一种增压器压气机和涡轮漏气量测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105352676A(43)申请公布日2016.02.24(21)申请号201510630046.6(22)申请日2015.09.29(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号北京理工大学(72)发明人祁明旭马朝臣施新(51)Int.Cl.G01M3/26(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种增压器压气机和涡轮漏气量测量方法(57)摘要本发明涉及一种增压器压气机和涡轮漏气量测量方法，特别是一种基于CO2浓度的增压器压气机和涡轮漏气量测量方法，属于内燃机增压领域。压缩空气进入燃烧室完成燃烧过程，产生高温高压燃气。燃气通过管道进入涡轮，膨胀做功，驱动压气机旋转；待测增压器处于自循环状态；采集燃烧室排出的燃气的CO2浓度CT_CO2以及温度TT2；采集油气分离装置排气管排出气体的CO2浓度Cmix_CO2和气体流量mleak；采集油气分离装置中的机油温度TL；通过计算，即可得出增压器总漏气量中压气机端和涡轮端各自的漏气量：本方法既能够测量增压器的总漏气，又能准确的测量增压器压气机和涡轮各自的漏气量。CN105352676ACN105352676A权利要求书1/2页1.一种增压器压气机和涡轮漏气量测量方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、压缩空气进入燃烧室完成燃烧过程，产生高温高压燃气；燃气通过管道进入涡轮，膨胀做功，驱动压气机旋转；待测增压器处于自循环状态；步骤二、采集燃烧室排出的燃气的CO2浓度CT_CO2以及温度TT2；步骤三、采集油气分离装置排气管排出气体的CO2浓度Cmix_CO2和气体流量mleak；采集油气分离装置中的机油温度TL；步骤四、采用下列公式组计算压气机漏气量和涡轮漏气量：涡轮排气密度：式中：RT为涡轮内燃气的气体常数，约与空气的气体常数相同；TT2为涡端端排气温度；pa为大气压力；涡轮排气中CO2的质量比例：式中：ρco2为涡轮排气中二氧化碳的密度；ρT2为涡轮排气的密度；二者皆可通过标准状态方程计算得到；CT_CO2为CO2浓度分析仪测量所得的涡轮排气中的CO2浓度；增压器漏气混合气体的密度：式中：ρleak为增压器漏气在油气分离装置出口的混合气体密度；Rleak增压器漏气的气体常数，可视为与空气的气体常数相同；TL为油气分离装置中机油温度，该温度可视为油气分离装置出口混合气体的温度；pa为大气压力；油气分离装置气体出口CO2的质量比例：式中：ρco2为涡轮排气中二氧化碳的密度；ρleak为油气分离装置出口混合气体的密度；二者皆可通过标准状态方程计算得到；Cmix_CO2为CO2浓度分析仪测量所得的油气分离装置气体出口处混合气体中的CO2浓度；2CN105352676A权利要求书2/2页根据式(2)及(4)可知：涡轮端漏气量：压气机端漏气量：mC_leak＝mleak-mT_leak(6)根据式(5)和(6)，即可得出增压器总漏气量中压气机端和涡轮端各自的漏气量。2.如权利要求1所述的一种增压器压气机和涡轮漏气量测量方法，其特征在于：所述采集燃烧室排出的燃气的CO2浓度是通过红外CO2浓度分析仪实现的。3.如权利要求1所述的一种增压器压气机和涡轮漏气量测量方法，其特征在于：所述采集燃烧室排出的燃气的温度TT2是通过温度传感器实现的。4.如权利要求1所述的一种增压器压气机和涡轮漏气量测量方法，其特征在于：所述采集位置包括涡轮进气管路、涡轮本体以及涡轮排气管路。3CN105352676A说明书1/6页一种增压器压气机和涡轮漏气量测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种增压器压气机和涡轮漏气量测量方法，特别是一种基于CO2浓度浓度的增压器压气机和涡轮漏气量测量方法，属于内燃机增压领域。背景技术[0002]涡轮增压技术作为提升发动机动力性、改善发动机燃油经济性以及降低发动机排放的有效手段，在车用发动机上得到了广泛应用，而随着排放标准的进一步提高，涡轮增压器(以下简称增压器)的应用也将更加普及。增压器在运行中，为了防止轴承润滑油向压气机及涡轮端渗漏或者压气机端高压空气和涡轮端高压燃气向润滑油路泄漏，增压器中间体(静止部件)与转子轴之间安装密封环进行油、气的密封，但密封环采用非接触式密封型式，其与转子轴之间总是存在一定尺寸的间隙以保证压气机和涡轮转子安全高速旋转，故而压气机和涡轮端的漏气以及润滑油的泄漏总会存在。在与发动机的协同工作中，允许少量的增压器漏气存在。过量的漏气量会恶化增压器的总体性能，影响其与发动机的工况匹配进而对发动机的性能产生影响。因此，增压器出厂前需要对增压器的漏气量进行测量，以评估其对发动机匹配工况的影响进而做出改进；同时需要对增压器涡轮端和压气机端分别的漏气