渦輪增壓器試驗方法

1、JB/T9752.21999 (NJ408-86)中華人民共和國機(jī)械工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)JB/T9752.21999 (原 NJ 408-86)渦輪增壓器試驗方法1986-12-01 實施機(jī)械工業(yè)部1986-06-241986-12-01 實施JB/T9752.21999 (NJ408-86)中華人民共和國機(jī)械工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)渦輪增壓器 試驗方法1總則目的本標(biāo)準(zhǔn)為內(nèi)燃機(jī)用渦輪增壓器（以下簡稱增壓器）產(chǎn)品型式試驗、出廠試驗、抽檢試驗及驗收試驗提出一般性要求和檢測方法。方式本標(biāo)準(zhǔn)采用外源壓縮空氣或加熱后，驅(qū)動增壓器的渦輪進(jìn)行壓氣機(jī)級性能（簡稱壓氣機(jī)性能）、渦輪級性能（簡稱渦輪性能）和整機(jī)可靠性等臺架試驗。增壓

2、器配用于內(nèi)燃機(jī)的性能和可靠性試驗按內(nèi)燃機(jī)有關(guān)試驗方法的規(guī)定。適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于車用、 船用、農(nóng)用及其他各種用途的內(nèi)燃機(jī)用徑流式和軸流式增壓器，進(jìn)行1.2規(guī)定的各項臺架試驗。其他特殊要求的試驗項目可參照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。術(shù)語、定義本標(biāo)準(zhǔn)所用的增壓器術(shù)語除N J407-36渦輪增壓器一般技術(shù)條件第2章規(guī)定外，并作下列補(bǔ)充。型式試驗增壓器進(jìn)行全面的性能測定和可靠性試驗稱為型式試驗。超速試驗對增壓器進(jìn)行安全裕度的考核試驗稱為超速試驗。出廠試驗增壓器出廠前按技術(shù)文件的規(guī)定，進(jìn)行短期的磨合運(yùn)轉(zhuǎn)及在標(biāo)定和最高參數(shù)下的試驗稱 為出廠試驗。抽檢試驗在規(guī)定的時間內(nèi)，對批量生產(chǎn)的增壓器進(jìn)行性能復(fù)測和可靠性試驗稱為抽檢試

3、驗。使用試驗按增壓器實際使用工況進(jìn)行試驗稱為使用試驗。無故障運(yùn)轉(zhuǎn)試驗在規(guī)定的試驗時間內(nèi)，考核增壓器有否出現(xiàn)故障的一種可靠性試驗稱為無故障運(yùn)轉(zhuǎn)試 驗。喘振當(dāng)壓氣機(jī)出口處流量逐漸減少到一定程度時，氣流的脈動就大幅度地增加，形成了壓力和氣流速度周期性地波動，使壓氣機(jī)效率降低，葉片振動，工作不穩(wěn)定，這種現(xiàn)象稱為壓氣 機(jī)喘振。增壓器自循環(huán)試驗增壓器利用本身的壓縮空氣，經(jīng)加熱后輸入渦輪作功，帶動壓氣機(jī)繼續(xù)輸出壓縮空氣， 以達(dá)到增壓器不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn)。這種方式稱為增壓器自循環(huán)試驗。增壓器最高參數(shù)循環(huán)變化運(yùn)轉(zhuǎn)試驗1986-12-01 實施機(jī)械工業(yè)部1986-06-241986-12-01 實施JB/T9752.2

4、1999 (NJ408-86)對增壓器的轉(zhuǎn)速和渦輪進(jìn)口氣體溫度等參數(shù)反復(fù)循環(huán)變化。這種試驗稱為增壓器最高參數(shù)循環(huán)變化運(yùn)轉(zhuǎn)試驗。試驗方法一般要求試驗臺管道為圓截面，管道內(nèi)的氣流速度應(yīng)小于0.3馬赫數(shù)，與壓氣機(jī)或渦輪連接的進(jìn)出口接管的管徑應(yīng)相等。 當(dāng)壓氣機(jī)或渦輪進(jìn)出口不是圓截面時， 則按面積相等的當(dāng)量直 徑計算。參數(shù)測量點(diǎn)應(yīng)布置在平直段不小于5倍管徑的直管段上，該管道稱為測量管。 測量管應(yīng)靠近壓氣機(jī)或渦輪進(jìn)出口截面。當(dāng)測量段管徑與壓氣機(jī)或渦輪進(jìn)出口尺寸不相等時，應(yīng)配置錐頂角小于 14。過渡管連接。所有管道內(nèi)壁要求光滑，無毛刺、凸邊等缺陷。管道不 準(zhǔn)突變，急轉(zhuǎn)或漏氣等現(xiàn)象，不準(zhǔn)在彎管或錐管上測取參數(shù)

5、。加熱管道及測量管道均須包裹絕熱材料，以減少傳熱影響。增壓器各項試驗應(yīng)按J B/Z 159-81產(chǎn)品圖樣及其主要設(shè)計文件的完整性的規(guī)定，擬定試驗大綱及操作規(guī)程。試驗參數(shù)調(diào)整到規(guī)定值后應(yīng)穩(wěn)定3min,才能記錄數(shù)據(jù)。每項參數(shù)應(yīng)記錄兩次。其差值不超過表1規(guī)定的誤差范圍。此點(diǎn)參數(shù)按最后兩次記錄數(shù)據(jù)的平均值計算。表1參數(shù) 名稱轉(zhuǎn) 速r/min壓氣機(jī)進(jìn)口參數(shù)或渦輪出口參數(shù) （工質(zhì)：空氣）壓氣機(jī)出口參數(shù)或渦輪進(jìn)口參數(shù) （工質(zhì)：壓縮空氣）30,000 以下30,00060,00060,000 以上壓力溫度壓差壓力溫度壓差每點(diǎn) 參數(shù) 的兩 次記 錄允 許誤 差0.4%0.3%0.2%士 20Pa( 2mmHbO

6、)0.3 C20Pa(土 2mm HO)士 400Pa ( 3mm Hg)0.3 C50Pa( 5mmH2O)儀表 精度0.2%0.2%0.2%分度讀 數(shù)刻度1mmH2O 精度0.2%分度讀 數(shù)刻度0.1 C 精度0.3 C分度讀數(shù)刻度 1mmH2。精度0.2%分度讀 數(shù)刻度 1mmH g 精度0.2%分度讀 數(shù)刻度0.1 C 精度0.3 C分度讀數(shù) 刻度1mmH 2 0精度0.2%3.1.6 每條性能曲線至少測定 6點(diǎn)。試驗可從低工況做起，也可從高工況逐漸下降。在參數(shù)可測定的范圍內(nèi)，測點(diǎn)間距盡可能地平均。測量值應(yīng)由專人記錄在專用的表格內(nèi)。試驗結(jié)束后，應(yīng)由試驗負(fù)責(zé)人簽署。壓氣機(jī)性能試驗壓氣機(jī)性

7、能試驗應(yīng)在能調(diào)節(jié)工況和可測量參數(shù)的專用臺架上進(jìn)行。試驗臺架應(yīng)符合條的規(guī)定。壓氣機(jī)性能試驗時可不帶消聲濾清器。壓氣機(jī)由增壓器的渦輪來帶動，并且壓氣機(jī)殼不包裹絕熱材料進(jìn)行性能試驗時，渦輪進(jìn)口氣體溫度應(yīng)控制在500 20 C范圍內(nèi)。當(dāng)渦輪進(jìn)口氣體溫度不控制在500 20C;或用其他動力帶動；或壓氣機(jī)殼包裹絕熱材料等其他方法試驗時，應(yīng)在試驗報告及性能曲線中注明試驗條件。JB/T9752.21999 (NJ408-86)壓氣機(jī)性能試驗按等折合轉(zhuǎn)速進(jìn)行。壓氣機(jī)折合車t速按NJ407中2.10條的規(guī)定計算。為了保證讀數(shù)穩(wěn)定，壓氣機(jī)進(jìn)口管道上應(yīng)設(shè)置穩(wěn)壓筒或吸氣室。穩(wěn)壓筒內(nèi)氣體馬赫數(shù)應(yīng)小于0.05。壓氣機(jī)性能中

8、的等折合轉(zhuǎn)速線以標(biāo)定轉(zhuǎn)速的50%、60%、70%、80%、90%、100%、110%或最高轉(zhuǎn)速來測定。當(dāng)增壓比小于2或有特殊要求的增壓器，可適當(dāng)減少或增加等折 合轉(zhuǎn)速線，但不得少于5條。其中每條等折合轉(zhuǎn)速線的最大流量點(diǎn)以NJ407中規(guī)定的壓氣機(jī)流量范圍為限；最小流量系指壓氣機(jī)接近喘振時的流量。每條等折合轉(zhuǎn)速線的測點(diǎn)數(shù)目及間距按3.1.6款的規(guī)定。每個試驗點(diǎn)的調(diào)整和測量及其誤差按3.1.5款的規(guī)定。壓氣機(jī)性能試驗應(yīng)測取下列參數(shù)：a.壓氣機(jī)進(jìn)口氣體靜壓或總壓；b.壓氣機(jī)進(jìn)口氣體總溫；c.壓氣機(jī)進(jìn)口流量計氣體壓差或壓氣機(jī)出口流量計氣體壓差；d.流量計前氣體靜壓和總溫；e.壓氣機(jī)出口氣體靜壓和總溫；f

9、.壓氣機(jī)出口氣體總溫；g.壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速；h.試驗時的大氣壓力和環(huán)境濕度。壓力測量壓氣機(jī)進(jìn)出口氣體的靜壓測量采用內(nèi)壁平直、光滑的圓形截面測量管。管道面積 不得小于相連接的壓氣機(jī)進(jìn)出口面積。管長不少于5倍管徑，靜壓測點(diǎn)前平直段長度（順氣流方向）不少于2倍管徑。壓氣機(jī)進(jìn)口氣體靜壓也可在穩(wěn)壓筒上測取。在靜壓測量截面上， 沿圓周方向均勻布置34個測點(diǎn)，然后用環(huán)狀管道把各測點(diǎn)聯(lián)通起來，取其平均靜壓值。環(huán)狀管道直徑應(yīng)符合下列要求：d .2dl式中：d環(huán)狀管道內(nèi)徑，mm;d1靜壓測量孔直徑，mm。靜壓測量孔直徑 di應(yīng)小于1.5mm。要求垂直于壁面，孔口處不準(zhǔn)有毛刺，或突出部，四周25mm范圍內(nèi)管壁不準(zhǔn)有凹凸缺

10、陷。壓力測量儀表應(yīng)采用精度不低于0.2%的U形管液體壓力計，或用其他相當(dāng)精度的測壓儀表。測定大氣壓用氣壓計，其精度應(yīng)不低于0.1%。壓氣機(jī)進(jìn)出口氣體的總壓除用總壓測針直接測量外，也可由已被測出的靜壓、總 溫和流量通過疊代計算求得。2* hP* =P+或P*=P（，h Pa2*cT 二T式中:*P式中:*PP*T氣體總壓，P a;-氣體靜壓，Pa;-氣體總溫，K；JB/T9752.21999 (NJ408-86)T 氣體靜溫，K;c 管道內(nèi)氣體平均流速，m/som/sGm/sC=FG流重，kg/s;2F測量段管道截面積，m2；3p氣體號度，kg/m。-RTR氣體常數(shù)，J/ kgKo溫度測量0.1

11、 C,精度為0.1 C,精度為0.3C度計或其他相當(dāng)精度的電測溫度計在圓形截面測量管內(nèi)測定。測點(diǎn)應(yīng)布置在靜壓測點(diǎn)后（順氣流方向）0.5倍管徑的位置，并與測壓點(diǎn)互相錯開。壓氣機(jī)進(jìn)口溫度也可在穩(wěn)壓筒內(nèi)測取。滯止型溫度計在氣流中的溫度恢復(fù)系數(shù)應(yīng)大于0.86。滯止護(hù)套管孔口應(yīng)對準(zhǔn)對流方向。護(hù)套管直徑應(yīng)做到小巧，并要求用表面光滑、壁薄、導(dǎo)熱系數(shù)小的材料制作。溫度測點(diǎn)就不少于兩個，并勻稱布置。每個溫度計或溫度傳感器應(yīng)垂直插入，深 度為測量管徑的1/3（以滯止護(hù)套管孔口位置計算 ）。當(dāng)測量管徑較小，不能插入溫度計本身 規(guī)定的深度時，允許插入測量管徑的1/2位置。溫度測量管按3.1.3款規(guī)定，外表面應(yīng)包裹絕熱

12、材料。各溫度計之間的讀數(shù)差值 如超過0.3 C時，應(yīng)予校驗或調(diào)換。當(dāng)差值小于或等于 0.3 C時，應(yīng)以溫度計讀數(shù)的平均值 計算。溫度計應(yīng)定期校驗，并有定期校驗合格證。流量測量壓氣機(jī)的流量應(yīng)采用角接標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計或端面進(jìn)氣流量計測量。標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計安裝在壓氣機(jī)出口管道上，端面進(jìn)氣流量計安裝在壓氣機(jī)進(jìn)口管道上，標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計的設(shè)計、 制造、安裝、使用以及流量的計算應(yīng)符合GB2624-81流量測量節(jié)流裝置的規(guī)定。端面進(jìn)氣流量計或其他型式的流量計應(yīng)校驗后才能使用。轉(zhuǎn)速測量增壓器轉(zhuǎn)速采用非接觸式電磁傳感器來測量。傳感器均布置在壓氣機(jī)進(jìn)口端螺母處。為了減少測量支架對進(jìn)口氣流的影響，可采用管外測速傳感器。3

13、.3渦輪性能試驗渦輪性能試驗應(yīng)在能調(diào)節(jié)工況和可測量參數(shù)的專用臺架上，用外源壓縮空氣或經(jīng)加熱后驅(qū)動渦輪進(jìn)行試驗。試驗臺架應(yīng)符合3.1條的規(guī)定。n渦輪性能試驗按輪周馬赫數(shù)Mu或比轉(zhuǎn)速 而T進(jìn)行。輪周馬赫數(shù)M u及比轉(zhuǎn)速n不亍按NJ 407中2.14條的規(guī)定計算。n渦輪性能以等輪周馬赫數(shù)Mu或比轉(zhuǎn)速鏟 來表示。每個試驗點(diǎn)的調(diào)整和測量及其誤差按3.1.5規(guī)定。渦輪性能試驗應(yīng)測取下列參數(shù): a.渦輪進(jìn)口氣體靜壓或總壓； b.渦輪進(jìn)口氣體總溫；JB/T9752.21999 (NJ408-86)c.渦輪進(jìn)口流量計氣體壓差；d.渦輪進(jìn)口流量計前氣體靜壓和總溫；e.渦輪出口及管道中心處氣體靜壓；f.渦輪出口氣體

14、總溫；g.渦輪轉(zhuǎn)速；h.渦輪軸輸出功。如以壓氣機(jī)作測功器，則按 3.2條的規(guī)定測出壓氣機(jī)各項參數(shù)；i.試驗時的大氣壓和環(huán)境溫度。壓力測量渦輪進(jìn)、出口氣體靜壓按 3.2.6款的規(guī)定測量。當(dāng)渦輪為雙進(jìn)口或多進(jìn)口時，進(jìn)氣管可 以做成管，但測點(diǎn)不準(zhǔn)布置在叉管上。 渦輪出口的氣體靜壓以測量管壁處的靜壓與管道中心 處的靜壓之和的均值來計算。渦輪進(jìn)口總壓除用總壓測針直接測量外，也可由已被測出的靜壓、總溫和流量通過疊代計算求得計算公式按 3.2.6.4項的規(guī)定。溫度測量渦輪進(jìn)出口氣體總溫按 3.2.7款的規(guī)定測量。流量測量渦輪流量按3.2.8款的規(guī)定測量。轉(zhuǎn)速測量渦輪轉(zhuǎn)速度3.2.9款的規(guī)定測量。渦輪測功渦輪

15、測功采用專用測功器直接測出。如無測功器時也可用壓氣機(jī)替代測功。因受壓氣機(jī)耗功范圍限制，渦輪大功率和小功率部分性能，應(yīng)配不同輪徑的壓氣機(jī)葉輪或其他方法來測 定。增壓器可靠性試驗增壓套可靠性試驗包括：a.標(biāo)定參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗，不少于 80h;b.最高參數(shù)循環(huán)變化運(yùn)轉(zhuǎn)試驗。標(biāo)定參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗允許中途停車一次（非增壓器故障性能的停車），停車時間不超過1 ho 3.4.2 標(biāo)定參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗增壓器標(biāo)定參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗可采用熱風(fēng)或自循環(huán)方式進(jìn)行。當(dāng)增壓器不能自循環(huán)時，允許調(diào)正噴嘴積。在試驗過程中，逐步加速升溫至增壓器標(biāo)定轉(zhuǎn)速和渦輪標(biāo)定進(jìn)氣溫度。如達(dá)不到增壓器標(biāo)定參時，可采取壓氣機(jī)放氣或關(guān)小自循環(huán)閥門等措施。當(dāng)參數(shù)值調(diào)

16、正到規(guī)定要求時，應(yīng)記錄壓氣機(jī)出口力，渦輪進(jìn)口壓力和溫度、增壓器轉(zhuǎn)速及潤滑油、冷卻水（如有水冷 外殼時）進(jìn)出口溫度和壓力等參數(shù)。以后每小時記錄一次。到達(dá)規(guī)定的試驗時間后，應(yīng)急速停機(jī)，并記錄增壓器惰轉(zhuǎn)時間。最高參數(shù)循環(huán)變化運(yùn)轉(zhuǎn)試驗增壓器最高參數(shù)循環(huán)變化運(yùn)轉(zhuǎn)試驗按有關(guān)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)文件的規(guī)定，與配用內(nèi)燃機(jī)的臺架試驗一起進(jìn)行。如在增壓器試驗臺架上單獨(dú)考核，試驗時間與要求按附錄C的規(guī)定。可靠性試驗后，應(yīng)測檢下列項目：a.壓氣機(jī)葉輪和導(dǎo)風(fēng)輪外徑脹大值；b.渦輪葉輪外徑脹大值；c.壓氣機(jī)、導(dǎo)風(fēng)輪和渦輪葉片變形情況；d.軸承、推力軸承磨損情況；e.密封件磨損情況；f.主要裝配間隙的變化情況；g.漏油、漏水、漏氣現(xiàn)

17、象檢查；h.復(fù)測轉(zhuǎn)子動平衡精度。增壓器出廠試驗按增壓器標(biāo)定和最高參數(shù)的要求，采用熱風(fēng)或自循環(huán)方式進(jìn)行臺架試驗。增壓器達(dá)到最JB/T9752.21999 (NJ408-86)高參數(shù)前后的磨合和加速或減速時間不限，但最高參數(shù)的穩(wěn)定試驗時間不少于5min。當(dāng)增壓器配用于本廠制造的內(nèi)燃機(jī)時，則增壓器可隨同內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行出廠試驗。增壓器無故障運(yùn)轉(zhuǎn)試驗增壓器無故障運(yùn)轉(zhuǎn)試驗可與配用內(nèi)燃機(jī)一起進(jìn)行，也可由用戶使用試驗來考核。如在增壓器試驗臺架上單獨(dú)考核，試驗時間按內(nèi)然機(jī)技術(shù)文件規(guī)定，運(yùn)轉(zhuǎn)工況按3.4.2款的規(guī)定。增壓器超速試驗按增壓器最高轉(zhuǎn)速的110%及渦輪進(jìn)口最高溫度等要求，并以3.5條的規(guī)定進(jìn)行臺架超速試驗。

18、超速試驗穩(wěn)定時間應(yīng)不少于3min。增壓器抽檢試驗a.壓氣機(jī)性能13t驗。按 3.2條的規(guī)定進(jìn)行；b.渦輪性能試驗。按 3.3條的規(guī)定進(jìn)行；c.最高參數(shù)循環(huán)變化運(yùn)轉(zhuǎn)試驗。按3.4.3款的規(guī)定進(jìn)行；d.無故障運(yùn)轉(zhuǎn)試驗。按 3.6條的規(guī)定進(jìn)行。增壓器振動測量在3.4.2款試驗工況下，測定壓氣機(jī)殼和渦輪殼上的振動速度。增壓器噪聲測量噪聲測取點(diǎn)按表2規(guī)定。表2標(biāo)定增壓比& 22 2.5噪聲測取點(diǎn)標(biāo)定參數(shù)增壓比2及標(biāo)定參數(shù)增壓比2、2.5及標(biāo)定參數(shù)測點(diǎn)位置見圖1 o以增壓器軸線為測量水平面，增壓器軸線距地面的高度H應(yīng)大于1m。各測點(diǎn)至增壓器外殼的距離為1m,距試驗室墻、地板或其他障礙物應(yīng)大于1m。當(dāng)測點(diǎn)位置恰好遇上試驗管道時，允許移動測點(diǎn)位置直到合乎規(guī)定的要求。噪聲測取和數(shù)