一种机动车车载涡轮增压器监测系统及方法与流程

本发明属于涡轮增压技术领域，具体涉及一种机动车车载涡轮增压器监测系统及方法。

背景技术：

传统对涡轮增压器的性能测定和配机试验均在室内固定的专用台架试验架上，基本采用固定的边界条件进行试验。但是，实际的往复式内燃机气缸的排气过程是一个周期性的变化过程，使得安装在排气歧管下游的涡轮增压器处于压力波动的环境下工作，使得涡轮增压器的实际工作过程和设计点产生偏差，涡轮增压器与发动机不能良好匹配，造成配机的发动机不能产生理想的动力性和燃油经济性，不能发挥涡轮增压技术的优势；而目前市场上还没有专门用于路试的车载涡轮增压器性能监测系统。

技术实现要素：

本发明提供一种机动车车载涡轮增压器监测系统及方法，对安装在机动车上的、实际使用中的涡轮增压器进行各工况条件下的性能测试，为涡轮增压器的更加优良匹配和后续改进提供基础数据。

本发明的技术方案如下：

一种机动车车载涡轮增压器监测系统，包括A/D转换器、数据处理器、存储器、增压器转速传感器、压气机排气压力传感器、压气机排气温度传感器、涡轮机进气压力传感器和涡轮机进气温度传感器，所述增压器转速传感器安装在涡轮增压器中间体上，所述压气机排气压力传感器与压气机排气温度传感器安装在涡轮增压器压气机出口处的压缩气体排气管道上，所述涡轮机进气压力传感器与涡轮机进气温度传感器安装在涡轮增压器涡轮机进口处的废气进气管道上。

所述的机动车车载涡轮增压器监测系统，其优选方案为，所述增压器转速传感器为电涡流转速传感器。

所述的机动车车载涡轮增压器监测系统，其优选方案为，所述涡轮增压器中间体上设置安装孔，所述安装孔与涡轮增压器中间体内部两个浮环轴承之间的油腔连通，所述增压器转速传感器安装在所述安装孔处。

所述的机动车车载涡轮增压器监测系统，其优选方案为，涡轮增压器的涡轮转子轴上设置转速测量槽，所述转速测量槽沿涡轮转子轴轴向布置；所述增压器转速传感器设有探头，所述探头正对所述转速测量槽。

所述的机动车车载涡轮增压器监测系统，其中所述数据处理器通过通信数据线分别与所述A/D转换器及所述存储器连接，所述A/D转换器通过通信数据线分别与所述增压器转速传感器、压气机排气压力传感器、压气机排气温度传感器、涡轮机进气压力传感器及涡轮机进气温度传感器连接。

本发明还提供一种机动车车载涡轮增压器监测方法，利用如权利要求上述的机动车车载涡轮增压器监测系统实施监测，其中所述增压器转速传感器监测涡轮增压器转子转速；所述压气机排气压力传感器与压气机排气温度传感器分别监测涡轮增压器压气机排气压力与排气温度；所述涡轮机进气压力传感器与涡轮机进气温度传感器分别监测涡轮增压器涡轮机进气压力与进气温度。

所述的机动车车载涡轮增压器监测方法，具体步骤如下：

1)所述A/D转换器实时获得安装在涡轮增压器上的增压器转速传感器、压气机排气压力传感器、压气机排气温度传感器、涡轮机进气压力传感器和涡轮机进气温度传感器的模拟信号，并将所述模拟信号转换为数字信号，然后传输至所述数据处理器；

2)所述数据处理器将所述A/D转换器传输来的数据进行综合处理；所述数据处理器按照设定的数据采集频率，以时间平均数值法将平均后的数据存储在所述存储器中；

3)地面PC机通过数据线导出所述存储器中的数据，在地面PC机上将获得的数据进行无量纲化或折合到标准状态，实现测量数据与涡轮增压器压气机通用特性曲线图及涡轮增压器涡轮机通用特性曲线图进行整合与比较分析，实现监测目的。

在进行现场机动车监测时，上述的机动车车载涡轮增压器监测系统将采集增压器转速、压气机排气温度与压力、涡轮机的进出口温度与压力，A/D转换器将各传感器的模拟信号转换为数字信号后传输给数据处理器，所述数据处理器将所采集到的数据进行整合与处理后储存到存储器中，数据采集的频率可以根据需要进行设定。

本发明的有益效果为：

1、本发明可以根据需要设定合适的采集频率，实时采集装配于机动车上的涡轮增压器性能数据。

2、本发明所述系统具有较少的传感器布置，利用较为精简的系统结构达到了监测涡轮增压器主要性能参数的目的；更少地改动涡轮增压器及机动车发动机舱的结构，将安装监测系统的影响降低到最小，使得测试结果更可信；与现有技术相比，结构更精简，更易于实现，可靠性也更高。

3、本发明克服了传统台架测试的弱点，可以有效测试装配于机动车上的涡轮增压器的实际工作性能，更有益于后续涡轮增压器性能分析，为涡轮增压器的改进及其与发动机的匹配提供更可靠的数据，从而为优良的发动机动力性能、排放性能与经济性能打下基础。

附图说明

图1为机动车车载涡轮增压器监测系统示意图；

图2为机动车车载涡轮增压器监测系统结构剖视图；

图3为增压器转速传感器与涡轮增压器中间体结合示意图；

图4为增压器转速传感器与转速测量槽的相对位置示意图。

具体实施方式

如图1～4所示，一种机动车车载涡轮增压器监测系统，包括A/D转换器5、数据处理器6、存储器7、增压器转速传感器301、压气机排气压力传感器101、压气机排气温度传感器102、涡轮机进气压力传感器201和涡轮机进气温度传感器202，所述增压器转速传感器301采用电涡流转速传感器，并且安装在涡轮增压器中间体3上，所述中间体3的进油孔附近设置有用于安装增压器转速传感器301的安装孔302，且安装孔302的另一端连通中间体3内部两个浮环轴承之间的油腔；位于两个浮环轴承之间的涡轮转子轴4上加工有用于转速测量的转速测量槽401，所述转速测量槽401沿涡轮转子轴4轴向布置；所述增压器转速传感器301安装后其探头正对有转速测量槽401的涡轮转子轴部分；所述压气机排气压力传感器101与压气机排气温度传感器102安装在紧靠涡轮增压器压气机1出口的压缩气体排气管道8上，所述涡轮机进气压力传感器201与涡轮机进气温度传感器202安装在紧靠涡轮增压器涡轮机2进口的废气进气管道9上；所述数据处理器6过通信数据线分别与A/D转换器5及存储器6连接，所述A/D转换器5通过通信数据线分别与增压器转速传感器301、压气机排气压力传感器101、压气机排气温度传感器102、涡轮机进气压力传感器201及涡轮机进气温度传感器202连接。

本发明另外提供了一种机动车车载涡轮增压器监测方法，利用上述的机动车车载涡轮增压器监测系统实施监测，其中所述增压器转速传感器301监测涡轮增压器转子转速；所述压气机排气压力传感器101与压气机排气温度传感器102分别监测涡轮增压器压气机1排气压力与排气温度；所述涡轮机进气压力传感器201与涡轮机进气温度传感器202分别监测涡轮增压器涡轮机2进气压力与进气温度；具体步骤如下：

1)所述A/D转换器5实时获得安装在涡轮增压器上的增压器转速传感器301、压气机排气压力传感器101、压气机排气温度传感器102、涡轮机进气压力传感器201和涡轮机进气温度传感器202的模拟信号，并将所述模拟信号转换为数字信号，然后传输至所述数据处理器6；

2)所述数据处理器6将所述A/D转换器5传输来的数据进行综合处理；所述数据处理器6按照设定的数据采集频率，以时间平均数值法将平均后的数据存储在所述存储器7中；

3)地面PC机通过数据线导出所述存储器7中的数据，在地面PC机上将获得的数据进行无量纲化或折合到标准状态，实现测量数据与涡轮增压器压气机1通用特性曲线图及涡轮增压器涡轮机2通用特性曲线图进行整合与比较分析，实现监测目的。

本发明具体实现并不受限于上述实施例；对于本领域内的相关人员会识别本文所公开的具体实施例的改进或代替，均是在本发明的精神和范围内的。