ICS 27.020
J 91
中华人民共和国国家标准
GB/T 23341J—2018
代替 GB/T 23341.1—2009
涡轮增压器
第1部分:一般技术条件
TUrbOChargerS—Part 1: Genernal requirements
2018-02-06 发布
2018-09-01 实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局児布 中国国家标准化管理委员会发布
-⅛2- —1—
刖 后
GB/T 2334K涡轮增压器》分为两个部分:
——第1部分:一般技术条件;
——第2部分:试验方法。
本部分为GB/T 23341的第1部分。
本部分按照GBZT 1.1—2009给出的规则起草。
本部分代替GB/T 23341.1—2009«涡轮增压器 第1部分:一般技术条件》,与GB/T 23341.1 — 2009相比.除编辑性修改外主要技术变化如下:
—修改了规范性引用文件(见第2章,2009年版的第2章);
——修改了术语和定义(见第3章,2009年版的第3章);
修改了技术要求(见第4章,2009年版的第4章);
——修改了检验项目(见第5章.2009年版的第5章);
——修改了检验规则(见第6章,2009年版的第5章)。
本部分由中国机械匸业联合会提出。
本部分由全国内燃机标准化技术委员会(SAC/TC 177)归丨丨。
本部分起草单位:湖南天雁机械有限责任公司、上海内燃机研究所、昆明云内动力股份有限公司、上 海汽车集团股份有限公司商用车技术中心、常州平江电气设备有限公司、宁波威孚天力增压技术股份有 限公司、无锡科博増压器有限公司、浙江金峰汽车零部件制造有限公司。
本部分主要起草人:胡辽平、计维斌、夏跃利、刘石源、乔亮亮、刘麟、畦振华、毕金光、沈艳、戴志辉、 戴华、陈丽琼、吴涛、王剑。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
——GBZZT 23341.1—2009o
1范围
GB/T 23311.1的本部分规定了径流和混流式涡轮增压器(以下简称“增压器”)的术语和定义、技术 要求、检验项目、检验规则、标志、包装、运输和贮存,
本部分适用于车用、船用、「一程机械、农林机械、发电及其他川途的内燃机(包括柴油机、汽油机、天 然气发动机等〉用增压器*
本部分不适用于轴流式增压器。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的D凡是注日期的引用文件,仅注丨1期的版本适用于本文 件,凡是不注H期的引用文件.其最新版木(包括所有的修改单)适用于本文件,
GlVT 727涡轮增压器 产品命芬和型号编制方法
GB/T 1801-2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差
GB/T 2828.1计数抽样检验程序 第1部分「按接收质量限(AQlJ检索的逐批检验抽样计划
GB/T 6414铸件尺寸公差与机械加「余量
(SB/T 2536-1.1-201.0涡轮增昆器密封环 第1部分:技术条件
(;B/Γ 26519-2011涡轮増压器M变喷嘴环通用技术条件
JB/T 6002—2007涡轮增压器清洁度限值及测定方法
JB/T 9752.3涡轮增圧器第3部分:转子平衡品质及校验方法
JB/T 11325-2013内燃机涡轮增压器执行器 技术规范
JB/T 11786-201-1涡轮增压器压气机叶轮铸件技术条件
JB/T 11787—2014涡轮增压器 涡轮铸件 技术条件
JB/T 12335-2015涡轮增丿1[器密封性试验方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
基本型增压器I^Sie turbocharger
按新产品研制开发程序全新研制的并经定型鉴定的母型增压器,
3,2
变型增压器 trail!SrDnned (UrbOCharger
凡与基本型增压器的结构相同,只在压气机或涡轮机的通流部件或安装联接尺寸等方而有所改变 的增压器。
GB/T 2334L 1—2018 3.3
基准曲线 benchmark ClIrVe
基本型增压器及其变型增压器•在产品定型时所确定的性能曲线, 注:包括压弋机性能曲线、涡轮性能印【线和润滑油流員IllI线.
3,4
增压比 COInPreSSor PreSSlIre ratio
压H.机出丨丨,体总斥/<与进I【气体总压∕√之比口
3.5
涡轮膨胀比 turbine exp;InSion ratio
涡轮进【丨气体总Fk P I与出I【气体静圧知之比刁
JrT =竺- ......................…(2 )
PZ
3.6
压气机绝热效率 COmPreSSor adiabatic efficicncv
压气机效率
气体经压缩到一定的増压比时压气机进出口气体的绝热温升与实际温升之比,其物理意义为,气 体经压缩到定的增压比吋绝热压缩功与实际压缩功之比*
rɪʧ(θɪ-il ,八
HC=--丁 — T .. (S)
ɪ C — J 1
式中:
TI ——压气机进口气体总温,单位为开[尔文](K);
T:——压气机出丨I气体总温.单位为开「尔文KK);
K ——空气绝热指数.凡=1丄
3.7
标准环境状况 standard Unlbient conditions
大气压力 Pi): 100 kPa(750 mmHg);
环境温度 T. :298 K(2Γj σC) d
3.8
压气机折合参数 compressor COnVrerSJOn Paranleter
为了加以比较压气机性能,当试验(实测)环境状况有别于标准环境状况时,其实测年气机流量和转 速应按标准环境状况予以折算.
3.8」
压气机折合流量 tomPreSSor conversion ∏ow
折合后的压气机流量.用式(4)计算n
...........................(4 )
JK气机折合流⅛ Gcnp = OC ~-
P I Aj 298
式中'
GC——压气机实测流量•单位为千克每秒(kg/s);
膈—标准状态下的大气压力,单位为帕CP<.) D
382
压气机折合转速 COmPreSSOr ConVerSiOn rotate SPetJd
折合后的用气机转速∙∏]式C5)i∣-Mo
压气机折合转速HW
298
TT
式屮:
H——增压器实测转速.单位为转每分(r/m,n).
3.9
涡轮相似流量 turbine reseɪnbk flow
5 - *
PV
衡虽涡轮端流通能力大小的一个有因次的相似流证参数D涡轮实测流:直乗上涡轮进丨丨总温√τ; 与涡轮进丨丨总压AT之比.
式中:
涡轮实测流量,单位为T克毎秒(kg∕s), 涡轮进口气体总温,单位为开[尔文[(K): 涡轮进口气体总压,单位为千帕(kPa)D
(;-「
V
PT
3.10
涡轮相似转速 turbine resemble rotate SPeed
?1
√τr
涡轮的实测转速与涡轮进口总温JTT之比。
3.11
涡轮有效效率 turbine efficiscy
涡轮效率
中
涡轮轴实际输出功与绝热膨胀功之比。
LT
ηV=况
式中:
L r——涡轮轴输出功,单位为焦每千克(J/kgh
L TjIl——涡轮绝热膨胀功,单位为焦每千克(J/kg兀
KT R T * 1 Kr-IKlIl
LT.,d
1
√κTΞl ʌ
M T IKr丿
(.7 )
如以压气机作测功器时,则:
1∖——1
7τ =—
K
I-—1
Kr
式中:
KT——燃气绝热指数•当涡轮I质主要为燃气时,Kτ = L31;当涡轮工质为空气吋.K r = K = IA
GB/T 2334L 1—2018
R 空气气体常数,m位为焦每T-克开j/Ckg ∙ K)LR— 287 J∕(kg , K);
RT——燃气气体常数,单位为焦每千克开[J.∕(kg* K)]・当涡轮工.质主要为燃气时^I=287+4 J/
(kg ∙ K).当涡轮T一质为空气时 K=R=287 J∕(kg・K) &
当涡轮试验以自循环方式選行时;,1由1.02.则:
tʃ .1:
7τ -0.87 —----
TT 1 -— _ ∖πτ /
3.12
增压器总效率 total turbocharger efficiency
7? TC
压气机效率与涡轮效率之乘积。
?Tl = Wr
当试验采Hi n循环方式进行时,则:
7 Tc =0.87
T; [(n*)"0 —1]
"1 ' |
土方I 一 | |
]-I | ||
3丁丿 |
........................(H))
.........................(11 )
3.13
标定参数 design Pari)Illeter
由增JE器设计技术文件规定的各项技术参数*包括增昆比工;、压气机流虽G叶、压气机效率公、涡 轮效率VT或增压器总效率少,、增压器转速矶怦、涡轮进口温度「门等・
3.14
压气机流量范围 ColnPreSSOr flow range
圧气机效率如云。・60所包含区域的压气机流业区域范围。
3.15
最高参数 HlaXiIlIUilIpar HmSer
增压器的技术文件规定允许增压器长期使用的最高T作转速七心、最高涡轮进口温度丁"心
4技术要求
4.1总则
涡轮增压器产品应按经规定程序批准的产品图样及技术文件制造,
42增压器产品配套要求
4.2」增压器产品的型^编制应符合GB/T 727的规定。
4.2.2增压器制造商应向用户提供增压器产品主要技术参数和使用要求。
主要技术参数和使用要求如下:
a) 产品型号;
b) 增玉器外形安装连接尺寸图样;
C)增斥器净质量;
d) 带冇旁通阀或其他调节机构的増压器.应提供执行机构的设置参数及调节方式;
e) 增压器主要性能参数;增圧比、压气机流量范国、斥气机效率范巾、最高工作转速、最高涡轮进 口温度、涡轮效率和增川器总效率等;
GB/T 2334ItI—2018
f)润滑油牌号■润滑油进口压力范围及油滤要求:
g>带有冷却水系统的增压器.应提供冷却水安装及使用要求;
h)带有电子元件的増压器,应提供电子元件的使用要求,
.) 增压器产品使用说叨书。
4.3增压器制造要求 431增压器的压气机叶轮毛坯应符合JB/T 11786—2014第3章的规次,
432增压器的涡轮叶轮毛坯应符合JB/T 11 787-2014第3章的规定。在新设计和制造时,涡轮(成 品)叶片 阶自振频率和分散度限值:
ITlLn ɔ IIIrIX
8 = , £ I ;"二 TXH)O% ..............................( 12 ) <7ι I 72 I …I 旗)E | |
式中: f max & tf πιiπ f:"八… |
——涡轮叶片-阶r∣振频率最大值,单位为赫[兹I(Hz); ——涡轮叶片一阶白振频率分散度; --涡轮叶片-阶自振频率最小值,单位为赫[兹]<Hz)? ——增压器最高转速.单位为转每秒(r∕s); 、仁——涡轮第1个叶片、第2个叶片、…、第点个叶片一阶自振频率值•单位为赫[兹] (Hz). |
4.3.3 增压器的喷嘴环应符合GB/T 26549—2011第4章的规定。
4.3.4 增压器的执行器应符合JB/T 1 1325-2013第3章的规定口
4.3.5 增压器的密封环应符合GB/T 2536-ItI-2010第5章的规定(J
4.3.6增压器的涡轮箱(売)的流通能力.以样件涡轮売为基准.允许偏差应符合表1的规定U
表1涡轮壳流通能力与样件涡轮壳的偏差
圧气机叶轮直徒Fmm |
<70 |
>70—100 |
> ]∏∏ |
涡轮売流通能力 |
土 3% |
±3% |
+ 2.S% |
4.3.7增压器的涡轮转子、压气机叶轮应作单件动平衡检测、转子总成应作组合平衡检测-平衡品质应 达到JB/T 9752.3的规定〃采用整体动平衡机或壳体振动试验检测时,转子总成可不作组合平衡检测, 整体动平衡或売体振动试验检测要求在涡轮增压器标定转速下许用振动速度值应<4.3 mm/sD
438 增压器装配前.零部件应进们清洗口增压器整机清洁度应符合JIi/T 6002-2007第3章的 规定ð
4.3.9增压器装配应符合产品图样及技术文件的规定。转子应转动灵活,不准许有异响和卡滞现象。
43.10带有旁通阀或其他调节机构的增压器•执行机构的工作参数应调整到符合技术文件规定范围, 4∙3∙11增压器外观应保持清洁,轮廓完整美观.铸件表而无裂纹、夹渣等铸造缺陷。外表而如刷油漆, 则要求油漆牢固、光亮,不准许起皮、剥落和漏漆,增压器各油、气、水进出口均需配置有效封口措施. 包装应完整、牢固,
4∙3.12增凡器外形尺寸和形位公差要求应符合图纸技术文件规定范朋,未注机加尺寸公差按 GB/T 1801—2000中C级执行;未标注毛坯面铸造尺寸公差按GB/T 611-1中铸造尺寸公差CT 10 执行令
4.4増压器主要性能要求
4.4.1増压器压气机性能
在相同压气机折合转速〃冲下,压气机效率、增压比和压气机折合流量应符合压气机性能基准曲 线.允许偏差范围应符合表2的规定。
表2増压器压气机性能偏差
压气机叶轮直径∕mm |
<70 |
>70—100 |
>100 |
压气机效率 |
±3.5% |
±3% |
±2.5% |
増压比 |
±3.5% |
±3% |
±2.5% |
压气机折合流量 |
±3.5% |
±3% |
±2.5% |
压气机的最高效率应符合表3的规定。
表3压气机的最高效率
压气机叶轮直径∕mm |
<70 |
N70 〜IOO |
>100 |
压气机最高效率 |
>0.72 |
20.74 |
≥0.76 |
4.4.2增压器涡轮机性能
在相同涡轮相似转速乙兰二下,涡轮效率、膨胀比和涡轮相似流量应符合涡轮机性能基准曲线.允许 √T÷
偏差范围应符合表4的规定。
表4増压器涡轮机性能偏差
压气机叶轮直径∕mm |
<70 |
370 〜IOO |
>100 |
涡轮机效率 |
±3.5% |
±3% |
±2.5% |
膨胀比 |
±3.5% |
士 3% |
±2.5% |
涡轮机相似流量 |
±3.5% |
士 3% |
±2.5% |
涡轮机的最高效率应符合表5的规定。
表5涡轮机的最高效率
压气机叶轮直径∕mm |
<70 |
370 〜IOO |
>100 |
涡轮机最高效率 |
≥0.68 |
≥0.70 |
≥0.72 |
4.4.3增压器自循环性能
增压器在自循环工作状况下,在相同的压气机折合转速丄叩下,压气机效率、增压比和压气机折合 流虽、膨胀比、增压器总效率应符合增压器自循环的基准曲线.允许偏差应符合表6的规定。
表6増压器自循环性能偏差
压气机叶轮直径/mm |
<70 |
>70—100 |
>100 |
增压比 |
±3.5% |
±3% |
±2.5% |
圧气机流量 |
±3.5% |
士 3% |
±2.5% |
压气机效率 |
±3.5% |
±3% |
±2.5% |
膨胀比 |
±3.5% |
士 3% |
±2.5% |
增圧器总效率 |
±3.5% |
÷3⅝ |
±2.5% |
4.4.4涡轮增压器噪声
涡轮增压器在压气端不装空滤、涡轮出气端不装消音器,增压器在标定参数下的噪声声压级应符合 表7的规定。如需方对噪声限值有特殊要求的.按供需双方协商噪声限值执行。
表7増压器噪声声压级限值
压气机叶轮直径∕mm |
<70 |
N70 〜IOO |
>100 |
噪声(声压级)∕dB(A) |
≤102 |
≤108 |
≤114 |
4.4.5增压器润滑油流量特性
涡轮增压器的润滑油流量特性曲线应符合基准曲线,允许偏差在±15%范围内。
4.4.6增压器的壳体包容性
增压器的壳体包容性包括了压气机壳体包容性和涡轮箱壳体的包容性:
a) 压气机壳体包容性:增压器转速运行到标定转速的1.2倍.压气机叶轮轮毂在此转速下破裂, 散块应被完全包容在压气机壳体内.不准许任何叶轮散块向外飞逸;
b) 涡轮箱壳体包容性:增压器转速运行到标定转速的1.2倍.涡轮叶轮在此转速下破裂,散块应 被完全包容在涡轮箱売体内,不准许任何涡轮散块向外飞逸。
4.4.7增压器压气机叶轮、涡轮叶轮超速破坏性能
压气机叶轮、涡轮叶轮进行超速破坏时的转速应达到:
IIP ≥ 1.3πb ...........................( 13 )
式中:
%—増压器压气叶轮、涡轮叶轮破坏时的转速,单位为转每分(r/min);
〃b——增压器标定转速,单位为转每分(r/min) 0
4.4.8增压器可靠性
经过20() h可靠性耐久热循J不试验后拆检增压器.检查増压器可靠性试验前后的性能变化及关键 零件的磨损情况:
a)可靠性试验前后对比压气机性能和涡轮性能或自循环性能.允许各项性能偏差在±3%范围 以内;
b)涡轮转子应转动灵活,无卡滞现象;
C)压气机端、涡轮端无漏油现象;
CI)压气机叶轮和涡轮叶片无擦売、飞裂现象,叶轮叶片无裂纹、变形;
e) 涡轮壳所有外表面无裂纹,内流道隔墙上出现裂纹不准许多于3处.深度≤1 mm.长度不穿透 外壁而三分之一壁厚;
f) 浮动轴承、止推轴承、转子轴承颈、密封件等关键零件的磨损量小于设计最大允许磨损量 的 80%。
4.4.9增压器密封性
增压器密封性应满足:
a) 静态密封应符合JB/T 12335—2015中3.5的要求;
b) 涡轮增压器在压气机端不装空滤,进气总压∕√2-8 kPa吋,压气端不漏油。
5检验项目
涡轮増压器按批准的产品图样及技术文件制造.按表8中规定的内容进行检验。
表8检验项目
序号 |
检验项目 |
型式检验 |
出厂检验 |
抽查检验 |
1 |
外观质量/外型安装尺寸 |
√ |
√ |
√ |
2 |
重要零部件: 材料成分/力学性能 重要尺寸/形位公差 表面粗糙度等 |
√ |
— |
√ |
3 |
涡轮(成品)叶片一阶自振频率 |
√ |
√ | |
4 |
转子动平衡,,整体动平衡/振动质虽 |
√ |
√ |
√ |
5 |
增压器装配质量 |
√ |
√ |
√ |
6 |
增压器清洁度 |
√ |
√ |
√ |
7 |
带有旁通阀或其他调节机构参数 |
√ |
√ |
√ |
8 |
压,机性能 |
√ |
— |
√ |
9 |
涡轮性能 |
√ |
— |
√ |
10 |
涡轮壳流通能力 |
√ |
— |
√ |
11 |
增压器自循环性能验 |
√ |
√ |
√ |
12 |
增压器噪声 |
√ |
√ |
√ |
13 |
増压器润滑油流最 |
√ |
— |
— |
14 |
增压器可靠性 |
√ |
— |
— |
15 |
增压器壳体包容试捡 |
√ |
— |
— |
16 |
增压器压气机叶轮、涡轮叶轮超速破坏性能 |
√ |
— |
— |
17 |
密封性 |
√ |
√ |
√ |
6检验规则
6.1出厂检验
6.1.1为保证产品质量.制造商在出厂前按技术文件规定进行的检验称为出厂检验。
6.1.2出厂检验的项日按表8的规定。
6.1.3出厂检验的样机按同型号、生产条件和生产吋间基本相同的单位产品组成一批。增压器清洁度 和外型安装尺寸检验每-•批抽取的样机数量为2台。其余检验项冃毎一批按GB/T 2828.1正常检验 一次抽样方案,一般检验II水平.接收质量限AQL=O.40,不合格判定数Ac=O的规定,进行抽样检查。 不合格项目及分类按制造商技术文件规定。
6.2 型式检验
6.2.1在投入批量生产之前,制造商对新设计或主要零部件结构或材料作重大改变的増圧器进行制造 要求、性能测定和可箒性试验的检验称为型式检验。
6.2.2型式检验的项目按表8的规定。
6.2.3型式检验时.随机抽取样机数量为2台按表8中1〜13项及第17项进行各项试验,随机抽取样 机数量1台进行表8中第14项试验.分别抽取样机3台或3台以上按表8中第15项和第16项进行 试验。
6.3 抽查检验
6.3.1制造商、客户或质量检测机构在规定的时间(或批量)内.对产品按技术文件规定逬行的检验称 为抽查检验。
6.3.2抽查检验的项目按表8的规定。
6.3.3抽査检验的样机数量为1〜2台。客户抽检时,若制造商与客户达成协议的按双方商定的协议 执行。质量检测机构抽检时,按质量检测机构的规定执行。
6.3.4压气机性能和涡轮特性试验的抽检.批屈生产的增压器(相同系列型号),月产至不小于Iooo台. 每半年进行一次抽检试验,月产量小于IoOo台时,每一年进行一次抽检试验。性能试验曲线不少于两 条等转速线,其中包括产品设计(最高)参数及最高压气机效率在内。检验的样机数量为1台。
6.3.5増压器自循环性能试验、增压器噪声试验、増压器清洁度测定的抽检,批量生产的增压器(相同 系列型号),月产量不小于1 000台,每一个月进行一次抽检试验,月产量小于1 000台,每3个月进行一 次抽检试验。检验的样机数量为2台。
7标志、包装、运输和贮存
7.1 标志
7.1.1
广品标志
每台增压器应在明显部位钉有铭牌或刻上产品标记.内容包括:
a) 产品名称;
b) 产品型号;
C)产品编号、总成号或客户号;
d)制造商名称、商标。
7.1.2包装箱标志
包装箱外应标识内容包括:
a) 产品名称、型号、数量、岀厂日期、执行标准号;
b) 产品编号、总成号或客户号;
C) 包装箱尺寸:长(mm) ×宽(mm) X高(mm);
d) 总质量.单位为kg;
e) 制造商名称、地址、电话;
f) 防雨防潮、向上及小心轻放标志。
7.2 包装
7.2.1增压器的迎出油口、进出气口、进出水口,应装有封盖或堵头。
7.2.2增压器采用内外两层包装。内包装采用塑料薄膜袋,外包装应牢固,能口J*靠固定增压器,纸箱包 装应有可靠的封箱措施。
7.2.3增压器应随带产品合格证、产品使用说明书、出厂检验单、质保卡等,带有备件或一箱装有多台 的还需有装箱清单,一并装入包装箱内。
7.3运输
增压器允许使用一般交通工具运输。在运输过程中.防止日晒、雨淋、剧烈碰撞,应轻放、轻卸。
7.4 贮存
增压器应贮存在干燥、通风、无腐蚀性物质的清洁仓库内,妥善保管,油封右效期为一年。
∞0TL∙寸Co幻
屮华人民共和国
国家标准
涡轮増压器
第1部分:一般技术条件
GBZT 23341.1—2018
*
中国标准出版社出版发行 北京市朝阳区和平里西街甲2号(IOOO29) 北京市西城区三里河北街16号(IOoo45)
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2018年2月第一版
*
书号:155066 • 1-59565
版权专有侵权必究