脉冲压力发生器及脉冲压力测试装置的制作方法

本发明涉及测试设备领域，尤其是一种模拟涡轮增压发动机工作条件，检测涡轮增压管可靠性的脉冲压力发生器及脉冲压力测试装置。

背景技术：

随着汽车工业对能源消耗及排放指标的不断提高，涡轮增压技术逐渐成为车用发动机领域主要的发展方向之一。涡轮增压技术是指发动机排气管排出高温高压尾气，尾气通过涡轮增压管传送到涡轮室，推动涡轮室内的涡轮转动，涡轮带动同轴的叶轮旋转，叶轮压缩空气提高气体密度，使单位体积里空气的质量大大增加，压缩的空气进入气缸与燃油混合燃烧，提高发动机功率。同样一台发动机在增加涡轮增压器之后能够输出更大的功率，因此在输出同样功率的条件下，涡轮增压发动机相比普通发动机可以提高燃油经济性和降低尾气排放。涡轮增压器是涡轮增压发动机的核心部件，其性能的好坏直接影响发动机性能，而涡轮增压管作为给涡轮增压器输送尾气的管道，长时间工作在高压、高温环境下，其可靠性直接影响到涡轮增压器的正常工作。发动机运行时，由于活塞式内燃机的往复运动和排气门的周期性开启与闭合，排放的尾气压力表现为周期性正弦波变化。为了检测涡轮增压管在正弦波脉冲压力条件下的可靠性，现有的方法是直接将涡轮增压管接在涡轮增压发动机上测试，发动机长时间燃烧燃料工作来产生脉冲压力变化的尾气，尾气通过涡轮增压管，整个测试结构复杂，而且成本很高。

技术实现要素：

本申请人针对现有涡轮增压管可靠性测试结构复杂及成本高等缺点，设计一种脉冲压力发生器及脉冲压力测试装置，该脉冲压力测试装置通过脉冲压力发生器在涡轮增压管路内形成接近正弦曲线的压力变动，模拟发动机工作条件来测试涡轮增压管的可靠性，整套脉冲压力测试装置结构简单，成本低。

本发明所采用的技术方案如下：

一种脉冲压力发生器，进气管一端内壁为锥形口，另一端连接外部气源，滑杆端部设置锥形塞，锥形塞与锥形口相对并吻合，锥形口和锥形塞的锥顶角为10～60度；滑杆外端通过连杆与转盘上的偏心轴枢接，偏心轴固定在转盘上；变频电机的输出轴驱动转盘旋转。

作为上述技术方案的进一步改进：

该发生器还包括排气方仓，排气方仓一侧开孔设置所述的进气管，另一侧开孔设置滑杆护套，滑杆护套与进气管正对，所述滑杆滑动间隙配合在滑杆护套内；所述锥形口与锥形塞位于排气方仓内。

所述锥形塞大径一端加工有台阶接触面，台阶接触面与进气管的锥形口相抵接密封。

所述排气方仓顶部安装排气管。

所述滑杆护套顶部开有加油口。

一种使用上述脉冲压力发生器的脉冲压力测试装置，管道试样的进气口通过进气管路外接恒压气源，进气管路依次安装有压力阀和压力传感器；管道试样的出气口通过出气管道连接所述脉冲压力发生器的进气管，通过脉冲压力发生器在管道试样内形成脉冲压力变化。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述压力阀之前安装有减压阀。

所述出气管道上安装保护传感器。

本发明的有益效果如下：

本发明通过在管路的出口端设置合理的锥形塞与锥形口的锥角配合角度，以及配合偏心轴的转动周期，通过锥形塞与锥形口周期性开启和闭合，在管路内形成接近正弦曲线的压力变动，当锥形塞与锥形口完全闭合时，涡轮增压管路内压力最高；完全开启时，管路内压力最低，从而模拟发动机周期性变化的尾气压力，测试涡轮增压管可靠性。本发明输入端仅需要提供稳定的高温高压气体即可，而无需配置专门的发动机进行测试，测试结构简单，并节省成本。

附图说明

图1为脉冲压力发生器剖视图，其中锥形塞和锥形口处于完全开启状态。

图2同图1，其中锥形塞和锥形口处于半开启状态。

图3同图1，其中锥形塞和锥形口处于闭合状态。

图4为图1的俯视图。

图5为脉冲压力测试装置主视图。

图6为脉冲压力测试装置生成的模拟脉冲压力曲线图。

图中：1、进气管；2、排气方仓；3、锥形口；4、锥形塞；5、台阶接触面；6、排气管；7、滑杆护套；8、加油口；9、滑杆；10、电机轴支撑架；11、连杆；12、转盘；13、偏心轴；14、变频电机；21、减压阀；22、压力阀；23、压力传感器；24、进气管路；25、管道试样；26、出气管道；27、保护传感器；28、脉冲压力发生器。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明所述的脉冲压力发生器28的排气方仓2一侧开孔设置进气管1，另一侧开孔设置滑杆护套7，滑杆护套7与进气管1正对，排气方仓2顶部安装排气管6。进气管1在排气方仓2内的管端内壁加工成锥形口3，外侧管端与脉冲压力测试装置的气路连接。滑杆9可滑动地间隙配合在滑杆护套7内，位于排气方仓2内部的滑杆9端部通过紧固件固定安装锥形塞4，锥形塞4与进气管1的锥形口3相对并吻合，锥形塞4大径一端加工有台阶接触面5；锥形塞4材料为聚四氟乙烯，锥形塞4的锥顶角为10～60度。滑杆9外端通过连杆11与转盘12上的偏心轴13枢接。滑杆护套7顶部开有加油口8，用于添加润滑油。如图4所示，变频电机14的输出轴通过电机轴支撑架10与转盘12中心连接。

如图5所示，本发明的脉冲压力测试装置用于对涡轮增压管管道试样25进行可靠性测试，进气口通过进气管路24外接高温高压气源，进气管路24前端依次安装减压阀21、压力阀22和压力传感器23，压力传感器23检测管道试样25进气口压力。管道试样25出气口通过出气管道26连接上述脉冲压力发生器28的进气管1，出气管道26上安装保护传感器27。

实际进行测试时，高温高压气体经过减压阀21减压后沿进气管路24、管道试样25、出气管道26、进气管1路径进入脉冲压力发生器28，压力传感器23检测管道试样25进气口压力并反馈给控制系统PLC，PLC自动控制压力阀22微调进气压力，使压力传感器23测得的最大压力达到试验所需的峰值压力。保护传感器27侦测管道试样25出气口的压力，如果压力超过一定规范，测试装置自动停机，避免发生异常。变频电机14驱动转盘12转动，转盘12的偏心轴13通过连杆11驱动滑杆9和锥形塞4做水平往复运动，锥形塞4与锥形口3周期性开启和闭合，通过对气体的周期性开闭产生脉冲压力。

如图1所示，偏心轴13转动到圆周外端，通过连杆11和滑杆9带动锥形塞4与锥形口3完全打开，气体通道完全畅通，进入进气管1的气体从锥形口3、排气管6排出排气方仓2，此时压力传感器23测得的压力为最小值，即管道试样25内的压力最低，为如图6所示的压力曲线的波谷。随着变频电机14的继续转动，如图2所示，偏心轴13从圆周外端向圆周内端转动，连杆11驱动锥形塞4向锥形口3靠近，锥形塞4与锥形口3之间的气体通道逐渐变小，流过气体通道的气体减少，管道内气体压力增加，压力传感器23侦测到的压力逐渐增大，如图6所示的压力曲线从波谷到波峰的上升段。如图3所示，当偏心轴13转动到圆周内端，锥形塞4与锥形口3闭合，气体通道关闭，气体全部封闭在管道内，压力传感器23测得的压力为最大值，即为图6所示的脉冲压力的波峰处，此时台阶接触面5与进气管1端面接触，进一步提高密封效果。偏心轴13继续转动，带动锥形塞4离开锥形口3，气体通道变大，压力传感器23侦测到的压力逐渐减小，如图6所示的压力曲线从波峰到波谷的下降段，完成一个周期的脉冲压力。通过上述的周期运动，产生脉冲气压波形，从而能满足本发明所述的试验要求。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。