Стенд для испытания турбокомпрессоров

Изобретение относится к испытаниям машин, в частности турбокомпрессоров наддува.Известен стенд для испытания турбокомпрессоров на горячем газе, содержаций камеру сгорания, соединенную 5с колесом турбины и с компрессором.В период запуска и разгона роторатурбокомпрессора камера сгорания дополнительно соединена магистралью .систочником сжатого воздуха 1 ).10Недостаток этого стенда состоитв том, что вследствие различного протекания газодинамических процессов,в гаэоотводном тракте камеры сгоранияи в выхлопной системе поршневого двигателя характер нагружения турбокомпрессора отличается от реального,Наиболее близким к предлаГаемомупь технической сущности являетсястенд .для испытания турбокомпрессоров, содержащий камеру сгорания, соединенную входной и выходной магистралями соответственно с компрессороми турбиной испытываемого турбокомпрессора, систему подачи топлива в камеру сгорания с линией подачи, снабженной блоком регулирования расходай давления топлива, устройство длясоздания пульсаций газового потока,выполненное в виде врацающейся заслонки, и трубопровод для подачи сжа-З 0того воздуха, подсоединенный к входной магистрали 2 .Однако на переходных режимахэтот стенд нарушает работу системыпо замкнутому циклу скачки давле- З 5ния вызывают помпаж ), вращающаясязаслонка плохо согласуется с рабо"той камеры сгорания, кроме того,ог раничены воэможности регулированияпараметров стенда, 40При ускоренных испытаниях турбо-компрессоров необходимо воссоздавать наиболее тяжелые режимы работымашины, например трактора, при которых износ деталей турбокомпрессорамаксимален,К таким режимам относится циклическое повторение резкого переходаот холостого хода до максимальной нагрузки загщбление плуга, культиватора ) и обратно. Колебания нагрузки5на известном стенде имитируют изменением подачи топлива.При этом автоматически достигается регулирование количества поступаюцего воздуха, однако добиться соответствия характера нагружения эксплуатационному не удается вследствиеинертности протекающих в замкнутомконтуре процессов и трудности орга-.ниэации устойчивого горения в широком диапазоне нагрузок, особеннопри малых расходах топлива и воздуха.Не обеспечиваются, в частности,достаточно быстрый разгон ротора,резкое и глубокое падение температуры . 65 газов перед колесом турбины необходимое для проверки конструкции, на термоциклическую усталость ), устойчивые параметры холостого хода (частота вращения, температура и давленив газа ). Это приводит к снижению достоверности результатов испытания вследствие несоответствия характера и интенсивности накапливаемых повреждений эксплуатационным и увеличению времени ,испытаний (снижению коэффициента ускорения ).Цель изобретения - приближение условий.испытаний к натурным.Укаэанная цель достигается тем, что стенд для испытания турбокомнрес-. соров наддува поршневых двигателей, содержащий камеру сгораниясоединенную входной и выходной магистралями соответственно с компрессором и турбиной испытываемого турбокомпрессора, систему подачи топлива в камеру сгорания с линией подачи, снабженной блоком регулирования расхода и давления топлива, устройство для создания пульсаций газового потока, выполненное в виде вращающейся заслонки, и трубопровод.для подачи сжатого воздуха, подсоединвнный к входной магистрали, дополнительно содержит линию подачи воды с регулятором и форсункой подсоединенную к выходной магистрали, и последняя снабжена газоотводящим клапаном с приводом, соединенным с регулятором и блоком регулирования, а система подачи топлива - дополни-. тельной линией подачи с импульсным регулятором, соединенным с вращающейся заслонкой.На чертеже представлена схема предлагаемого стенда.стенд содержит камеру 1 сгорания,соединенную входной и выходной магистралями 2 и 3 соответственно с компрессором 4 и турбиной 5.испытуемого турбокомпрессора б, систему 7 подачи топлива в камеру 1 сгоранияс линией 8 подачи, снабженной блоком 9 регулирования с врацающимсязолотником и перепускной канавкой не показаны ) расхода и, давления топлива, устройство 10 для создания пульсаций газового потока, выполнен-. ное в виде вращаюцейся заслонки, итрубопровод 11 для подачи сжатого воздуха подсоединенный к входной магистрали 2.Стенд дополнительно содержит линию12 подачи воды с регулятором 13 и форсункой 14, подсоединенную к выходноймагистрали 3, Магистраль 3 снабженагазоотводящим клапаном 15 с приводом16, соеднненныа с регулятором 13 иблоком 9 регулирования и состоящимиэ пневмоцилиндра 17 и пневморегулятора 18. Система 7 подачи топливаснабжена дополнительной линией 19подачи с импульсные регулятором 20,Э 1032342 4 соединенным валом 21 с вращающейся рания гаснет ). Закрытие гаэоотводящезаслонкой 10 и приводом 22 с регули- го клапана 15 производится после наруемой частотой вращения. чала увеличения подачи топлива, чемМежду основной линией 8 подачи и обеспечивается. быстрый разгон ротора дополнительной линией 19 установлен . турбокомпрессора б, соответствующий обратный клапан 23, 5 эксплуатационному.Блок 9 регулирования, регулятор Параметры работы стенда оказывают 13 и пневморегулятор 18 соединены взаимное влияние друг на друга, по- между собой валом 24, который через этому заданные программой испытаний . редуктор 25 присоединен к электродви- характеристики цикла достигаются погателю 26. Я следовательным многократным регулироСтенд работает .следующим образом. ванием фазы и величины подачи топлиПрн запуске в камеру 1 сгорания ва, начала, окончания и.количества подают топливо по системе 7 подачи подачи воды, начала открытия и закры-. топлива и воздух из трубопровода 11. тия газоотводящего клапана 15. По мере повыления частоты вращения 5 Система для создания высокочастотротора турбокомпрессора б сжатый воз- ных колебаний давления газа, имитидух начинает подаваться компрессором рующих выхлоп цилиндров дизеля, состурбокомпрессора,б по входной магист- тоит из импульсного регулятора 20 рали 2, при этом соответственно . высокой частоты (24 Гц )и вращакищейуменьшают его подачу иэ трубопровода ся заслонки 10 приводимых во враще 20Р 11 .и увеличивают подачу топлива по ние электродвигателем 22. с регулирусистеме 7 подачи топлива до достиже- емой частотой. нмя режима устойчивого горения. Затемс помощью регулировок добиваются из- Импульсный регулятор 20 пропускаменения параметров по циклическомует к камере 1 сгорания отдельные порзакону, .заданному программой испыта- ции топлива под высоким давлением.25:Образуются импульсы давления топлива,Золотники блока 9 регулирования подаваемого в камеру сгорания (,обрат- подачи топлива, регулятора 13 пода- ный клапан 23 препятствует их сглажичи воды.и пиевморегулятора 18 враща- ванию), и соответственно высокочасются с одинаковым периодом, равным ЗО тотные колебания давления газа (напериоду цикла (для турбокомпрессора . кладывающиеся на основной низкочастотТКР 11 Н 1 один оборот эа 36 с ). Конст- ный цикл ) в выходной магистрали 3. , рукция электродвигателя 26 предусмат- .устройство 10 для создания пульсаций ривает возможность изменения фазы, газового потока вращается с той же Можно изменять расход топлива системы.35. частотой в противофазе, что и импуль-.7 подачи топлива или линии 12 подачи сний регулятор 20 (во время повыаения воды. Блоком 9 регулирования цикли- давления сечение перекрывается, и наостигается увеличечески изменяется величина подачи топ- оборот )чем достиг ет лива, что приводит к соответствующему ние амплитуды колебаний давления изменению температуры и давления га" 4 а газа. Регулировками частоты врадавления подвозов перед .турбиной 5., а также частоты щения привода 22 вращения ротора турбокомпрессора б. димого топлива к импульсному регуляВпрыск в выходную магистраль 3 воды .тору 20 и.его пропускного сечения через форсунку 14 производится во добиваются достаточно точной имитавремя снижения подачи топлива и спо ции высокочастотных колебаний. Затеи собствует резкому охлаждению газа н . при необходимости производят подредостижению минимальной температуры., гулироаку основногс низкочастотногоИзменяя фазу и величину подачи воды, цикла, после чего испытания продол.добиваются соответствия закона изме- кают в автоматическом режиме у й. нен ия температуры заданному, Пневмо- чивость параметров цикла обесц чирегулятор 18 управляет пневмоцилинд- вается с помощью систем очи5 асaечим 17. кочистки топром ., которыйоткрывает н закрыва-лива, стабилизации давления. топливя.топлива,ет сечение газоотводящего клапана 15. воды и сжатого воздуха (не покаэаны 1Начало открытия клапана 15 нримерно ,Первоначальные регулировки и подрс оответствует началу уменьшения пода- " гулировки в процессе испытаний дрочи топлива и способствует более реэ изводят вручную методом последовакому снижению частоты вращения рото- . тельного приближения. ра турбокомпрессора б. На фазе хо- ТакиМ образом, применение предлостого хода отвод части газа через лагаемого стенда улучшает динамичесгазоотводящий клапан 15 способствует ;кие характеристики и устойчивость поддержанию устойчивой работы камеры ба его работы, что позволяет достаточ сгорания (без этого невозможно до- ио точно и полно воспроизводить эксбиться минимальной частоты вращения . плуатационные режимы переменного наротора турбокомпрессора б, так как гружения и сократить время испытаний при соответствующих этому режиму ма- за счет приближения условий испытания , лых расходах газа пламя в камере сгок натурным.Заказ 5392/47 Тираж 873 Подписио ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,.Ж, Раушская наб., д.4 лиал ППП фПатентф, г,Ужгород, ул.Проектная, 4