可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置，该种试验装置包括步进电机、传动机构、程控炉和单片机，程控炉为试验提供模拟环境；单片机控制试验装置的运行状态，并调节控制装置的模拟环境与试验喷嘴环的运动状态；本实用新型专利技术能够根据喷嘴环实际工作要求编程控制喷嘴环叶片运动速度与试验时间，可编程控制调节试验温度，可更换实验炉内部环境气体，能够最大程度模拟喷嘴环实际工作状态，实现其可靠性试验考核，从而满足高性能、高可靠性喷嘴环的生产技术要求，也为研发质量和性能更加优越的喷嘴环奠定坚实基础。同时该种试验装置可推广用于各种可变几何涡轮增压器实验台架以及相关用途的实验测试设备中。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置
本技术涉及一种试验装置，尤其涉及一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置。
技术介绍
涡轮增压是内燃机强化、节能、环保的最重要技术措施之一。与自然进气内燃机相比，采用先进的可变几何润轮增压器，Variable Geometry Turbocharger,简称VGT,尤其是其主要形式的可变喷嘴环润轮增压器，Variable Nozzle Turbocharger,简称VNT,可以进一步提高性能，可实现节能汽油机10% 20%和柴油机20% 40%的目标，配合其他技术手段可达到欧IV、欧V和欧VI的排放水平。与混合动力和电动汽车技术相比，涡轮增压技术成本优势明显。随着国IV以上汽车排放标准的实施，第一代普通涡轮增压器、第二代旁通放气涡轮增压器将逐步退出汽车市场，第三代可变喷嘴环涡轮增压器应用将日益广泛。喷嘴环是可变喷嘴环涡轮增压器的核心部件，其气动热力性能对可变喷嘴环涡轮增压器涡轮级性能有重要影响，其可靠性基本上决定着可变喷嘴环涡轮增压器的寿命。喷嘴环的工作环境与航空燃气涡轮发动机的涡轮叶片相似，即在高温、高压、高速且具有一定腐蚀性的燃气中工作，但其工况变化频繁、工作温度较低，目前最高温度一般小于1050°C， 叶片绕自己的旋转轴旋转摆动。喷嘴环恶劣的工作环境与较高的制造精度要求，对其材料品质、加工工艺、试验检测提出了很高的要求。目前一般采用高温静态试验方法进行喷嘴环可靠性考核，但喷嘴环实际工作状态是运动的，静止状态和运动状态下材料内应力与承受外力均不同，仅满足高温条件，不能真实的反映喷嘴环实际的工作状态，测试的准确性和可信性很差，不能为新产品研发提供实验依据。此外，目前车用涡轮增压器的可靠性试验一般在专用试验台上按照有关标准进行，也可以安装在发动机上与发动机一起进行可靠性试验。由于国内刚刚开始研发可变几何涡轮增压器，缺乏相关的可靠性试验装置，严重影响了可变几何涡轮增压器产品的开发与应用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置解决现有技术中存在的采用高温静态进行喷嘴环可靠性考核，但喷嘴环实际工作状态是运动的，静止状态和运动状态下材料内应力与承受外力均不同，仅满足高温条件，不能真实的反映喷嘴环实际的工作状态，测试的准确性和可信性很差，不能为新产品研发提供实验依据的问题。本技术的技术解决方案是一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置，包括步进电机、传动机构、程控炉和单片机,所述单片机连接所述步进电机,所述步进电机连接所述传动机构，步进电机作为动力源，通过带动传动机构为试验模拟实境中的运动状态提供动力；传动机构通过带动连接的夹具，使夹具夹持的试验嗔嘴环运动，为试验提供I旲拟实境的运动状态；程控炉通过调节程控炉内的温度、压力、气体组成，包括注入气体、烟尘或悬浮颗粒，为试验提供模拟环境；单片机控制试验装置的运行状态，并调节控制装置的模拟环境与试验喷嘴环的运动状态。进一步改进在于所述传动机构为偏心轮滑块机构，所述传动机构包括曲柄、连杆和滑块，所述步进电机连接所述连杆的一端，所述连杆的另一端连接有夹具，所述夹具设于所述程控炉内。进一步改进在于所述步进电机通过联轴器连接所述连杆。进一步改进在于所述传动机构设有速度传感器、力传感器和位移传感器。进一步改进在于所述程控炉内设有温度传感器和压力传感器。进一步改进在于所述速度传感器、力传感器、位移传感器、温度传感器和压力传感器均连接所述单片机。进一步改进在于所述程控炉设有进气接口和排气接口，所述进气接口设有单向阀，所述排气接口设有溢流阀。一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置，能够根据涡轮增压器喷嘴环实际工作载荷谱，即速度谱或设计技术要求模拟喷嘴环实际工作环境状态，即模拟汽车排放高温、高压气体环境下，使喷嘴环叶片绕其旋转中心做往复旋转摆动。从而更加真实、准确的测试和反映出喷嘴环质量和性能的可靠性，为研发和制造质量更加可靠、性能更加优越的新型喷嘴环奠定了坚实的基础。一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置，使用步进电机作为动力源，用单片机作为程序载体，编写程序自由控制步进电机运动的速度以及时间，通过偏心轮滑块机构传递力和速度，使用夹具来固定待测喷嘴环，采用程控炉作为控温装置，且炉盖以及连杆通过处均装有高压密封圈，此外增加单向阀、溢流阀等装置，使其具有可靠的注气和排气接口，并且在传动机构的连杆处、终端，即涡轮增压器喷嘴环，安装了应变式力传感器，可以在试验全程实时获得负载和行程的具体数据。本技术的传动机构通过极位夹角和行程速度变化系数参数值来控制，没有急回特性，这保证了速度的均匀变化，为了保证传动时轻便省力，效率高，本技术采用了较小的压力角和较大的传动角，为了减小摩擦阻力，本技术的滑块部分采用铜和铝为材料，经过机加工后抛光制成，因此保证了较小的摩擦系数。因此，本技术的传动机构具有良好的传动性能和较高的传动效率。在试验中，经过高温和时间的共同作用，涡轮增压器喷嘴环各组件会发生形变，组件间的配合间隙也随之发生变化，因此试验过程中负载以及运动行程均会发生变化，为了实时检测负载以及行程具体数据，本技术在传动机构的连杆处和终端，即涡轮增压器喷嘴环，安装了应变式力传感器，可以在试验全程实时获得负载和行程的具体数据。本技术控制温度的部分采用程控炉，用于试验中加热时间和温度的自动控制，时间和温度控制准确，能克服测定中温度过冲现象，且炉内加高压密封圈和单向阀，保证炉内气体压强最大可达两个标准大气压，即2. 02X 10 Pa,内壁采用防火材料，具有耐高温、耐压和耐腐蚀的优点。本技术设有轻触薄膜面板按键输入信息和数据，操作方便，可靠性高，是准确理想的测控仪器，控温准确，升温速度快，定时方便，操作简单，对时间和温度等参数可进行程序化控制。本技术的有益效果是本技术可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置，根据喷嘴环实际工作载荷谱或设计技术要求编程控制喷嘴环叶片运动速度与试验时间，可编程控制与调节试验温度，可更换实验炉内部环境气体，能够最大程度模拟喷嘴环实际工作状态，实现喷嘴环可靠性试验考核，从而满足高性能、高可靠性喷嘴环的生产技术要求，为喷嘴环研发、生产提供生产与质量保证条件。本技术一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置，可应用于现有普通涡轮增压器试验台架上，结构设计合理，操作简便，运行稳定，一次可连续稳定运行上千小时，保障了实际生产喷嘴环质量和性能的可靠性，也为研发质量和性能更加优越的新型喷嘴环奠定坚实基础。附图说明图I是本技术一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置的结构示意图；图2是传动结构的偏心轮滑块机构的说明图；其中1_步进电机，2-单片机，3-传动机构，4-速度传感器，5-连杆，6-滑块，7-力传感器，8-位移传感器，9-夹具，10-进气接口，11-排气接口，12-温度传感器，13-压力传感器，14-程控炉，15-联轴器，16-机架，30-曲柄，31-转动副一，32-转动副二，33-转动副二，34-移动副。具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的优选实施例。如 图I和图2所示，实施例提供一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置，其特征在于，包括步进电机（1）、传动机构（3）、程控炉（14）和单片机（2），所述单片机（2）连接所述步进电机（1），所述步进电机（1）连接所述传动机构（3），步进电机（1）：作为动力源，通过带动传动机构（3）为试验模拟实境中的运动状态提供动力；传动机构（3）：通过带动连接的夹具（9），使夹具（9）夹持的试验喷嘴环运动，为试验提供模拟实境的运动状态；程控炉（14）：通过调节程控炉（14）内的温度、压力、气体组成，包括注入气体、烟尘或悬浮颗粒，为试验提供模拟环境；单片机（2）：控制试验装置的运行状态，并调节控制装置的模拟环境与试验喷嘴环的运动状态。

【技术特征摘要】
1.一种可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置，其特征在于，包括步进电机(I)、 传动机构(3)、程控炉(14)和单片机(2)，所述单片机(2)连接所述步进电机(1)，所述步进电机(I)连接所述传动机构(3 )，步进电机(I):作为动力源，通过带动传动机构(3)为试验模拟实境中的运动状态提供动力；传动机构(3):通过带动连接的夹具(9)，使夹具(9)夹持的试验喷嘴环运动，为试验提供模拟实境的运动状态；程控炉(14):通过调节程控炉(14)内的温度、压力、气体组成，包括注入气体、烟尘或悬浮颗粒，为试验提供模拟环境；单片机(2):控制试验装置的运行状态，并调节控制装置的模拟环境与试验喷嘴环的运动状态。2.如权利要求I所述的可变几何涡轮增压器喷嘴环可靠性试验装置，其特征在于，所述传动机构(3 )为偏心轮滑块机构，所述传动机构(3 )包括曲柄(30 )、连杆(5 )和滑块(6 )， 所述步进电机(I)连接所述连杆(5 )的一端，所述连杆(5 )的另一端连接有夹具(9 )，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄若，张景辉，钟敏，
申请(专利权)人：常州诚欧动力科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：