Стенд для испытания турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить достоверность путем приближения условий испытания к реальным при использовании в качестве регулируемого привода двигателя внутреннего сгорания. Продукты сгорания двигателя 2 и воздух технологического компрессора 1 перемешиваются в смесителе (С) 12 и подаются в турбину (Т) 6 исследуемого турбокомпрессора. Регулируемым дросселем 10, установленным перед С 12, и вращающейся заслонкой 8, установленной в отводном патрубке 7 между С 12 и входом в Т 6, создаются необходимые параметры рабочего тела на входе в Т 6. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ц 4 С 01 М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I (61) 1239545 . (21) 4331259/25-06 (22) 18. 11. 87 (46) 30 ° 09.89. Бюл. Н 36 (71) Куйбьппевский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Д.Я.Носырев (53) 621.436.001.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В !239545, кл. G 01 М 15/00, 1984. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТУРБОКОМПРЕССОРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить

„.SU» 1511620 А2

2 достоверность путем приближения условий испытания к реальным при использовании в качестве регулируемого привода двигателя внутреннего сгорания.

Продукты сгорания двигателя 2 и воздух технологического компрессора 1 перемешиваются в смесителе (С) 12 и подаются в турбину (Т) 6 исследуемого турбокомпрессора. Регулируемым дросселем 10, установленным перед С

12, и вращающейся заслонкой 8, установленной в отводном патрубке 7 между С 12 и входом в Т 6, создаются необходимые параметры рабочего тела на входе в Т 6. 1 ил.

3 1511620

Изобретение относится к испытаниям лопаточных машин, в частности турбокомпрессоров наддува двигателей внутреннего сгорания, и может найти применение при испытании турбин и компрессоров в общем и энергетическом машиностроении.

Цель изобретения — повышение достоверности испытания путем прибли- 10 жения условий испытания к реальным при использовании в качестве регулируемого привода двигателя внутреннего сгорания.

На чертеже изображена схема предлагаемого стенда.

Стенд содержит технологический компрессор 1 с регулируемым приводом, выполненным в виде двигателя 2 внутреннего сгорания. Технологический 20 компрессор 1 с помощью входной магистрали 3 соединен с выходом компрессора 4, а с помощью выходной магистрали 5 — со входом турбины 6 испытуемого турбокомпрессора. Выходная магистраль 5 снабжена отводным патрубком 7 с устройством для создания пульсирующего потока газа, выполненным в виде вращающейся заслонки 8 с приводом 9. В выходной магистрали 5 30 установлен регулируемый дроссель 10 с механизмом 11 управления и струйный смеситель 12, расположенный между регулируемым дросселем 10 и от— водным патрубком 7. Пассивный канал смесителя 13 трубопроводом 14 соединен с выпускным коллектором 15 двигателя 2 внутреннего сгорания.

Струйный смеситель 12 потоков газа и воздуха, выполненный в виде эжекто- 40 ра, содержит активный канал 16, который через регулируемый дроссель 10 соединен с выходом технологического компрессора 1.

Стенд работает следующим образом.

При запуске полностью открывают регулируемый дроссель 10, с помощью привода 9 устанавливают заслонку 8 в закрытое положение, и отводной патрубок 7 разобщают с выходной магистралью 5. Запускают двигатель 2 внутреннего сгорания и прогревают его на малых оборотах, После прогрева двигателя 2 увеличивают его обороть1, а следовательно, и обороты технологического компрессора 1. При этом воздух по входной магистрали 3 через компрессор 4 поступает на вход технологического компрессора 1. В технологическом компрессоре 1 воздух сжимается, в результате чего давление и температура воздуха на выходе иэ компрессора увели- чивается. Давление Рк и температура

Т „ на выходе иэ технологического компрессора 1 связаны с давлением Ргк и температурой Т „ на входе (на выходе иэ компрессора 4 турбокомпрессора) известными из термодинамики соотношениями и

Рк

n-i и

Т =Т,к П„ где П вЂ” степень повышения давления

К стендового компрессора (является функцией оборотов)

n — показатель политропы сжатия (для адиабатного процесса

n=k=1,4).

При запуске Ртк =Ра и Ттк=ТО у где Ро и То — параметры воздуха на входе в компрессор 4 турбокомпрессора.

Воздух с повышенным давлением и температурой после выхода из технологического компрессора 1 поступает через регулируемый дроссель 10 в активный канал 16 струйного смесителя

12. В струйном смесителе 12 воздух и отработавшие газы перемешиваются и по выходной магистрали 5 поступают на вход в турбину 6 турбокомпрессора, где расширяются и совершают работу.

Ротор турбокомпрессора приходит во вращение. По мере повышения частоты вращения ротора турбокомпрессора устанавливают обороты двигателя 2 внутреннего сгорания таким, чтобы температура газа на выходе иэ смесителя

12 (на входе в турбину 6) соответствовала заданной по условиям испытания. При этом с помощью механизма 11 управления регулируемый дроссель 10 прикрывают до получения заданных по условиям испытаний оборотов ротора турбокомпрессора. Затем с помощью системы управления двигателем

2 внутреннего сгорания,. служащего для привода технологического компрессора 1, механизм 11 управления регулируемого дросселя 10 и приводом 9 вращающейся заслонки 8 устанавливают заданную программой испытания цикличность изменения параметров на входе в турбину 6.

Формула и з обретения

Составитель Е.Крейдин

Техред И.Верес Кор р ек тор М. Шар о ши

Редактор А.Ревин

Заказ 5894/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101

5 151162

При воссоздании наиболее тяжелых режимов работы турбокомпрессора, к которым относится циклическое повторение резкого перехода от холостого хода до максимальной нагрузки и об5 ратно, циклически изменяют частоту вращения двигателя 2 внутреннего сгорания, служащего для привода технологического компрессора 1, и проходное сечение регулируемого дросселя

10. При этом температура и давление на входе в турбину циклически изменяется.

При ускоренных ресурсных испытаниях с целью обеспечения циклических динамических перегрузок и термических ударов изменяют периодически частоту вращения двигателя 2 внутреннего сгорания и проходное сечение ре- 20 гулируемого дросселя 10 от минимальных до максимальных. При максимальной частоте вращения двигателя 2 внутреннего сгорания открывают полностью регулируемый дроссель 10, при этом дав- 25 ление и температура на входе в турбину 6 будут максимальными, а при мнимальной частоте вращения двигателя

2 внутреннего сгорания прикрывают регулируемый дроссель 10, при этом дав- 30 ление и температура на входе в турбину 6 будут минимальными. Для создания колебаний давления газа, имитирующих выхлоп цилиндров двигателя, включают привод 9 вращающейся заслонки 8.

При этих условиях создаются динамические перегрузки и термические удары, превышающие эксплуатационные уровни. При любой цикличности изменения параметров обеспечивается син- 40 хронность изменения температуры и давления на входе в турбину 6 в соответствии с заданной циклограммой испытания. При ускоренных ресурсных испытаниях турбокомпрессора при максимальных оборотах двигателя 2 внутреннего сгорания технологического компрессора 1 увеличивают давление на входе в турбину 6 путем увеличения проходного сечения регулируемого дросселя 10, а при минимальной частоте вращения двигателя 2 внутреннего сгорания понижают давление пег ред -турбиной 6 путем уменьшения проходного сечения регулируемого дросселя

10. При этом создаются динамические перегрузки и термические удары на рабочее колесо турбины 6 и компрессора

4 испытуемого турбокомпрессора, превосходящие эксплуатационные уровни.

Стенд для испытания турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания по авт. св. 11 1239545, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности путем приближения условий испытания к реальным при использовании в качестве регулируемого привода двигателя внутреннего сгорания, он снабжен струйным смесителем, установленным между регулируемым дросселем и отводным патрубком, причем активный канал смесителя соединен с выходом технологического компрессора а пассивный канал — с выпускным коллектором двигателя внут реннего сгорания.