一种涡轮增压器启停试验检测装置及方法

技术领域

本发明涉及涡轮增压器检测技术领域，特别涉及一种涡轮增压器启停试验检测装置及方法。

背景技术

涡轮增压技术随着国家排放标准的升级而不断迭代变化，混合动力汽车，包含混动大巴、混动小轿车越来越多的走进我们的日常生活。

混合动力既有燃料发动机动力性好、反应快和持续工作时间长的优点，又有电动机起动快、低噪音的好处。两者取长补短，汽车热效率提高10％以上，废气排放可改善30％以上。然而混合动力汽车工作模式跟普通燃油汽车有着明显的区别，当发动机高速运转时，接收到刹车制定信号，发动机转速迅速降低至零而此时电动机开始介入。正因为混合动力汽车在实际运行过程中总存在急速的切换运行模式，那么涡轮增压器也会伴随发动机的频繁切换而快速起动和停止，在这样的工况下如何提高涡轮增压器的运行可靠性及如何评判在频繁启动工作模式下的涡轮增压器寿命，也是当下急需思考和解决的一个问题。

针对以上提出的问题，目前主要是如何模拟并实现增压器在混动汽车上的运行工况。所以问题的焦点也就转化为如何对驱动涡轮增压器旋转的气体及增压器供油系统进行快速控制。然而通常控制增压器转速是通过调节进入燃烧室的喷油量及压缩空气的比例。实际这样的调节和稳定需要一定的时间，少则三分钟，多则十几分钟，而且这样的启停工况仅仅依靠频繁的启动电机和阀门，是无法满足快速工况快速切换的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有技术所存在的上述不足而提供一种增压器启停试验检测装置，其主要利用旁通疏导分流的原理，采用气动控制阀与比例阀相结合，通过巧妙的布局和控制策略，实现增压器启动和停止工况的频繁切换。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种涡轮增压器启停试验检测方法。

作为本发明第一方面的一种涡轮增压器启停试验检测装置，包括涡轮增压器，所述涡轮增压器包括涡轮室和增压室，其特征在于，还包括：

进气系统，所述进气系统的输入端输入压缩空气并输送；

喷油点火系统，所述喷油点火系统的压缩空气输入端与所述进气系统的输出端连接，接受所述进气系统的输出端输出的压缩空气并燃烧产生高温气体输出；

第一排气系统，所述第一排气系统的输入端与所述喷油点火系统的输出端连接，接收来自所述喷油点火系统的输出端输出的高温气体并将高温气体送入所述涡轮增压器的涡轮室；

第二排气系统，所述第二排气系统的输入端与所述喷油点火系统的输出端连接；

一电气控制和测量系统，所述电气控制和测量系统与所述进气系统、喷油点火系统、第一排气系统、第二排气系统控制连接；所述电气控制和测量系统控制所述进气系统、喷油点火系统、第一排气系统和第二排气系统，将调节好的高温气体通过第二排气系统引流，降低涡轮增压器转速，然后迅速关断第一排气系统，达到涡轮增压器停止运转；间隔一定的时间，控制所述第一排气系统打开，涡轮增压器转速上升，随后第二排气系统关闭，涡轮增压器达到预设转速，如此完成涡轮增压器一个启动与停止运行工况。

在本发明的一个优选实施例中，还包括一机油润滑系统，所述机油润滑系统给所述涡轮增压器提供润滑所需要的机油；所述机油润滑系统与所述电气控制和测量系统控制连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述进气系统包括进气流量计、进气阀，所述进气流量计和进气阀通过进气管路串联。

在本发明的一个优选实施例中，所述喷油点火系统包括燃烧室、燃油箱、燃油三通、燃油泵、燃油阀，其中所述燃油箱通过燃油输送管路、燃油阀、燃油三通、燃油泵与燃烧室的燃油喷入口连接，所述燃油三通还通过回油管与所述燃油箱的回油口连接，所述燃烧室的压缩空气入口与所述进气系统的输入端连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一排气系统包括一高温球阀及管路。

在本发明的一个优选实施例中，所述第二排气系统包括一旁通高温蝶阀及管路。

在本发明的一个优选实施例中，所述电气控制和测量系统包括PLC控制芯片、开关电源、若个继电器，其中若干继电器的线包由所述PLC控制芯片进行控制，若干继电器的一对常开触头一端与所述开关电源连接，另一端分别与所述进气阀、燃油泵、高温球阀、旁通高温蝶阀连接。

作为本发明第二方面的一种涡轮增压器启停试验检测方法，通过一电气控制和测量系统控制所述进气系统、喷油点火系统、第一排气系统和第二排气系统，将调节好的高温气体通过第二排气系统引流，降低涡轮增压器转速，然后迅速关断第一排气系统，达到涡轮增压器停止运转；间隔一定的时间，控制所述第一排气系统打开，涡轮增压器转速上升，随后第二排气系统关闭，涡轮增压器达到预设转速，如此完成涡轮增压器一个启动与停止运行工况。

本发明提出增压器启停试验检测装置及方法，能够很好的模拟混动汽车增压器的运行工况，操作方便测量简单，具有一定的实际指导意义。

附图说明

图1为本发明一种增压器启停试验检测装置的原理框图。

图2为本发明一种增压器启停试验检测装置的连接示意图。

图3为本发明一种增压器启停试验检测装置的电气控制和测量系统电原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

参见图1，图中所示的一种增压器启停试验检测装置，包括涡轮增压器10，该涡轮增压器10包括涡轮室和增压室，并还包括进气系统20、喷油点火系统30、第一排气系统40、第二排气系统50、机油润滑系统60以及电气控制和测量系统70。

进气系统20的输入端输入压缩空气并输送；喷油点火系统30的压缩空气输入端与进气系统20的输出端连接，接受进气系统20的输出端输出的压缩空气并燃烧产生高温气体输出。第一排气系统40的输入端与喷油点火系统30的输出端连接，接收来自喷油点火系统30的输出端输出的高温气体并将高温气体送入涡轮增压器10的涡轮室。第二排气系统50的输入端与喷油点火系统30的输出端连接。

机油润滑系统60给涡轮增压器10提供润滑所需要的机油；机油润滑系统60与电气控制和测量系统70控制连接。

电气控制和测量系统70与进气系统20、喷油点火系统30、第一排气系统40、第二排气系统50控制连接；电气控制和测量系统70控制进气系统20、喷油点火系统30、第一排气系统40和第二排气系统50，将调节好的高温气体通过第二排气系统40引流，降低涡轮增压器10转速，然后迅速关断第一排气系统40，达到涡轮增压器10停止运转；间隔一定的时间，控制所述第一排气系统40打开，涡轮增压器10转速上升，随后第二排气系统50关闭，涡轮增压器10达到预设转速，如此完成涡轮增压器一个启动与停止运行工况。

本发明各系统的结构以及连接关系参见图2和图3，

进气系统20包括进气流量计21、进气阀22，进气流量计21和进气阀22通过进气管路23串联。

喷油点火系统30包括燃烧室31、燃油箱32、燃油三通33、燃油泵34、燃油阀35，其中燃油箱31通过燃油输送管路36、燃油阀35、燃油三通33、燃油泵34与燃烧室31的燃油喷入口连接，燃油三通33还通过回油管37与燃油箱32的回油口连接，燃烧室31的压缩空气入口与进气系统20的输入端连接。

第一排气系统40包括一高温球阀41及管路42。第二排气系统50包括一旁通高温蝶阀51及管路52。

电气控制和测量系统70包括PLC控制芯片U1、开关电源U2、四个继电器KA1、KA2、KA3、KA4，其中四个继电器KA1、KA2、KA3、KA4的线包由PLC控制芯片U1进行控制，四个继电器KA1、KA2、KA3、KA4的一对常开触头一端与开关电源U2连接，另一端分别与进气阀22、燃油泵34、高温球阀41、旁通高温蝶阀51连接。PLC控制芯片U1的型号为S7-200PLC。

该增压器启停试验检测装置将调节好的热气通过旁通高温蝶阀51引流，降低涡轮增压器10转速，然后迅速关断高温球阀41，达到涡轮增压器10停止运转；间隔一定的时间，高温球阀41打开，涡轮增压器10转速上升，随后高温蝶阀51关闭，涡轮增压器10达到预设转速，如此完成涡轮增压器10一个启动与停止运行工况。

本发明提出增压器启停试验检测装置及方法，能够很好的模拟混动汽车增压器的运行工况，操作方便测量简单，具有一定的实际指导意义。