涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构

摘要

本发明属于涡轮增压器技术领域，具体涉及一种离心压气机级间压力测试结构，尤其是涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构。该测试结构包括压气机蜗壳、压气机叶轮、压气机背盘，蜗壳通过螺栓固定于压气机背盘上，压气机叶轮通过轴端螺母固定于压气机背盘轴封套上，在压气机蜗壳扩压器侧壁中部直径180mm位置将压气机蜗壳分为分体蜗壳和套筒两部分，分体蜗壳和套筒通过分体蜗壳的热装面和套筒的接触面固定联接。本发明可以在离心压气机原型样机上测量蜗壳和扩压器内部压力的同时，在周向360°范围内测试叶轮轮盖处压力。测试结构基于原型样机，结构简单，容易实现。

说明书

技术领域

本发明属于涡轮增压器技术领域，具体涉及一种离心压气机级间压力测试结构，尤其是涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构。

背景技术

随着功率密度的提高，高压比和超高压比涡轮增压器成为当前的发展趋势。然而伴随着增压比的提高，离心压气机进入跨音速流动状态，而其流量范围急剧变窄且效率下降；同时跨音速离心压气机结构非常复杂性，单纯依赖现有CFD数值模拟技术已难以获得可靠的结果。为拓展跨音速状态流量范围及提高效率，开展流动控制方法及跨音速流场、压力场测试等研究成为当前的发展趋势和研究热点。

就测试手段来看，内部流场测量多采用PIV或LDV等激光测速手段，对于高转速小尺度高湍流度的跨音速离心压气机的内部流场测试，测试难度及测试成本非常之大，测试技术要求非常之高。即使采用模型放大、模型抽象等技术，也很难获得设计者所需要的端壁、附面层等处的流场信息。为此，就需要采用测量压力场的方法获得流场信息，以辅助研究流动控制方法及提高压气机性能。

国内对离心压气机级间压力测试的研究稀少，曾查获有关蜗壳静压测试的研究信息，没有获得叶轮轮盖压力测试的研究信息。

国外曾有学者对叶轮轮盖和扩压器进行详细布点测试压力，并获得流场信息，根据查获信息，均在直径200mm以上的大直径叶轮或放大模型上获得，许多还进行了模型抽象，比如加长扩压器，用集气器代替蜗壳等；没有发现有关在原型机上进行压气机级间静压测量的报道。

发明内容

本发明的目的是为获得涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力的测试结果，而提出一种涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构。

本发明所采用的技术方案是：一种涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构，包括压气机蜗壳、压气机叶轮、压气机背盘，蜗壳通过螺栓固定于压气机背盘上，压气机叶轮通过轴端螺母固定于压气机背盘轴封套上，在压气机蜗壳扩压器侧壁中部直径180mm位置将压气机蜗壳分为分体蜗壳和套筒两部分，分体蜗壳和套筒通过分体蜗壳的热装面和套筒的接触面固定联接，在套筒长短叶片进口叶尖对应位置各均布8个叶轮轮盖压力测孔，在压气机背盘扩压器侧壁进出口位置各均布8个扩压器压力测孔，沿分体蜗壳分型面周向90°～360°均布7个蜗壳压力测孔，同时在喉口和蜗壳出口布置2个蜗壳压力测孔，在30°～90°范围内布置1个蜗壳压力测孔，整级共计42个压力测孔。

所述的叶轮轮盖压力测孔、扩压器压力测孔和蜗壳压力测孔的直径为0.5～1.0mm。

本发明的有益效果：本发明可以在离心压气机原型样机上测量蜗壳和扩压器内部压力的同时，在周向360°范围内测试叶轮轮盖处压力。测试结构基于原型样机，结构简单，容易实现。

附图说明

本发明共有3幅附图，其中图1为本发明的最佳实施例，亦可做说明书摘要的附图。

图1、为涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构的总体结构示意图；

图2a、为涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构的分体蜗壳毛坯立体图；

图2b、为涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构的蜗壳套筒毛坯立体图；

图2c、为涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构的分体蜗壳和蜗壳套筒加工成品立体图；

图3a、为涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构的叶轮轮盖和蜗壳压力测孔联接立体图；

图3b、为涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构的扩压器进出口压力测孔联接背部立体图；

图3c、为涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构的扩压器进出口压力测孔联接前部立体图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的最佳实施例作进一步描述。

如图1、图2a、图2b、图2c、图3a、图3b、图3c所示，一种涡轮增压器单级原型离心压气机级间压力测试结构，包括压气机蜗壳、压气机叶轮6、压气机背盘7，蜗壳通过螺栓固定于压气机背盘7上，压气机叶轮6通过轴端螺母固定于压气机背盘7轴封套上，在压气机蜗壳扩压器侧壁中部直径180mm位置将压气机蜗壳分为分体蜗壳1和套筒2两部分，分体蜗壳1和套筒2通过分体蜗壳1的热装面3和套筒2的接触面4固定联接，在套筒2长短叶片进口叶尖对应位置各均布8个叶轮轮盖压力测孔5，在压气机背盘7扩压器侧壁进出口位置各均布8个扩压器压力测孔9，沿分体蜗壳1分型面周向90°～360°均布7个蜗壳压力测孔8，同时在喉口和蜗壳出口布置2个蜗壳压力测孔，在30°～90°范围内布置1个蜗壳压力测孔，整级共计42个压力测孔。

叶轮轮盖压力测孔5、扩压器压力测孔9和蜗壳压力测孔8的直径为0.5～1.0mm。

其工作过程为，长短叶片进口叶尖对应轮盖壁面处的静压通过叶轮轮盖压力测孔5经过传压管10导出，传至低压传感器；扩压器进出口壁面静压通过压气机背盘7扩压器侧壁压力测孔9经过传压管11导出，传至高压传感器；蜗壳分型面内壁面静压通过蜗壳压力测孔8经过传压管12导出，传至高压传感器。