汽油机涡轮增压器试验台技术的研究

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1、汽油机涡轮增压器试验台技术的研究MFT、FGT及VGT的试验研究[12]。伊朗的Sharif科技大学研究了车用涡轮增压器涡轮和叶轮的性能试验及其各个参数测量的不确定度，为试验台建设中如何减少测试误差提出了建议[13]。1.1.2国内涡轮增压器试验台的研究情况国内涡轮增压器试验研究的主体包括国际大型涡轮增压器技术公司在国内的独资或合资公司及国内本土企业或研究机构，一般外国独资或合资公司在国内只是建有制造基地，涡轮增压器试验研究相对较少。2005年，霍尼韦尔上海全球涡轮增压器技术中心计划投资1000万美元建立占地2900平方米的22个实验

2、室，这将是国内最完备的涡轮增压器实验室，可完成从涡轮增压器性能的测试（包括气动性能、声学振动、疲劳性能、材料性能、涡轮和压气机性能以及轴承系统等）到涡轮增压器与发动机的匹配试验[14]。目前，国内涡轮增压器试验台标准为：机械标准JB/T9752.2-2005《涡轮增压器第2部分：试验方法》，它的两个旧版的版本号为：NJ408-1986和JB/T9752.2-1999[15]。国内各研究机构对涡轮增压器试验台的研究情况为：大连铁道学院研制了从压气机端启动的自循环涡轮增压器试验台[16]；铁道部大连机车研究所研制了柴油机的废气涡轮增压器的

3、出厂试验台[17]；北京理工大学研制出用于测量转子疲劳寿命的自循环低周疲劳试验台[18]及用于研究涡轮增压器性能及教学的压气机性能试验台[19,20,21,22,23]；中国燃气涡轮研究院设计了用于涡轮增压器性能及可靠性试验的自动控制试验台[24,25]；内燃机车各机务段也为机车的涡轮增压器试验台做了很多相关的研究[26,27,28,29]；中国北方发动机研究所于2003年建成国内唯一的国家级增压技术重点实验室[30]。国内涡轮增压器生产厂家一般都拥有一台工厂检验性的出厂试验台，涡轮和压气机性能试验到其它有能力做此试验的单位完成。从我

4、国对涡轮增压器试验的研究情况来看，从最初只做简单的自循环试验到目前复杂的性能试验和研究性试验，从完全手工操作到半自动化，国内涡轮增压器试验台技术得到了很大的发展。特别是北京理工大学在涡轮增压器设计与试验技术的研究及教学方面都卓有成效，其研究成果处于国内领先水平，与相关企业合作成绩斐然。由于柴油机涡轮增压器普遍用于内燃机车及大型卡车，所以国内试验台的主要研究对象是柴油机涡轮增压器，多年积累的宝贵经验对汽油机涡轮增压器试验台的设计和建设有很高的参考价值。传统的柴油机涡轮增压器试验台的数据采集和控制系统采用仪表显示、手工记录和手动调节控制，

5、系统的测量和控制精度较低。目前，自动化程度较高的试验台普遍使用单片机构建数据采集硬件系统，用汇编、VC或VB等文本语言从底层开发应用软件；此方法的优点是成本比较低，但是开发测试周期长，维护困难，且系统测量精度和抗干扰能力比较差。1.2研究工作及论文内容安排国外的涡轮增压器试验台比较齐全且先进，而国内对试验台的研究起步较晚，设备技术水2南京航空航天大学硕士学位论文平相对落后，但也积累了很多宝贵的经验。针对目前国内大多从底层开发单片机硬件，用文本语言（汇编或C语言等）开发测控系统的现状，本文提出了利用数据采集卡和图形化开发环境快速开发基于

6、虚拟仪器的测控系统。本文主要研究了基于虚拟仪器的汽油机涡轮增压器检验型试验台，其目的是完成汽油机涡轮增压器出厂试验和压气机性能试验。参考机械行业标准JB/T9752.2-2005《涡轮增压器第2部分：试验方法》，设计了涡轮增压器试验台的机械部分（包括空气供给系统、燃烧室的燃油供给系统、冷却润滑系统）、控制系统和数据采集与处理系统等。用三维设计软件CATIA设计了试验台的布局和管路系统，缩短了建造周期；应用虚拟仪器技术设计试验台的测控系统，不但提高了系统的稳定性、抗干扰性、自动化程度，还大大缩短了系统的设计和构建的时间，为企业节约了时间

7、成本。最终用某型号汽油机涡轮增压器在试验台上做压气机的性能试验，验证了试验台的稳定性和准确性。论文的内容具体安排如下：第二章试验台系统方案的确定。根据《涡轮增压器第2部分：试验方法》，确定试验台的结构组成及需要测量与控制的参数；确定测控系统的设计方案，包括测控系统硬件的选用，程序开发工具的选择等。第三章试验台系统结构设计及实现。根据试验台系统原理示意图，设计并集成风源系统、管路系统、空气加热系统、冷却系统及润滑系统等，并对这些系统作了详细的介绍。第四章试验台测控系统的设计与实现。从测控系统硬件和软件的角度，详细介绍了构建基于虚拟仪器技

8、术的试验台测控系统的过程。介绍了数据采集设备（包括PCI-6238及USB-9233）、传感器（包括温度、压力、振动、转速及空气流量传感器）及控制器（变频器、PLC及阀门控制装置）的性能参数及使用方法，并根据测控系统结构