[发明专利]一种涡轮增压器试验中替代高温燃气的电加热系统

说明书

技术领域

本发明属于涡轮增压器试验技术领域，具体涉及一种电加热系统产生高温气体用于替代涡轮增压器试验中的高温燃气来冲击涡轮。

背景技术

在现有技术中，汽车或航空用涡轮增压器的试验均是用燃气发生器通过燃烧产生高温的燃气来模拟发动机排气用于冲击涡轮并带动增压器运转。这种方案的缺陷在于：燃气的压力或流量难以控制，且可控范围较窄；燃烧的稳定性不高，进入涡轮的燃气温度难以精确控制；燃气发生器点火启动时产生的燃气可能会超温以至烧坏涡轮叶片；由于燃烧不充分，燃气中难免会含有碳粒、油污等杂质，这些杂质会留在管壁及涡轮内部，甚至会随气流进入后续管路和设备，对涡轮及其他设备造成影响；需要使用燃油，或者酒精等燃料，存在一定的安全隐患；燃气发生器系统较复杂，燃烧器本体寿命不长，可靠性较差，运行维护不便。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种涡轮增压器试验中替代高温燃气的电加热系统，该系统结构简单，不仅能够有效克服上述缺点，而且能够产生同等做功能力的高温气体替代高温燃气用于涡轮增压器的试验。

根据本发明的一个方面，提供了一种涡轮增压器试验中替代高温燃气的电加热系统，其特征在于包括：

并联或者(和)串联的电加热器(组)，

控制所述电加热器(组)加热功率的功率调节器(组)(简称调功器)，

用于安装所述调功器(组)的调功柜，

安装在电加热器总管上的流量计，用于测量进入涡轮的气体的质量流量，

安装在电加热器总管上的调节阀(组)，用于调节进入涡轮的气体的质量流量或者压力，

安装在涡轮进口管上，用于测量涡轮入口气体参数的温度传感器和压力传感器，

用于安装和连接所述电加热器、流量计、调节阀、传感器、调功柜等所需的阀门、支架、管件、连接件、紧固件、动力电缆、信号电缆等。

与燃气发生器系统相比，本发明的主要优点包括：

(1)系统结构简单，安全和可靠性更高，

(2)产生的高温空气清洁无污染，而且不会超温烧坏涡轮，

(3)涡轮入口温度稳定性高，更容易调温，而且调节的精度也高，

(4)流量及涡轮入口压力调节范围更宽，精度也更高。

(5)寿命更长，使用和维护方便，经济性较高。

附图说明

图1是本发明的涡轮增压器试验中替代高温燃气的电加热系统的一个实施例的流程示意图。

附图标记：

1-电加热器进气(压缩空气)总管，2-流量计，3-调节阀，4-手动闸阀，5-开关控制阀，6-电加热器，7-温度传感器，8-压力传感器，9-涡轮进气管，10-调功柜，11-功率调节器，12-调功器动力线，13-电加热器动力线，

具体实施方式

根据本发明的一个实施例的涡轮增压器试验中替代高温燃气的电加热系统如图1所示，它包括两台对称并列安装的电加热器6，每台电加热器入口管路5上安装一台手动闸阀4和一台开关控制阀5，每台电加热器6均由一台功率调节器11(简称调功器)调节其加热功率。根据本发明的一个具体实施例，两台调功器11均安装于调功柜10内。电加热器进口总管1上安装流量计2和调节阀3，分别用于监测和控制经电加热器6加热后进入涡轮(未显示)的高温空气的流量或者压力。涡轮的进气管9上设置温度传感器7和压力传感器8，用于检测涡轮入口气体状态参数。

在做涡轮增压器试验时，当一切准备就绪后开启压缩空气供气，则压缩空气由总管1进入该系统，由测控系统(未显示)设定所需的涡轮入口9空气质量流量和温度，则经过调节阀3调节到给定的质量流量，经过调功器11调节加载于电加热器6上的功率来调节涡轮入口9的空气温度到指定值，从而满足涡轮增压器试验的需求。当需要考虑涡轮入口压力时，调节阀3则又可以用于调节涡轮入口的压力。

由于本实施例中两台电加热器6完全对称并列安装，当其入口管路5上阀门全开时，进入两台电加热器6的空气流量完全相等，两个电加热器的工作状况也应该完全相同。当做小流量试验需要的空气流量较小时，如果一台电加热器工作就能满足需求，那么可以关闭其中一台电加热器入口的阀门5，只让另一台电加热器工作。