自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗系統及方法
2023-06-15 18:58:06
專利名稱：自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種廢氣渦輪增壓器密封試驗技術，特別涉及一種自校 型廢氣渦輪增 壓器密封試驗系統及方法。
背景技術：
量大面廣的內燃機採用廢氣渦輪增壓器，在同樣的工作容積中增加了空氣量，可 以多噴油，並且改善了燃燒過程，因而大幅度提高了內燃機的比功率，降低了比油耗，減少 了排氣中的汙染物，並減輕了發動機排氣噪聲。尤其當前日益增多的內燃機排放汙染物嚴 重威脅人體健康，增壓技術愈來愈受有關部門的重視。試驗證明採用渦輪增壓技術可以滿 足國I排放法規。渦輪增壓器是柴油機滿足國I以上各階段排放法規必不可缺的重要部件。隨著排放法規的日益苛求，提高渦輪增壓器效率，減小轉動慣量，提高工作可靠 性，使其適應各階段排放法規的要求，這是車用渦輪增壓器發展的重要方向。渦輪增壓器工作狀態下，機油壓力處0.2 0.5MPa狀態，而渦輪、壓氣機兩端的氣 體壓力處0. 1 0. 3MPa狀態，因而兩端壓力在較多工況下小於機油壓力，尤其在起動、怠速 等工況。另外，從增壓器結構考慮，轉子和固定件之間的間隙是不可避免的。鑑於以上兩種 情況，理論上講，機油漏向兩端是必然的。關鍵是控制漏氣量。增壓器漏機油將產生以下幾方面弊端(1)機油從壓葉輪背流向壓殼，進入發動機燃燒室，使燃燒惡化，排放超標。(2)機油從渦輪輪背流向渦殼出口，使排放指標惡化。(3)在兩端軸封積存的機油流動性差，得不到及時更換，在增壓器運行過快或油壓 過低等情況下，尤其渦輪端排氣溫度高，很容易使積存機油燒結，嚴重時甚至使密封環與軸 燒結成一體，破壞轉子動平衡，進而擦殼，釀成增壓器損壞事故。因此，控制漏油量是提高增壓器工作可靠性，滿足排放要求、延長工作壽命的重要 措施。也是考核增壓器質量的重要指標。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種自校型廢氣渦輪 增壓器密封試驗系統及方法。為解決該技術問題，本發明的技術方案是本發明提供了一種自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗系統，包括被測量的廢氣渦輪 增壓器，其回油口以堵頭堵塞；該系統還包括三組氣體流量測量裝置，每組氣體流量量測量 裝置均包括水柱U形管、汞柱U形管，流量計、三通閥和三通開關各一個，水柱U形管、汞柱 U形管經三通閥與三通開關的選擇切換分別接於流量計兩端；第I組氣體流量測量裝置的三通開關經管路接於壓縮空氣源，其流量計經管路連 接至所述被測量的廢氣渦輪增壓器的進油口 ；第II組氣體流量測量裝置的三通開關，經管 路連接至所述被測量的廢氣渦輪增壓器的壓氣機殼的集氣蝸殼；第III組氣體流量測量裝置的三通開關，經管路連接至所述被測量的廢氣渦輪增壓器的渦輪的集氣蝸殼。作為一種改進，所述壓縮空氣源為空氣壓縮機或壓縮空氣儲存容器，所提供壓縮 空氣的壓力為0. 1 0. 3MPa。作為一種改進，所述壓縮空氣源與第I組氣體流量測量裝置的三通開關之間的管 路上還設置溫度計。作為一種改進，所述流量計是噴嘴流量計。本發明還提供了一種基於前述系統的自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗方法，包 括堵塞被測量的廢氣渦輪增壓器的回油口，自其進油口引入壓力為0. 1 0. 3MPa的壓縮 空氣；在單位時間內測量進氣的總質量流量，並同時在所述廢氣渦輪增壓器的壓氣機殼的 集氣蝸殼和渦輪的集氣蝸殼分別測量洩漏氣體的質量流量；兩個洩漏氣體的質量流量數值 之和用於校驗進氣總質量流量的數值是否準確。作為一種改進，測量氣體質量流量時，是使用水柱U形管和汞柱U形管測量流量計 兩端壓差。本發明的有益效果在於(1)用壓縮空氣流動模擬機油流動，反映密封性各種因素十分敏感。(2)用噴嘴流量計及U形管測量漏洩量，量程大，測量精度高。(3)用當地氣體密度計量其流量，採用自校方法，可輕鬆判斷測量數據可信度。(4)製成密封試驗臺可作增壓器密封性能研究，也可在裝配線在線檢測產品密封 性合格與否。
圖1為自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗系統結構示意及運行簡圖。圖中的附圖標記為壓縮空氣源1，壓氣機殼的集氣蝸殼2，渦輪的集氣蝸殼3，三通開關4，流量計5，三 通閥6，汞柱U形管7、水柱U形管8。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，對本發明進一步加以描述。本實施例中的自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗系統，包括被測量的廢氣渦輪增壓 器，其回油口以堵頭堵塞。該系統還包括三組氣體流量測量裝置，每組氣體流量量測量裝置 均包括水柱U形管8、汞柱U形管7，流量計5、三通閥6和三通開關4各一個，水柱U形管 8、汞柱U形管7經三通閥6與三通開關4的選擇切換分別接於流量計5的兩端；第I組氣體流量測量裝置的三通開關4經管路接於壓縮空氣源1，其流量計5經管 路連接至所述被測量的廢氣渦輪增壓器的進油口 ；第II組氣體流量測量裝置的三通開關 14，經管路連接至所述被測量的廢氣渦輪增壓器的壓氣機殼的集氣蝸殼2 ；第III組氣體流 量測量裝置的三通開關24，經管路連接至所述被測量的廢氣渦輪增壓器的渦輪的集氣蝸殼 3。壓縮空氣源1可以選用空氣壓縮機或壓縮空氣儲存容器，所提供壓縮空氣的壓力 為0. 1 0. 3MPa。壓縮空氣源1與第I組氣體流量測量裝置的三通開關4之間的管路上還設置溫度計。所述流量計5是噴嘴流量計。本發明還提供了一種基於前述系統的自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗方法，包 括將被測增壓器卸去壓氣機殼和渦輪殼，堵塞被測量的廢氣渦輪增壓器的回油口，水平 或垂直置兩個集氣蝸殼之間，檢查各部位不得有洩漏之處。自其進油口引入壓力為0. 1 0. 3MPa的壓縮空氣，由低壓向高壓過渡，分別記錄U形管讀數和相應溫度值。在單位時間內 測量進氣的總質量流量，並同時在所述廢氣渦輪增壓器的壓氣機殼的集氣蝸殼2和渦輪的 集氣蝸殼3分別測量洩漏氣體的質量流量；兩個洩漏氣體的質量流量數值之和用於校驗進 氣總質量流量的數值是否準確。測量氣體質量流量時，使用水柱U形管和汞柱U形管測量流量計兩端壓差，通過三 通開關切換，以擴大量程。U形管顯示了當地壓力下的流量計壓差，經過數據處理，即可得質
量流量讀數。最後，以上公布的僅是本發明的具體實施例。本領域的普通技術人員能從本發明 公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護範圍。
權利要求
一種自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗系統，包括被測量的廢氣渦輪增壓器，其回油口以堵頭堵塞，其特徵在於，該系統還包括三組氣體流量測量裝置，每組氣體流量量測量裝置均包括水柱U形管、汞柱U形管，流量計、三通閥和三通開關各一個，水柱U形管、汞柱U形管經三通閥與三通開關的選擇切換分別接於流量計兩端；第I組氣體流量測量裝置的三通開關經管路接於壓縮空氣源，其流量計經管路連接至所述被測量的廢氣渦輪增壓器的進油口；第II組氣體流量測量裝置的三通開關，經管路連接至所述被測量的廢氣渦輪增壓器的壓氣機殼的集氣蝸殼；第III組氣體流量測量裝置的三通開關，經管路連接至所述被測量的廢氣渦輪增壓器的渦輪的集氣蝸殼。
2.根據權利要求1所述的自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗系統，其特徵在於，所述壓 縮空氣源為空氣壓縮機或壓縮空氣儲存容器，所提供壓縮空氣的壓力為0. 1 0. 3MPa。
3.根據權利要求1所述的自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗系統，其特徵在於，所述壓 縮空氣源與第I組氣體流量測量裝置的三通開關之間的管路上還設置溫度計。
4.根據權利要求1至4所述的任意一種自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗系統，其特徵 在於，所述流量計是噴嘴流量計。
5.一種基於權利要求1所述系統的自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗方法，包括堵塞 被測量的廢氣渦輪增壓器的回油口，自其進油口引入壓力為0. 1 0. 3MPa的壓縮空氣；在 單位時間內測量進氣的總質量流量，並同時在所述廢氣渦輪增壓器的壓氣機殼的集氣蝸殼 和渦輪的集氣蝸殼分別測量洩漏氣體的質量流量；兩個洩漏氣體的質量流量數值之和用於 校驗進氣總質量流量的數值是否準確。
6.根據權利要求5所述的自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗方法，其特徵在於，測量氣 體質量流量時，是使用水柱U形管和汞柱U形管測量流量計兩端壓差。
全文摘要
本發明涉及廢氣渦輪增壓器密封試驗技術，旨在提供一種自校型廢氣渦輪增壓器密封試驗系統及方法。該方法包括堵塞被測量的廢氣渦輪增壓器的回油口，自其進油口引入壓力為0.1～0.3MPa的壓縮空氣；在單位時間內測量進氣的總質量流量，並同時在所述廢氣渦輪增壓器的壓氣機殼的集氣蝸殼和渦輪的集氣蝸殼分別測量洩漏氣體的質量流量；兩個洩漏氣體的質量流量數值之和用於校驗進氣總質量流量的數值是否準確。本發明用壓縮空氣流動模擬機油流動，反映密封性各種因素十分敏感；用噴嘴流量計及U形管測量漏洩量，量程大，測量精度高；用當地氣體密度計量其流量，採用自校方法，可輕鬆判斷測量數據可信度。
文檔編號G01M3/26GK101832845SQ201010153570
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月22日 優先權日2010年4月22日
發明者劉震濤, 呂鋒, 張宇, 陸家祥, 韓松 申請人:浙江大學