一种宽范围涡轮效率测试系统的制作方法

1.本发明属于涡轮增压器试验测试技术领域，尤其是涉及一种宽范围涡轮效率测试系统。


背景技术：

2.压气机和涡轮同轴连接，燃气在涡轮中膨胀做功，压气机作为涡轮的负载消耗功，将进入压气机的气体进行压缩，输出高压气体。常规涡轮效率试验中增压器转速一定时，通过调节压气机出口的调节阀，改变压气机出口的压力，进口压力不变，实现压气机不同压比时的涡轮效率测量，由于压气机存在喘振点和堵塞点，压气机流量范围有限，压气机耗功范围有限，压气机作为涡轮的负载，导致涡轮测试范围有限。
3.为消除压气机性能受环境条件变化的影响，常采用压气机通用特性曲线来表示压气机性能。把通用特性曲线换算为标准大气条件，根据相似参数相等的原则，可得折合转速与折合流量，转换公式如下，根据公式(1)：
[0004][0005]
t
*
、p
*
分别为压气机进口总温和总压；m
acor
、ma分别为折合流量和实际流量。压气机一定时，压气机的喘振流量和堵塞流量是不变的，喘振流量和堵塞流量以压气机的折合流量表示。压气机的折合流量m
acor
一定时，压气机进口总压升高，即公式(1)中p
*
增大，则压气机实际流量ma增大，压气机进口总压降低，则实际流量减小。由于同一压气机，压气机压比范围一定，由公式(1)，压气机进口总压升高时，压气机流量增大。由公式(2)，ma增大，πc不变，则压气机耗功h
tot
增大；同理，压气机进口总压降低时，压气机流量减小，则压气机耗功减小。
[0006]


技术实现要素：

[0007]
有鉴于此，本发明旨在提出一种宽范围涡轮效率测试系统，以解决现有技术涡轮效率试验中测试范围窄、难以全面反映涡轮性能的问题。
[0008]
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0009]
一种宽范围涡轮效率测试系统，包括压气机及其一端设置的涡轮，且压气机和涡轮通过润滑系统为提供润滑油，涡轮内部连通至燃烧室，且燃烧室连通燃油系统，涡轮上设置第一出口管路，且燃烧室上设置第一进口管路，压气机上分别设置第二进口管路和第二出口管路，第一进口管路和第二出口管路通过第一管路相连通，且第一管路上设置二位四通阀。
[0010]
进一步的，所述第一进口管路上设置第一调节阀和第一流量计，且第一进口管路用于向燃烧室输送高压介质，第一调节阀用于调节输送高压介质的压力，第一流量计用于
检测输送高压介质的流量，燃烧室通过第二管路连通至涡轮，且第二管路上设置用于检测涡轮进口工况温度的涡轮进口测试传感器。
[0011]
进一步的，所述第一出口管路的一端对空，第一出口管路的另一端连通至涡轮，且第一出口管路上设置用于检测工况压力和温度的涡轮出口测试传感器。
[0012]
进一步的，所述第二进口管路的一端连通至压气机，第二进口管路的另一端连通至切换阀的出口端，切换阀的第一进口端对空，切换阀的第二进口端连通至高压气源。
[0013]
进一步的，所述第二进口管路上分别设置第二调节阀和第二流量计，且第二进口管路用于向燃烧室输送气源，第二调节阀用于调节输送气源的压力，第二流量计用于检测输送气源的流量，且第二进口管路上设置用于检测气源压力和温度的、压气机进口测试传感器。
[0014]
进一步的，所述第二出口管路上设置用于检测压机机口端的工况压力和温度的压气机出口测试传感器，且第二出口管路的一端对空，第二出口管路上设置第三调节阀，第三调节阀用于调节第二出口管路出口端的开合通路。
[0015]
相对于现有技术，本发明所述的一种宽范围涡轮效率测试系统具有以下有益效果：
[0016]
(1)本发明所述的一种宽范围涡轮效率测试系统，仅需在现有涡轮增压器试验台架基础上，在压气机进气口前增加气源、切换阀和调节阀，对现有台架无改动，易于布置。
[0017]
(2)本发明所述的一种宽范围涡轮效率测试系统，实现了压气机进口压力的可调性，拓宽了压气机的流量范围和耗功范围，涡轮作为做功元件，拓宽了涡轮的做功范围，即拓宽了涡轮的效率测试范围。
附图说明
[0018]
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0019]
图1为本发明实施例所述的一种宽范围涡轮效率测试系统示意图。
[0020]
附图标记说明：
[0021]
1-压气机；2-涡轮；3-燃烧室；4-燃油系统；5-第一出口管路；51-涡轮出口测试传感器；6-第一进口管路；61-第一调节阀；62-第一流量计；7-第二出口管路；71-压气机出口测试传感器；72-第三调节阀；8-第二进口管路；81-切换阀；82-高压气源；83-第二调节阀；84-第二流量计；85-压气机进口测试传感器；9-第一管路；10-第二管路；101-涡轮进口测试传感器；11-二位四通阀；12-润滑系统。
具体实施方式
[0022]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0024]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0025]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0026]
如图1所示，一种宽范围涡轮效率测试系统，包括压气机1及其一端设置的涡轮2，且压气机1和涡轮2通过润滑系统12为提供润滑油，涡轮2内部连通至燃烧室3，且燃烧室3连通燃油系统4，涡轮2上设置第一出口管路5，且燃烧室3上设置第一进口管路6，压气机1上分别设置第二进口管路8和第二出口管路7，第一进口管路6和第二出口管路7通过第一管路9相连通，且第一管路9上设置二位四通阀11，二位四通阀11用于启闭第一进口管路6和第二出口管路7之间的通路，以满足测试涡轮自循环测试及涡轮外吹气测试的需求，在实施该系统仅需在现有涡轮增压器试验台架基础上，在压气机进气口前增加气源、切换阀和调节阀，对现有台架无改动，易于布置，且实现了压气机进口压力的可调性，拓宽了压气机的流量范围和耗功范围，涡轮作为做功元件，拓宽了涡轮的做功范围，即拓宽了涡轮的效率测试范围。
[0027]
第一进口管路6上设置第一调节阀61和第一流量计62，且第一进口管路6用于向燃烧室3输送高压介质，第一调节阀61用于调节输送高压介质的压力，高压介质为压缩空气和燃油，第一流量计62用于检测输送高压介质的流量，燃烧室3通过第二管路10连通至涡轮2，且第二管路10上设置用于检测涡轮2进口工况温度的涡轮进口测试传感器101。
[0028]
第一出口管路5的一端对空，第一出口管路5的另一端连通至涡轮2，且第一出口管路5上设置用于检测工况压力和温度的涡轮出口测试传感器51。
[0029]
第二进口管路8的一端连通至压气机1，第二进口管路8的另一端连通至切换阀81的出口端，切换阀81的第一进口端对空，切换阀81的第二进口端连通至高压气源82。
[0030]
第二进口管路8上分别设置第二调节阀83和第二流量计84，且第二进口管路8用于向燃烧室3输送气源，第二调节阀83用于调节输送气源的压力，第二流量计84用于检测输送气源的流量，且第二进口管路8上设置用于检测气源压力和温度的压气机进口测试传感器85。
[0031]
第二出口管路7上设置用于检测压机机口端的工况压力和温度的压气机出口测试传感器71，且第二出口管路7的一端对空，第二出口管路7上设置第三调节阀72，第三调节阀72用于调节第二出口管路7出口端的开合通路。
[0032]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。