应用于涡轮增压器性能试验台上基于增压器转速的气封装置的制作方法

本实用新型涉及一种应用于涡轮增压器性能试验台上基于增压器转速的气封装置。

背景技术：

由于涡轮增压试验台的风源系统采用大功率空压机，往往因为台架实验的需要，会使空压机的调节流量有较大的波动，且台架试验复杂的启停工况，这就对涡轮增压器的润滑系统和密封系统提出较高要求。但试验台架的润滑系统输出的油压往往设定为定值，而涡轮增压器中的两端与润滑系统就靠活塞环隔开，活塞环靠近压气机的气压会大幅波动，容易造成润滑油的大量泄漏。同时，复杂的启停工况也会对增压器中的密封环造成疲劳失效。如果密封环失效，当外界气压小于润滑油油压，则润滑油向外泄漏，造成机油浪费；当外界压力大于润滑油油压时，空气通过密封环会进入发动机润滑系统。当机油压力和流量不足时会出现下列问题：供给轴颈和止推轴承的润滑油不足，用以使转子轴颈和轴承轴颈保持浮动的润滑油不足；增压器已处于高速运转时润滑油还没有供给到轴承，这将造成整个增压器的破坏。基于以上问题，提出一种适用于复杂工况下的涡轮增压器密封装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种应用于涡轮增压器性能试验台上基于增压器转速的气封装置，不仅结构紧凑，达到密封目的，而且使润滑系统的润滑效果大大提高。

本实用新型的技术方案在于：一种应用于涡轮增压器性能试验台上基于增压器转速的气封装置，包括依次连接的空压机、空压机放气阀、燃烧系统及与涡轮增压器的涡轮机进气端相连接的波纹管，所述空压机与空压机放气阀之间的支路上依次连接有第一电动蝶阀、第一单向阀、存气罐以及第二电动蝶阀，所述第二电动蝶阀的输出端经真空管与涡轮增压器的压气机内的环形气室相连接，所述压气机的出气管上旁接有压气机自循环回路，所述压气机自循环回路上依次连接有中冷器和第二单向阀，所述第二单向阀的输出端旁接于空压机的进气管上，空压机进气管的输入端上设置有空气滤清器，空压机出气管的输出端上设置有空压机放气阀。

进一步地，所述燃烧系统由燃烧器与供油系统组成，所述波纹管的输出端上设置有第一压力传感器和第一温度传感器，所述涡轮机的排气管上设置有第二压力传感器、第二温度传感器以及第一流量计。

进一步地，所述存气罐内设置有第三压力传感器，位于存气罐与第二电动蝶阀之间设置有第四压力传感器；所述中冷器与第二单向阀之间的管体内设置有第三温度传感器，所述空压机进气管的输入端上设置有第二流量计，空压机进气管的输出端上还设置有第五压力传感器及第四温度传感器。

进一步地，所述涡轮增压器上还设置有润滑系统，所述润滑系统的出油端设置有第六压力传感器，润滑系统的回油端设置有第五温度传感器，所述涡轮增压器的中间体内还设置有速度传感器。

进一步地，所述涡轮增压器的中间体上设置有用于连接真空管与环形气室的气孔，所述环形气室包括与涡轮增压器的转子轴同轴设置并位于气封板后侧的凹腔，所述凹腔内设置有套置于转子轴上的凸字状密封套及与密封套相配合的密封板，所述密封套与密封板之间形成环形气室并与气孔相连通。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1）通过控制环形气室的气压与润滑油油压大小，保持两者动态平衡，这样在中间体中形成第一道密封。同时改进后的润滑系统，使采集到的润滑油油压与环形气室的气压保持相等，同时对润滑油油压进行一定调节，当增压器的转速增加时，对增压器轴承的供油量也应该相应增加，并提高环形气室的气压。使得增压器转速—润滑油油压—环形气室气压，三者中前两者保持正相关关系，后两者处于动态平衡状态，从而更加科学、有效的提高增压器的密封性。这样不仅达到密封的目的，又可以使增压系统的润滑效果大大提高；

2）充分利用试验台本身气源，不需要另加辅助设备，节约成本的同时，能大大增加系统的密封性及润滑效果；

3）同时可以根据采集的增压器转速—润滑油压—气室气压的具体数据可以绘制三者的关系曲线，作为实际发动机增压器上润滑油压与密封气压的控制参考曲线，通过不断试验最终得出在涡轮增压器确定转速下的最佳润滑油油压和密封气压的关系曲线，具有重大实践意义。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的增压器压力机端的结构示意图；

图中：1-压气机放气阀 2-中冷器 21-第三温度传感器 3为单向阀 4-空气滤清器 5-压气机 51-中间体 53-密封套 54-密封板 57-转子轴 59-环形气室 511-螺纹入口 512-橡胶密封圈 513-橡胶密封圈 514-气封板 518-气孔 519-空压机进气管 520-空压机出气管 521-第二流量计 522-第五压力传感器 523-第四温度传感器 524-凹腔 525-油压孔 6-涡轮机 61-涡轮机排气管 62-第二压力传感器 63-第二温度传感器 64-第一流量计 7-第二电动蝶阀 8-存气罐 81-第三压力传感器 82-第四压力传感器 9-单向阀 10-第一电动蝶阀 11-空压机 12-空压机放气阀 13-供油系统 14-燃烧器 15-波纹管 151-第一压力传感器 152-第一温度传感器 16-润滑系统 161-第六压力传感器 162-第五温度传感器 17-真空体 18-压气机自循环回路 19-速度传感器。

具体实施方式

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本实用新型并不限于此。

参考图1和图2

一种应用于涡轮增压器性能试验台上基于增压器转速的气封装置，包括依次连接的空压机11、空压机放气阀12、燃烧系统及与涡轮增压器的涡轮机6进气端相连接的波纹管15，所述空压机与空压机放气阀之间的支路上依次连接有第一电动蝶阀10、第一单向阀9、存气罐8以及第二电动蝶阀7，所述第二电动蝶阀的输出端经真空管17与涡轮增压器的压气机5内的环形气室59相连接，所述压气机的出气管上旁接有压气机自循环回路18，所述压气机自循环回路上依次连接有中冷器2和第二单向阀3，所述第二单向阀的输出端旁接于空压机的进气管519上，空压机进气管的输入端上设置有空气滤清器4，空压机出气管520的输出端上设置有空压机放气阀1。

本实施例中，所述燃烧系统由燃烧器13与供油系统14组成，所述波纹管的输出端上设置有第一压力传感器151和第一温度传感器152，所述涡轮机排气管61上设置有第二压力传感器62、第二温度传感器63以及第一流量计64。

本实施例中，所述存气罐内设置有第三压力传感器81，位于存气罐与第二电动蝶阀之间设置有第四压力传感器82；所述中冷器与第二单向阀之间的管体内设置有第三温度传感器21，所述空压机进气管的输入端上设置有第二流量计521，空压机进气管的输出端上还设置有第五压力传感器522及第四温度传感器523。

本实施例中，所述涡轮增压器上还设置有润滑系统16，所述润滑系统的出油端设置有第六压力传感器161，润滑系统的回油端设置有第五温度传感器162，所述涡轮增压器的中间体51内还设置有速度传感器19。

本实施例中，所述涡轮增压器的中间体上设置有用于连接真空管与环形气室的气孔518，所述气孔上和设置有螺纹入口511，所述环形气室包括与涡轮增压器的转子轴57同轴设置并位于气封板后侧的凹腔524，所述凹腔内设置有套置于转子轴上的凸字状密封套53及与密封套相配合的密封板54，所述密封套与密封板之间形成环形气室59并与气孔相连通，所述凹腔侧壁设置有与润滑油相通的油压孔525。

上述环形气室与第二电动蝶阀用真空管相连接，使环形气室的气压与密封套左边的润滑油油压保持动态平衡，即所述环形气室的密封套通过控制密封套受到左侧润滑油压的压力等于其右侧受到环形气室气压压力时，达到密封的目的。

该气封装置的使用方法：当空压机打开后，先进行冷吹，清除管道内废气，并打开第一电动蝶阀，对存气罐进行增压，增压到设定初始值，打开润滑系统，润滑油油压到达计算机设定初始油压，打开燃烧系统点火，进行热吹试验；当计算机检测到涡轮增压器转速增加时，根据增压器转速—润滑油油压关系曲线，相应增加润滑油油压，同时根据输出润滑油油压增加环形气室气压，使得涡轮增压器转速、润滑油油压及环形气室气压中的前两者保持正相关关系，后两者处于动态平衡状态；当试验结束后，先关闭燃烧系统，再关闭空压机，润滑系统，最后关闭第二电动蝶阀，第一电动蝶阀，关闭电源。

而环形气室的气压由存气罐调节，同时存气罐内的气压大小由计算机远程控制第一电动蝶阀的开闭来确定。当存气罐的气压等于设定压力时，计算机控制第一电动蝶阀关闭，不再对存气罐加压；当存气罐气压下降一定阈值时，计算机又打开第一电动蝶阀，对存气罐加压。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。