可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置，該種試驗裝置包括步進電機、傳動機構、程控爐和單片機，程控爐為試驗提供模擬環境；單片機控制試驗裝置的運行狀態，并調節控制裝置的模擬環境與試驗噴嘴環的運動狀態；本實用新型專利技術能夠根據噴嘴環實際工作要求編程控制噴嘴環葉片運動速度與試驗時間，可編程控制調節試驗溫度，可更換實驗爐內部環境氣體，能夠最大程度模擬噴嘴環實際工作狀態，實現其可靠性試驗考核，從而滿足高性能、高可靠性噴嘴環的生產技術要求，也為研發質量和性能更加優越的噴嘴環奠定堅實基礎。同時該種試驗裝置可推廣用于各種可變幾何渦輪增壓器實驗臺架以及相關用途的實驗測試設備中。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置
本技術涉及一種試驗裝置，尤其涉及一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置。
技術介紹
渦輪增壓是內燃機強化、節能、環保的最重要技術措施之一。與自然進氣內燃機相比，采用先進的可變幾何潤輪增壓器，Variable Geometry Turbocharger,簡稱VGT,尤其是其主要形式的可變噴嘴環潤輪增壓器，Variable Nozzle Turbocharger,簡稱VNT,可以進一步提高性能，可實現節能汽油機10% 20%和柴油機20% 40%的目標，配合其他技術手段可達到歐IV、歐V和歐VI的排放水平。與混合動力和電動汽車技術相比，渦輪增壓技術成本優勢明顯。隨著國IV以上汽車排放標準的實施，第一代普通渦輪增壓器、第二代旁通放氣渦輪增壓器將逐步退出汽車市場，第三代可變噴嘴環渦輪增壓器應用將日益廣泛。噴嘴環是可變噴嘴環渦輪增壓器的核心部件，其氣動熱力性能對可變噴嘴環渦輪增壓器渦輪級性能有重要影響，其可靠性基本上決定著可變噴嘴環渦輪增壓器的壽命。噴嘴環的工作環境與航空燃氣渦輪發動機的渦輪葉片相似，即在高溫、高壓、高速且具有一定腐蝕性的燃氣中工作，但其工況變化頻繁、工作溫度較低，目前最高溫度一般小于1050°C， 葉片繞自己的旋轉軸旋轉擺動。噴嘴環惡劣的工作環境與較高的制造精度要求，對其材料品質、加工工藝、試驗檢測提出了很高的要求。目前一般采用高溫靜態試驗方法進行噴嘴環可靠性考核，但噴嘴環實際工作狀態是運動的，靜止狀態和運動狀態下材料內應力與承受外力均不同，僅滿足高溫條件，不能真實的反映噴嘴環實際的工作狀態，測試的準確性和可信性很差，不能為新產品研發提供實驗依據。此外，目前車用渦輪增壓器的可靠性試驗一般在專用試驗臺上按照有關標準進行，也可以安裝在發動機上與發動機一起進行可靠性試驗。由于國內剛剛開始研發可變幾何渦輪增壓器，缺乏相關的可靠性試驗裝置，嚴重影響了可變幾何渦輪增壓器產品的開發與應用。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置解決現有技術中存在的采用高溫靜態進行噴嘴環可靠性考核，但噴嘴環實際工作狀態是運動的，靜止狀態和運動狀態下材料內應力與承受外力均不同，僅滿足高溫條件，不能真實的反映噴嘴環實際的工作狀態，測試的準確性和可信性很差，不能為新產品研發提供實驗依據的問題。本技術的技術解決方案是一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置，包括步進電機、傳動機構、程控爐和單片機,所述單片機連接所述步進電機,所述步進電機連接所述傳動機構，步進電機作為動力源，通過帶動傳動機構為試驗模擬實境中的運動狀態提供動力；傳動機構通過帶動連接的夾具，使夾具夾持的試驗嗔嘴環運動，為試驗提供I旲擬實境的運動狀態；程控爐通過調節程控爐內的溫度、壓力、氣體組成，包括注入氣體、煙塵或懸浮顆粒，為試驗提供模擬環境；單片機控制試驗裝置的運行狀態，并調節控制裝置的模擬環境與試驗噴嘴環的運動狀態。進一步改進在于所述傳動機構為偏心輪滑塊機構，所述傳動機構包括曲柄、連桿和滑塊，所述步進電機連接所述連桿的一端，所述連桿的另一端連接有夾具，所述夾具設于所述程控爐內。進一步改進在于所述步進電機通過聯軸器連接所述連桿。進一步改進在于所述傳動機構設有速度傳感器、力傳感器和位移傳感器。進一步改進在于所述程控爐內設有溫度傳感器和壓力傳感器。進一步改進在于所述速度傳感器、力傳感器、位移傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器均連接所述單片機。進一步改進在于所述程控爐設有進氣接口和排氣接口，所述進氣接口設有單向閥，所述排氣接口設有溢流閥。一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置，能夠根據渦輪增壓器噴嘴環實際工作載荷譜，即速度譜或設計技術要求模擬噴嘴環實際工作環境狀態，即模擬汽車排放高溫、高壓氣體環境下，使噴嘴環葉片繞其旋轉中心做往復旋轉擺動。從而更加真實、準確的測試和反映出噴嘴環質量和性能的可靠性，為研發和制造質量更加可靠、性能更加優越的新型噴嘴環奠定了堅實的基礎。一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置，使用步進電機作為動力源，用單片機作為程序載體，編寫程序自由控制步進電機運動的速度以及時間，通過偏心輪滑塊機構傳遞力和速度，使用夾具來固定待測噴嘴環，采用程控爐作為控溫裝置，且爐蓋以及連桿通過處均裝有高壓密封圈，此外增加單向閥、溢流閥等裝置，使其具有可靠的注氣和排氣接口，并且在傳動機構的連桿處、終端，即渦輪增壓器噴嘴環，安裝了應變式力傳感器，可以在試驗全程實時獲得負載和行程的具體數據。本技術的傳動機構通過極位夾角和行程速度變化系數參數值來控制，沒有急回特性，這保證了速度的均勻變化，為了保證傳動時輕便省力，效率高，本技術采用了較小的壓力角和較大的傳動角，為了減小摩擦阻力，本技術的滑塊部分采用銅和鋁為材料，經過機加工后拋光制成，因此保證了較小的摩擦系數。因此，本技術的傳動機構具有良好的傳動性能和較高的傳動效率。在試驗中，經過高溫和時間的共同作用，渦輪增壓器噴嘴環各組件會發生形變，組件間的配合間隙也隨之發生變化，因此試驗過程中負載以及運動行程均會發生變化，為了實時檢測負載以及行程具體數據，本技術在傳動機構的連桿處和終端，即渦輪增壓器噴嘴環，安裝了應變式力傳感器，可以在試驗全程實時獲得負載和行程的具體數據。本技術控制溫度的部分采用程控爐，用于試驗中加熱時間和溫度的自動控制，時間和溫度控制準確，能克服測定中溫度過沖現象，且爐內加高壓密封圈和單向閥，保證爐內氣體壓強最大可達兩個標準大氣壓，即2. 02X 10 Pa,內壁采用防火材料，具有耐高溫、耐壓和耐腐蝕的優點。本技術設有輕觸薄膜面板按鍵輸入信息和數據，操作方便，可靠性高，是準確理想的測控儀器，控溫準確，升溫速度快，定時方便，操作簡單，對時間和溫度等參數可進行程序化控制。本技術的有益效果是本技術可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置，根據噴嘴環實際工作載荷譜或設計技術要求編程控制噴嘴環葉片運動速度與試驗時間，可編程控制與調節試驗溫度，可更換實驗爐內部環境氣體，能夠最大程度模擬噴嘴環實際工作狀態，實現噴嘴環可靠性試驗考核，從而滿足高性能、高可靠性噴嘴環的生產技術要求，為噴嘴環研發、生產提供生產與質量保證條件。本技術一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置，可應用于現有普通渦輪增壓器試驗臺架上，結構設計合理，操作簡便，運行穩定，一次可連續穩定運行上千小時，保障了實際生產噴嘴環質量和性能的可靠性，也為研發質量和性能更加優越的新型噴嘴環奠定堅實基礎。附圖說明圖I是本技術一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置的結構示意圖；圖2是傳動結構的偏心輪滑塊機構的說明圖；其中1_步進電機，2-單片機，3-傳動機構，4-速度傳感器，5-連桿，6-滑塊，7-力傳感器，8-位移傳感器，9-夾具，10-進氣接口，11-排氣接口，12-溫度傳感器，13-壓力傳感器，14-程控爐，15-聯軸器，16-機架，30-曲柄，31-轉動副一，32-轉動副二，33-轉動副二，34-移動副。具體實施方式以下結合附圖詳細說明本技術的優選實施例。如 圖I和圖2所示，實施例提供一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置，其特征在于，包括步進電機（1）、傳動機構（3）、程控爐（14）和單片機（2），所述單片機（2）連接所述步進電機（1），所述步進電機（1）連接所述傳動機構（3），步進電機（1）：作為動力源，通過帶動傳動機構（3）為試驗模擬實境中的運動狀態提供動力；傳動機構（3）：通過帶動連接的夾具（9），使夾具（9）夾持的試驗噴嘴環運動，為試驗提供模擬實境的運動狀態；程控爐（14）：通過調節程控爐（14）內的溫度、壓力、氣體組成，包括注入氣體、煙塵或懸浮顆粒，為試驗提供模擬環境；單片機（2）：控制試驗裝置的運行狀態，并調節控制裝置的模擬環境與試驗噴嘴環的運動狀態。

【技術特征摘要】
1.一種可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置，其特征在于，包括步進電機(I)、 傳動機構(3)、程控爐(14)和單片機(2)，所述單片機(2)連接所述步進電機(1)，所述步進電機(I)連接所述傳動機構(3 )，步進電機(I):作為動力源，通過帶動傳動機構(3)為試驗模擬實境中的運動狀態提供動力；傳動機構(3):通過帶動連接的夾具(9)，使夾具(9)夾持的試驗噴嘴環運動，為試驗提供模擬實境的運動狀態；程控爐(14):通過調節程控爐(14)內的溫度、壓力、氣體組成，包括注入氣體、煙塵或懸浮顆粒，為試驗提供模擬環境；單片機(2):控制試驗裝置的運行狀態，并調節控制裝置的模擬環境與試驗噴嘴環的運動狀態。2.如權利要求I所述的可變幾何渦輪增壓器噴嘴環可靠性試驗裝置，其特征在于，所述傳動機構(3 )為偏心輪滑塊機構，所述傳動機構(3 )包括曲柄(30 )、連桿(5 )和滑塊(6 )， 所述步進電機(I)連接所述連桿(5 )的一端，所述連桿(5 )的另一端連接有夾具(9 )，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃若，張景輝，鐘敏，
申請(專利權)人：常州誠歐動力科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：