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1、(10)申请公布号 CN 102840159 A(43)申请公布日 2012.12.26CN102840159A*CN102840159A*(21)申请号 201210364450.X(22)申请日 2012.09.26F04D 27/00(2006.01)(71)申请人北京理工大学地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人张虹 王云龙 冯志学 鲍捷(54) 发明名称可变直径压气机进口负压调节装置(57) 摘要本发明涉及一种可变直径压气机进口负压调节装置,特别适用于车用涡轮增压器压气机性能试验台,属于机械技术领域。包括固定框、多个叶片和操纵装置；按顺时针次序排列叶片，保证每。
2、个叶片的尖端部都压在其前一叶片上，将叶片转动轴一一对应地插入固定框上的叶片转动轴定位孔，使所有叶片交错排列在固定框凹槽内。将操纵盘上的拨动轴分别穿过与之相对应的叶片上的通槽，然后使拨动轴的端部插入到固定框的拨动轴导向槽内。本发明能够方便快捷地改变压气机进口处通流截面，从而调整压气机进口负压；并且能够保证通流面的规则形状以及相对管道中心的对称性，减小进气阻力，消除由于进气口形状不规则给试验带来的不良影响。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图5页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 5 页1/1页21.可变直径压气机进口。
3、负压调节装置，其特征在于：包括固定框、多个叶片和操纵装置；所述的固定框为凹槽状，中心为中空的孔径；从孔径到固定框外缘的凹槽内部，沿径向开凿叶片转轴定位孔和拨动轴导向槽；多组叶片转轴定位孔和拨动轴导向槽均匀分布在以固定框形心为圆心的圆周上，且数量分别与叶片数目相同；固定框外缘内壁上均匀地分布多个半圆形操纵盘限位墩，每个限位墩处在相邻的两个拨动轴导向槽之间的径向上；所述的叶片轮廓形状由一系列的圆弧和过渡线光滑过渡形成；叶片的外侧大圆弧线的半径小于固定框外缘半径，叶片内侧小圆半径大于固定框中心孔径的半径；每个叶片的一端均设有一个叶片转动轴，其尺寸与固定框上的叶片转动轴定位孔间隙配合，保证叶片安装在固。
4、定框内部后能够绕叶片转动轴转动一定的角度；每个叶片上开有一个通槽；所述的操纵装置包括环形操纵盘、操纵杆和与叶片数目相一致的拨动轴；拨动轴均匀分布在环形操纵盘上，位置与固定框上的拨动轴导向槽一一对应；环形操纵盘的另一面上安装操纵杆；环形操纵盘与固定框形状一致，其外径小于固定框外径，中心孔径与固定框中心孔径大小相同；所述压气机进口负压可调装置的装配关系为：按顺时针次序排列叶片，保证每个叶片的尖端部都压在其前一叶片上，将叶片转动轴一一对应地插入固定框上的叶片转动轴定位孔，使所有叶片交错排列在固定框凹槽内；将操纵盘上的拨动轴分别穿过与之相对应的叶片上的通槽，然后使拨动轴的端部插入到固定框的拨动轴导向槽。
5、内。2.根据权利要求1所述的可变直径压气机进口负压调节装置，其特征在于：所述的叶片数目为6-9片。3.根据权利要求1所述的可变直径压气机进口负压调节装置，其特征在于：所述通槽的宽度保证拨动轴能从槽内穿过，长度受叶片运动幅度的限制。4.根据权利要求1所述的可变直径压气机进口负压调节装置，其特征在于：所述叶片端部轮廓线保证各叶片交错排列，并且叶片转动时不同叶片之间不会发生运动干涉。5.根据权利要求1所述的可变直径压气机进口负压调节装置，其特征在于：安装在压气机性能试验台上进气流量计与压气机进口之间。权 利 要 求 书CN 102840159 A1/4页3可变直径压气机进口负压调节装置技术领域000。
6、1 本发明涉及一种可变直径压气机进口负压调节装置,特别适用于车用涡轮增压器压气机性能试验台,属于机械技术领域。背景技术0002 由于涡轮增压器的种种优点，目前绝大部分柴油发动机和部分汽油机都采用了废气涡轮增压技术。为了保证车用增压器在增压过程中的可靠性、安全性和高效性，增压器装机运行前的性能检测就显得尤为重要。车用涡轮增压器的性能试验主要包括涡轮性能试验和压气机性能试验两个方面。在压气机性能试验中，压气机进口负压对压气机本身性能的影响是性能试验的一个重要方面。目前，在国内外常用的压气机性能试验台上，没有专门用来进行压气机进口负压调节的装置。实验中通常采用手动操作，在压气机进口处安装一遮挡板，通。
7、过手工调整遮挡板位置，改变进口管道通流截面面积，从而调整压气机进口负压的大小。此种方法虽结构简单，易于操作，但调整的过程中纯手工操作的方式不仅不能满足试验所需的精度要求，而且操作不够安全快捷。手动方式也不适合在压气机出厂大批量检测或实验工况点较多的情况下完成。除此之外，通过遮挡板调整的管道通流截面形状不规则，且通流面偏离管道中心，靠向管道一侧，这样会对气体的流动造成一定影响，致使试验结果的准确度下降。0003 漏油问题是车用涡轮增压器在车辆上应用的一个常用和亟待克服的问题，直接影响到车用发动机的性能和排放指标。在实际工作中漏油和发动机的运行工况以及增压器的设计有关。对压气机来说，在涡轮增压器使。
8、用过程中，当压气机进口负压超过一定上限时，密封装置两侧压力平衡遭到破坏，润滑油透过密封圈渗到压气机内部，大大影响了压气机的性能。随着使用过程中各连接和密封装置的不断磨损，负压上限也会不断降低。压气机密封装置所能承受的最大负压是衡量密封性的重要指标，而在现有的实验台一直都没有很好的方法对其进行检测。为了更有有效地研究压气机进口负压与压气机漏油之间的关系，为增压器的出厂检验、保养维修提供标准依据，必须在试验台上利用一套装置快捷有效地调整压气机进口负压，为实验的开展提供技术支持，以便在增压器出厂前动态漏油检测中快速准确地排除由装配或部件质量问题引起的漏油隐患。发明内容0004 本发明的目的是为解决现。
9、有压气机性能试验台进口负压调节方式笨拙、控制精度较低的问题，提出一种可变直径的压气机进口负压可调装置。0005 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：0006 一种可变直径的压气机进口负压可调装置，具体包括固定框、多个叶片和操纵装置。0007 所述的固定框为凹槽状，中心为中空的孔径；从孔径到固定框外缘的凹槽内部，沿径向开凿叶片转轴定位孔和拨动轴导向槽；多组叶片转轴定位孔和拨动轴导向槽均匀分说 明 书CN 102840159 A2/4页4布在以固定框形心为圆心的圆周上，且数量分别与叶片数目相同。固定框外缘内壁上均匀地分布着多个半圆形操纵盘限位墩，每个限位墩处在相邻的两个拨动轴导向槽之间的径向上。
10、。0008 所述的叶片数目为6到9片，叶片轮廓形状由一系列的圆弧和过渡线光滑过渡形成。叶片的外侧大圆弧线的半径小于固定框外缘半径，以保证叶片能够安装到固定框槽内。叶片内侧小圆半径大于固定框中心孔径的半径，以保证叶片全开时的最大流通面积。叶片端部轮廓线能保证各叶片交错排列，并且叶片转动时不同叶片之间不会发生运动干涉。每个叶片的一端均设有一个叶片转动轴，其尺寸与固定框上的叶片转动轴定位孔间隙配合，保证叶片安装在固定框内部后能够绕叶片转动轴转动一定的角度。另外，每个叶片上开有一个通槽。通槽的宽度保证拨动轴能从槽内穿过，长度受叶片运动幅度的限制。0009 所述的操纵装置包括环形操纵盘、操纵杆和与叶片数。
11、目相一致的拨动轴；拨动轴均匀分布在环形操纵盘上，位置与固定框上的拨动轴导向槽一一对应。环形操纵盘的另一面上安装操纵杆。环形操纵盘与固定框形状一致，其外径小于固定框外径，中心孔径与固定框中心孔径大小相同。0010 本发明的压气机进口负压可调装置的装配关系为：按顺时针次序排列叶片，保证每个叶片的尖端部都压在其前一叶片上，将叶片转动轴一一对应地插入固定框上的叶片转动轴定位孔，使所有叶片交错排列在固定框凹槽内。将操纵盘上的拨动轴分别穿过与之相对应的叶片上的通槽，然后使拨动轴的端部插入到固定框的拨动轴导向槽内。0011 本发明的可变直径的压气机进口负压可调装置安装在压气机性能试验台上进气流量计与压气机进。
12、口之间，当进行压气机进口负压与压气机性能试验时，通过操纵杆带动叶片沿拨动轴导向槽转动，达到扩大或缩小进口截面的目的，保持压气机进口负压为定值，便于测量此时压气机的各种性能参数。当进行压气机漏油负压检测时，通过操纵杆的控制，逐渐改变进口截面，测出压气机开始漏油的进气负压临界值。0012 有益效果0013 与现用的手动负压调节方式相比较，本发明能够方便快捷地改变压气机进口处通流截面，从而调整压气机进口负压；并且能够保证通流面的规则形状以及相对管道中心的对称性，减小进气阻力，消除由于进气口形状不规则给试验带来的不良影响。附图说明0014 图1是本发明的可变直径压气机进口负压调节装置整体结构机械图；0。
13、015 图2是具体实施方式中固定框机械结构示意图；0016 图3是具体实施方式中叶片机械结构示意图；0017 图4是具体实施方式中操纵装置机械结构示意图；0018 图5是具体实施方式中可变直径压气机进口负压调节装置工作状态示意图；其中(a)、(b)、(c)、(d)分别为最大通流面、4/5通流面、1/2通流面、最小通流面的效果示意图；0019 图6是具体实施方式中压气机进口负压调节装置试验台结构示意图。0020 标号说明：1固定框，2叶片，3操纵装置，4叶片转轴定位孔，5拨动轴导向槽，6操纵盘限位墩，7叶片转动轴，8通槽，9操纵盘，10拨动轴，11操纵杆,12空气流量计，13负压调节装置，14负。
14、压测量装置，15压气机。说 明 书CN 102840159 A3/4页5具体实施方式0021 以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的实施方案作进一步描述。0022 如图1所示，本发明主要由固定框1、叶片2和操纵装置3构成。0023 如图2所示，所述固定框为凹槽形框架，中心为中空的孔径。本实施例中，固定框外径为84mm，内径为40mm，框架壁厚为3mm。从孔径到固定框外缘的凹槽内部，沿径向开凿6组叶片转轴定位孔4和拨动轴导向槽5。6个叶片转动轴定位孔均匀的分布在以固定框形心为圆心，以48mm为直径的圆上，每个定位孔直径均为2.02mm。导向槽为扇环形，外环和内环直径分别为64mm、56m。
15、m，扇环所对应的圆心角为25，并且扇环一边在对应定位孔圆心所在的直径上。导向槽对操纵装置上的拨动轴起到运动导向作用，另外还可以对操纵装置起到一定的限位作用。在固定框槽壁上还均匀地分布着6个半圆形限位墩6，限位墩的半径设计为3mm，高度为2mm，具体尺寸如图2所示。在固定框和操纵装置装配时限位墩起到轴向限位作用。0024 如图3所示，叶片轮廓线由光滑的圆弧线和一些过渡连接线组成。考虑到结构复杂性和流通入口的规则性，此装置中的叶片数目选为6片。叶片的外侧大圆弧线，半径略小于固定框外缘半径为38.99mm，以保证叶片能够安装到固定框槽内。叶片内侧小圆半径也应略大于固定框内径为21mm，以保证叶片全开。
16、时的最大流通面积。叶片端部轮廓线应保证各叶片能够交错排列，并且叶片转动时不同叶片之间不会发生运动干涉。在叶片的一端设有直径为2mm的叶片转动轴7，转动轴与固定框上的叶片转动轴限位孔间隙配合，保证叶片安装在固定框内后能够绕转动轴转动一定的角度。另外，叶片上开有与操纵装置上的拨动轴相配合的通槽8。通槽的宽度应保证拨动轴能从槽内穿过，通槽的长度也受到叶片运动幅度的限制，具体尺寸如图3所示。0025 如图4所示，操纵装置包括操纵盘9、拨动轴10、操纵杆11三部分。所述操纵盘为环状，其外径为77.98mm略小于固定框槽壁内径，以保证操纵盘能正常安装进固定框内，其内径42mm略大于固定框内径，以保证装置的。
17、最大流通面积。拨动轴直径为1.98mm均匀分布在操纵盘上。所述操纵杆用来操纵操纵盘，通过拨动操纵杆带动操纵盘的转动。0026 整体装配时，将叶片的转动轴插到固定框上的转动轴定位孔内，按顺时针次序排列叶片，保证每个叶片的尖端部都压在其前一叶片上，使所有叶片交错排列。将操纵盘上的拨动轴分别穿过与之相对应的叶片上的通槽，然后使拨动轴的端部插入到固定框上的导向槽内。此装置装配完毕，如图1所示。在试验中，转动操纵杆，操纵盘将绕其形心转动，操纵盘上的拨动轴拨动叶片，各叶片绕各自的转动轴转动，相邻叶片之间的重叠面积发生改变，此时由所有叶片围成的通流面的大小发生改变，即实现了变直径调节功能。如图5所示，图a、。
18、b、c、d分别为最大通流面、1/5通流面、1/2通流面、最小通流面的效果示意图。0027 如图6所示，在压气机性能试验台上，将所述负压调节装置13安装在压气机进气流量计12与压气机15的进口之间。在负压调节装置和压气机进口之间还装有负压测量装置14。当进行压气机进口负压与压气机性能关系试验时，需要将压气机进口负压设定在不同值，然后分别测定每一定值负压下压气机的性能参数。通过调整操作装置扩大或缩小进口截面，始终保持压气机进口负压为定值，从而测量此时压气机的各种性能参数。当进行压气机漏油负压检测时，通过操纵装置改变进口截面，逐渐增压或者缩小压气机进口负压，当说 明 书CN 102840159 A4/4页6压气机出现漏油现象时，从负压测量装置14上读出对应的负压值，此负压值即为压气机开始漏油的进气负压临界值。只要此临界值大于压气机在实际工作中的最大负压值，就能保证压气机装车运行后不会漏油。反之，若漏油临界值不能达到要求，则需再次检查增压器的装配情况和密封装置的质量问题。说 明 书CN 102840159 A1/5页7图1说 明 书 附 图CN 102840159 A2/5页8图2说 明 书 附 图CN 102840159 A3/5页9图3图4说 明 书 附 图CN 102840159 A4/5页10图5说 明 书 附 图CN 102840159 A10。