[发明专利]涡轮增压器漏气测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体泄漏测量装置和测量方法，尤其涉及一种涡轮增压器压缩空气与燃 气动态泄漏测量装置和测量方法。

背景技术

涡轮增压器为双内支撑、双悬臂叶轮、外供润滑油轴承-转子系统结构，压气机和轴承 体之间以及涡轮和轴承体之间均采用活塞环式机械密封，即分别密封空气、燃气向轴承体内 渗漏和轴承体内润滑油向压气机端空气中、涡轮端燃气中泄漏。但是，由于涡轮增压器工作 时，压气机端空气压力、涡轮端燃气压力与轴承体内润滑油压力一般不相等，因此，涡轮增 压器压气机和轴承体之间以及涡轮和轴承体之间存在油气相互渗漏的现象。

虽然涡轮增压器的正常工作允许少量的压缩空气与燃气向轴承体内泄漏，但如果压气机 端压缩空气泄漏量过大，则势必导致增压器增压压力下降；如果涡轮端燃气泄漏量过大，则 亦会使涡轮做功能力降低、涡轮效率下降，总之两端的气体泄漏将使增压器的工作可靠性大 大降低并最终导致增压器失效。

因此，测量与控制涡轮增压器的气体泄漏量对于保证其产品质量具有重要意义，此外， 对于涡轮增压器产品结构设计也必须掌握两端的气体泄漏情况，以确保产品结构可靠性。

由于目前还无专门用于涡轮增压器工作状态下、即动态下的漏气量测量设备，增压器生 产厂家也都没有进行这一检测，从而致使增压器的出厂性能得不到保证，部分增压器运转一 段时间后存在泄漏较为严重的现象，导致增压器失效。

目前工业上通用的气体泄漏检测设备不能用于涡轮增压器的泄漏检测。一是因为涡轮增 压器在实际工作状态下连续泄漏的气体与润滑油混合在一起排出增压器轴承体，必须对这些 油气混合物进行冷却、分离后才能实施漏气量的测量。二是目前工业上的通用检漏设备都是 用来检测极微小的气体泄漏量或无泄漏的情况，而涡轮增压器本身在正常工作状态下是允许 有少量的气体泄漏量，并且该涡轮增压器需要准确检测泄漏量的大小，所以目前工业上通用 检漏设备普遍存在量程不够，且无法准确显示泄漏流量大小等问题。

针对上述，国内目前存在有一种近似地检测涡轮增压器密封性能的设备，如增压器泄漏 检测试验台，专利号02100418.8。其中，所述试验台所进行的增压器气体泄漏检查是在增压 器不工作时、即在增压器静止状态下，检查增压器压气机端与涡轮端两个机械密封结构的压 缩空气密封情况；这与增压器实际工作时、压气机端机械密封结构双向分别密封压缩空气与 压力润滑油、涡轮端机械密封结构双向分别密封燃气与压力润滑油完全不同，因此，专利 02100418.8所述的增压器泄漏检测试验台只是检测得到一种近似的增压器密封情况，而非真 实的气体泄漏数值。

发明内容

鉴于上述问题，本发明之一目的在于提供一种可在涡轮增压器处在工作动态或模拟工作 状态时，对所述涡轮增压器进行气体泄漏测量的漏气测量装置。

所述涡轮增压器漏气测量装置包括油气进入管、压力调节阀、油气收集罐、冷凝器、冷 却进水管、氧传感器、前排气管、压力传感器、温度传感器、气体流量计、后排气管、冷却 排水管以及润滑油排出管。其中，所述油气进入管一端与涡轮增压器轴承体上的润滑油出口 相连接，另一端则是与油气收集罐相接，以将涡轮增压器排出的油气混合物进入油气收集罐； 所述压力调节阀用以调节与控制增压器油气混合物的排出背压，其为安装于所述油气进入管 上；所述油气收集罐为用以实现油气混合物的分离，其还分别与所述氧传感器、前排气管， 润滑油排出管相连接；所述冷凝器为安装于油气收集罐内，其一端与冷却进水管，而另一端 则是与冷却排水管连接；所述前排气管一端为相接于油气收集罐；所述压力传感器与温度传 感器为安装在前排气管上；所述气体流量计为用以测量泄漏气体的流量，其两端分别与前排 气管和后排气管相连；以及所述润滑油排出管为相接于所述油气收集罐。

本发明之另一目的在于提供一种可在涡轮增压器处在工作动态或模拟工作状态时，对所 述涡轮增压器进行气体泄漏测量的方法。

所述涡轮增压器漏气测量方法包括以下步骤：

(1)通过压力调节阀对涡轮增压器的润滑油、空气以及燃气混合物的排放背压进行调节， 使得其与压力设定值一致；

(2)对油气收集罐内润滑油液面是否处于正常位置以及冷却水是否处于循环状态进行检 查，如若油气收集罐内润滑油液面处于正常位置以及冷却水处于循环状态，则开始对涡轮增 压器漏气进行测量；