方發(fā)動機研究所(天津)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月11日