1.本发明涉及涡轮增压器技术领域，特别是涉及一种两级相继增压系统基础模块试验平台及测试方法。
背景技术：2.随着柴油机技术朝着高增压方向发展，柴油机系统已出现了两级相继增压器系统匹配技术研究，而两级相继增压系统选用涡轮增压器、间冷器、切换阀门、空气旁通阀、燃气旁通阀等关键配套件，直接关系到柴油机两级相继增压系统的性能和可靠性。将未经充分试验验证的增压器、阀门等部件，安装在柴油机两级相继增压系统上，整个系统性能和可靠性的得不到保证，增加了两级相继增压系统试验风险和成本。因此，为解决两级相继增压系统用增压器、阀门性能和靠性验证的问题，设计及一种两级相继增压系统基础模块试验平台是一种行之有效的方法。
技术实现要素：3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种两级相继增压系统基础模块试验平台及测试方法，为两级相继增压系统选用增压器提供压比分配方案以及对增压器、相继阀等部件可靠性考核。
4.本发明的目的是这样实现的：
5.一种两级相继增压系统基础模块试验平台，其特征在于：包括燃气发生系统、高压级增压器、低压级增压器；
6.所述高压级增压器包括高压级压气机、高压级变几何涡轮，所述低压级增压器包括低压级压气机、低压级变几何涡轮，所述高压级变几何涡轮与低压级变几何涡轮串联，所述低压级变几何涡轮与高压级变几何涡轮串联，所述低压级压气机与高压级压气机之间串联所述间冷器，高压级变几何涡轮进口与燃气发生系统出口连接，高压级压气机出口连接有空气主支路、空气副支路，其中，空气主支路接入燃气发生系统的空气进口，空气副支路接入燃气发生系统的燃气出口，低压级压气机空气进口管道上布置了压力p1和温度t1测点，低压级压气机与间冷器连接管道上布置了压力p2和温度t2测点，间冷器与高压级压气机连接管道上布置了压力p3和温度t3测点，高压级压气机出口管道上设有流量计v1、压力p4和温度t4测点，空气副支路上设有空气旁通阀和流量计v2，高压级变几何涡轮燃气进口管道上设有流量计v3、压力p5和温度t5测点，高压级变几何涡轮燃气出口管道设有压力p7和温度t7测点，低压级变几何涡轮燃气进口管道上设有压力p8和温度t8测点，低压级变几何涡轮燃气出口管道设有压力p9和温度t9测点；
7.高压级变几何涡轮燃气进口管道、高压级变几何涡轮燃气出口管道之间连接有燃气旁通支路，燃气旁通支路上布置有相继切换阀、流量计v4、燃气旁通阀以及燃气进气压力p6和温度t6测点。
8.优选地，还包括润滑油系统，润滑油系统为高压级增压器和低压级增压器提供润
滑油，高压级增压器进口油管路上设有压力p12和温度t12测点，高压级增压器回油管路上设有温度t13测点；低压级增压器进口油管路上设有压力p10和温度t10测点，回油管路上设有温度t11测点；润滑油系统的油压能够调节。
9.优选地，所述燃气发生系统包括燃烧器、风源阀、放气阀、自循环阀，所述风源阀、燃烧器串联，燃烧器的出口为燃气发生系统出口，燃气发生系统出口连接高压级变几何涡轮燃气进口管道，所述放气阀通过管道连接高压级压气机出口管道，放气阀的进口为燃气发生系统的空气进口，所述自循环阀连接于放气阀上游端、风源阀下游端之间。
10.优选地，低压级增压器上布置了转速n1和振动m1测点，高压增压器上布置了转速n2和振动m2测点。
11.优选地，燃烧器采用直筒燃烧室，直筒燃烧室中布有多组喷油嘴，能够实现柴油机系统的不同工况的模拟。
12.优选地，所述低压级变几何涡轮与低压级压气机串联。
13.优选地，所述间冷器上的进水、出水的流量通过进水阀、回水阀调节。
14.优选地，还包括测量控制系统，所述测量控制系统与各设备连接，用于控制各设备，并进行参数测量。
15.一种两级相继增压系统基础模块试验测试方法，
16.s1：试验测试开始前，开启润滑油系统为高压级增压器和低压级增压器进行润滑油供应，滑油压力保持在2～3bar，时间保持10分钟，检查高压级增压器和低压级增压器是否有润滑油泄漏，试验模拟柴油机两级相继增压器系统的增压器停转状态的滑油密封性能；
17.s2:打开间冷器上的进水阀、回水阀，保持间冷器一个的进水量，监控间冷器7空气出口温度；
18.s3：空气旁通阀、自循环阀、相继切换阀、燃气旁通阀处于关闭状态；开启风源阀引入压缩空气点燃燃烧器后，打开自循环阀，并关闭放风阀和风源阀，使平台进入自循试验状态；
19.s4：通过对燃烧器的喷油量、自循环阀开度调整，实现两级相继增压系统等转速线小流量性能的测试；
20.s5：通过对燃烧器的喷油量、放气阀开度调整，实现两级相继增压系统等转速大流量性能的测试；
21.s6：重复s5、s6步骤，实现两级相继增压系统运行工况的测试；
22.s7：通过试验台控制系统调整高压级变几何涡轮、低压级变几何涡轮通流截面，重复s4、s5、s6步骤，实现两级相继增压系统基础模块压比分配性能测试；
23.s8：通过调整进入间冷器冷却水量，重复s4、s5、s6步骤，实现不同工况下间冷器冷却性能对两级相继增压系统影响性能测试；
24.s9：通过调整空气旁通阀的不同开度，重复s4、s5、s6步骤，实现不同工况下空气旁通阀开度对两级增压器相继系统影响性能测试；
25.s10：通过开启相继切换阀，调整燃气旁通阀的不同开度，重复s4、s5、s6步骤，实现不同工况下燃气旁通阀开度对两级增压器相继系统影响性能测试；
26.s11：关闭相继切换阀和燃气旁通阀，重复s4、s5、s6步骤，通过燃气旁通支路上的
流量计v4测量相继切换阀关闭时的泄漏量；
27.关闭燃气旁通阀，开、关相继切换阀，实现相继切换阀在高温、高压条件下可靠性试验。
28.由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
29.可以试验验证两级相继增压系统与增压器匹配性能、滑油密封、间冷器性能、以及相继切换阀可靠性等，为柴油机两级相继增压系统解决关键部件性能及可靠性问题，提升两级增压器系统可靠性，降低两级增压器系统试验风险和成本。
附图说明
30.图1为本发明的系统示意图。
31.附图标记
32.附图中，1为放气阀，2为自循环阀，3为流量计v2，4为空气旁通阀，5为流量计v1，6为高压级增压器，6a为高压级压气机，6b为高压级变几何涡轮，7为间冷器，8为低压级增压器，8a为低压级压气机，8b为低压级变几何涡轮，9为润滑油系统，10为燃气旁通阀，11为流量计v4，12为相继切换阀，13为流量计v3，14为燃烧器，15为小风源阀，16为燃气发生系统，17为测量控制系统。
具体实施方式
33.参见图1，一种两级相继增压系统基础模块试验平台，具体包括燃气发生系统16、润滑油系统9、测量控制系统17、高压级增压器6、低压级增压器8、间冷器7、相继切换阀12等。所述测量控制系统17与各设备(包括能够控制的所有部件)连接，用于控制各设备，并在各测点进行参数测量。该平台可以模拟两级相继增压柴油机系统与增压器匹配性能运行。
34.燃气发生系统16由燃烧器14、小风源阀15、放气阀1、自循环阀2组成，可以模拟柴油机燃气发生系统制造燃气，为两级相继增压系统试验平台提供动力来源。燃烧器14采用直筒燃烧室，燃烧室中布有8+4组喷油嘴，可实现柴油机系统的不同工况的模拟。小风源阀15连接风源系统，可以模拟两级相继增压柴油机系统提高不同工况燃气，驱动试验平台工作。
35.高压级增压器6与低压级增压器8串联连接，其中低压级压气机8a与高压级压气机6a之间串联间冷器7，间冷器上的水流量可以自动控制，可以实现高压级增压器压气机空气进口温度的可调。高压级压气机6a出口设有主、副两个空气支路，其中空气主支路接入燃气发生系统空气进口，空气副支路接入燃气发生系统燃气出口。空气主支路要经过自循环阀2接入燃气发生系统。放气阀1直通大气，不连接小风源阀15。低压级压气机空气进口管道上布置了压力p1和温度t1测点，与间冷器7连接管道上布置了压力p2和温度t2测点，在间冷器与高压级压气机连接管道上布置了压力p3和温度t3测点，在高压级压气机出口管道上设有流量计v1、压力p4和温度t4测点，实现高压级压气机6a、低压级压气机6b以及系统性能参数的测量。涡轮和压气机是串联，压气叶轮和涡轮在同一根轴上，涡轮驱动压气叶轮做功能进行压缩空气。
36.空气副支路上设有空气旁通阀4和流量计v2，可实现空气旁通阀开度性能对系统影响的测量。
37.高压级变几何涡轮与低压级变几何涡轮通过管道串联连接，高压级变几何涡轮进口与燃气发生系统出口连接；高压级变几何涡轮燃气进口管道上设有流量计v3、压力p5和温度t5测点，高压级变几何涡轮燃气出口管道设有压力p7和温度t7测点；低压级变几何涡轮燃气进口管道上设有压力p8和温度t8测点，低压级变几何涡轮燃气出口管道设有压力p9和温度t9测点；实现高压级变几何涡轮6b、低压级变几何涡轮8b以及系统性能参数的测量。
38.高压级变几何涡轮6b、低压级变几何涡轮8b之间设有一个燃气旁通支路，燃气旁通支路上布置相继切换阀12、流量计v4、燃气旁通阀10以及燃气进气压力p6和温度t6测点，可实现相继切换阀12密封性能、燃气旁通阀10开度性能以及可靠性等试验验证。两级相继增压系统基础模块试验平台上装有相继切换阀和泄漏流量测量装置，可以在高温、高压燃气条下件，对其进行性能和开关可靠性的考核试验。
39.间冷器7上的进、出水的流量可调，可试验测试间冷器7冷却性能对两级相继增压器系统效率的影响。
40.高压级增压器涡轮6b和低压级增压器涡轮8b采用变几何涡轮设计，可以通过测试控制系统17调节高压级增压器涡轮6b和低压级增压器涡轮8b通流面积，实现两级相继增压系统基础模块平台不同规格涡轮切换，以达到模拟两级相继增压器系统压比分配试验的目的。
41.润滑油系统9为高压级增压器6和低压级增压器8提供压力滑油。高压级增压器6进口油管路上设有压力p12和温度t12测点，回油管路上设有温度t13测点；低压级增压器8进口油管路上设有压力p10和温度t10测点，回油管路上设有温度t11测点；用于对高压级增压器6和低压级增压器进、出口滑油参数测量。润滑油系统9油压可调，可为两级相继系统的增压器系统的供油特性进行试验，指导两级相继增压系统的滑油供油系统设计。润滑系统具备滑油压力可调以及应急滑油功能，可以模拟两级相继增压柴油机系对增压器供油工作条件，实现相继增压器系统滑油密封试验。
42.低压级增压器8上布置了转速n1和振动m1测点，高压增压器6上布置了转速n2和振动m2测点，用于高压级增压器6和低压级增压器8安全运行参数的监控。
43.两级相继增压系统基础模块试验测试方法：
44.s1：两级相继增压系统基础模块试验开始前，开启润滑油系统9为高压级增压器6和低压级增压器8进行润滑油供应，滑油压力保持在2～3bar，时间保持10分钟，检查高压级增压器6和低压级增压器8是否有润滑油泄漏，试验模拟柴油机两级相继增压器系统的增压器停转状态的滑油密封性能。
45.s2:打开间冷器7上的进、回水阀，保持间冷器一定的进水量，监控间冷器7空气出口温度。
46.s3：空气旁通阀4、自循环阀2、相继切换阀12、燃气旁通阀10处于关闭状态；开启小风源阀15引入压缩空气点燃燃烧器14后，打开自循环阀2，并关闭放风阀1和小风源阀15，使两级相继增压系统基础模块试验平台进入自循试验状态。
47.s4：通过对燃烧器14的喷油量、自循环阀2开度调整，实现两级相继增压系统等转速线小流量性能的测试。
48.s5：通过对燃烧器14的喷油量、放气阀1开度调整，实现两级相继增压系统等转速大流量性能的测试。
49.s6：重复s5、s6步骤，实现整个两级增压器相继系统运行工况的测试。
50.s7：通过试验台控制系统17，自动调整高压级变几何涡轮6b、低压级变几何涡轮8b通流截面，重复s4、s5、s6步骤，实现两级增压器相继系统基础模块压比分配性能测试。
51.s8：通过调整进入间冷器7冷却水量，重复s4、s5、s6步骤，实现不同工况下间冷器7冷却性能对两级增压器相继系统影响性能测试。
52.s9：通过调整空气旁通阀4的不同开度，重复s4、s5、s6步骤，实现不同工况下空气旁通阀4开度对两级增压器相继系统影响性能测试。
53.s10：通过开启相继切换阀12，调整燃气旁通阀10的不同开度，重复s4、s5、s6步骤，实现不同工况下燃气旁通阀10开度对两级增压器相继系统影响性能测试。
54.s11：关闭相继切换阀12和燃气旁通阀10，重复s4、s5、s6步骤，通过燃气旁通支路上的流量计测量v4测量相继切换阀12关闭时的泄漏量；关闭燃气旁通阀10，开、关相继切换阀12，实现相继切换阀12在高温、高压条件下可靠性试验。
55.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。