一种涡轮增压器涡轮端加速性能测试方法与流程

1.本发明属于涡轮增压器加速性能测试技术领域，尤其是涉及一种涡轮增压器涡轮端加速性能测试方法。


背景技术：

2.涡轮增压器是车用发动机动力系统的重要部件，其利用发动机排出废气的能量来提高发动机进气密度，目前在发动机上应用相当广泛。由于增压器利用排气进行做功，其响应性存在迟滞效应，涡轮增压器的加速性能直接影响发动机的瞬态响应性能，因此涡轮增压器加速性的验证与评估非常重要。目前发动机和增压器的瞬态响应性研究日益重视和加强，需要对增压器转子系统或涡轮加速性能进行评估。当前没有对于涡轮增压器加速性能的测试方法存在以下问题：第一，只测试涡轮增压器转速由零加速至最大转速的加速性能，没有对涡轮增压器由某一转速加速到某一更高转速的阶段加速性能进行测试。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明旨在提出一种涡轮增压器涡轮端加速性能测试方法，以期解决上述部分技术问题中的至少之一。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
5.一种涡轮增压器涡轮端加速性能测试方法，待测试涡轮增压器的涡轮对应设有可调喷嘴，可调喷嘴喷出气体驱动涡轮转动，包括以下步骤：
6.s1、根据预设涡轮转速n1、n2、
…nn
转速标定可调喷嘴的开度a1、a2…an
；
7.s2、调节可调喷嘴开度为a
n-1
，当涡轮转速达到n
n-1
后，记为时刻t
n-1
并调节可调喷嘴开度为an，直至涡轮转速加速为nn，记为时刻tn；
8.s3、计算涡轮增压器加速性能。
9.进一步的，所述可调喷嘴与空气压缩机的供气端连通，所述空气压缩机供气端喷出气体的温度与压力保持不变。
10.进一步的，所述涡轮增压器加速性能的计算公式为：
11.k＝(n
n-n
n-1
)/(t
n-t
n-1
)
12.式中：
13.k—涡轮增压器的加速性能；
14.n
n-1
—涡轮增压器加速前的转速；
15.nn—涡轮增压器加速后的转速；
16.t
n-1
—涡轮转速开始由n
n-1
向nn加速的时刻；
17.tn—涡轮转速稳定在nn的时刻。
18.进一步的，所述步骤s2中调节可调喷嘴开度为a
n-1
，当涡轮转速达到n
n-1
，且涡轮转速在预设时间段t1内的浮动值的绝对值小于n
n-1
的2％，则将时间段t1的最后时刻记为涡轮转速开始由n
n-1
向nn加速的时刻t
n-1
。
19.进一步的，所述时间段t1的时长为1秒-5秒。
20.进一步的，所述步骤s2中调节可调喷嘴开度为an，直至涡轮转速加速至nn，记为时刻t
n1
；
21.如果涡轮转速在预设时间段t2内的浮动值的绝对值小于nn的2％，则将t
n1
作为涡轮转速稳定在nn的时刻tn；
22.如果涡轮转速在预设时间段t2内的浮动值的绝对值大于或等于nn的2％，则持续观察涡轮转速，直至涡轮转速在预设时间段t2内的浮动值的绝对值小于nn的2％，将此时间段t2间中的开始时刻t
n2
作为涡轮转速稳定在nn的时刻tn。
23.进一步的，所述时间段t2的时长为0.1秒-3秒。
24.相对于现有技术，本发明所述的一种涡轮增压器涡轮端加速性能测试方法具有以下有益效果：
25.(1)本发明所述的一种涡轮增压器涡轮端加速性能测试方法，nn和n
n-1
的取值范围为零至涡轮增压器的最大转速之间的任意值，可以测试涡轮增压器的某一速度段的阶段加速性能。
附图说明
26.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
27.图1为本发明实施例所述的可调喷嘴安装结构示意图。
28.附图标记说明：
29.1-涡轮；2-可调喷嘴；3-涡轮壳体。
具体实施方式
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
32.如图1所示，一种涡轮增压器涡轮端加速性能测试方法，待测试涡轮增压器的涡轮1对应设有可调喷嘴2，可调喷嘴2固定安装在涡轮壳体3上，可调喷嘴2喷出气体驱动涡轮转动。
33.具体包括以下步骤：
34.s1、根据预设涡轮转速n1、n2、
…nn
转速标定可调喷嘴2的开度a1、a2…an
；
35.s2、调节可调喷嘴2开度为a
n-1
，当涡轮转速达到n
n-1
后，记为时刻t
n-1
并调节可调喷嘴2开度为an，直至涡轮转速加速为nn，记为时刻tn；
36.s3、计算涡轮增压器加速性能。
37.可调喷嘴2与空气压缩机的供气端连通，空气压缩机供气端喷出气体的温度与压力保持不变，提高了测试结果的准确性。
38.涡轮增压器加速性能的计算公式为：
39.k＝(n
n-n
n-1
)/(t
n-t
n-1
)
40.式中：
41.k—涡轮增压器的加速性能；
42.n
n-1
—涡轮增压器加速前的转速；
43.nn—涡轮增压器加速后的转速；
44.t
n-1
—涡轮转速开始由n
n-1
向nn加速的时刻；
45.tn—涡轮转速稳定在nn的时刻。
46.nn大于n
n-1
；
47.步骤s2中调节可调喷嘴2开度为a
n-1
，当涡轮转速达到n
n-1
，且涡轮转速在预设时间段t1内的浮动值的绝对值小于n
n-1
的2％，则将时间段t1的最后时刻记为涡轮转速开始由n
n-1
向nn加速的时刻t
n-1
。时间段t1的时长为3秒。能防止涡轮转速波动导致测试的偶然性误差。
48.步骤s2中调节可调喷嘴2开度为an，直至涡轮转速加速至nn，记为时刻t
n1
；如果涡轮转速在预设时间段t2内的浮动值的绝对值小于nn的2％，则将t
n1
作为涡轮转速稳定在nn的时刻tn；如果涡轮转速在预设时间段t2内的浮动值的绝对值大于或等于nn的2％，则持续观察涡轮转速，直至涡轮转速在预设时间段t2内的浮动值的绝对值小于nn的2％，将此时间段t2间中的开始时刻t
n2
作为涡轮转速稳定在nn的时刻tn。时间段t2的时长为0.2秒。能防止涡轮转速波动导致测试的偶然性误差。
49.预设n1、n2、
…nn
为100转/秒、200转/秒
…
n*100转/秒，采集加速时刻的数据点，并将数据点绘制横坐标为时间，竖坐标为涡轮转速的数据表，将数据点连线，连线的斜率代表涡轮增压器的加速性能。
50.根据涡轮增压器的特性，对同一涡轮1和增压器转子系统，同样的涡轮当量喷嘴面积对应相同转速，因此，改变涡轮当量喷嘴面积即可对应的调整涡轮转速，配合记录加速时间，可达到测量涡轮加速性的试验目的。此方法可测量不同转速段涡轮加速性能。尤其可针对相同尺寸、不同材料而造成重量不同的涡轮1，如传统k418涡轮与轻质材料涡轮，其相同喷嘴环开度对应两种涡轮1相同转速，可方便直观进行同转速段加速性能比较。nn和n
n-1
的取值范围为零至涡轮增压器的最大转速之间的任意值，可以测试涡轮增压器的某一速度段的阶段加速性能。
51.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
52.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
53.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。