【正文】 ，對應(yīng)的流量就是喘振流量。每一速度都有喘振點，所有喘振點稱為喘振線。 當(dāng)壓氣機的工作在喘振線的右邊的時候，工作穩(wěn)定且效率高，而在喘振線左側(cè)的時候，壓氣機工作因為喘振就會下降，并且有比較大的波動，比較嚴(yán)重時候會出現(xiàn)機器的損壞，出現(xiàn)了危險狀況，因此不能再喘振條件下工作。喘振是葉片式壓氣機特有的現(xiàn)象，必須十分重視這種現(xiàn)象。 離心式壓氣機在大流量的時候可能發(fā)生堵塞，在小流量的時候可能發(fā)生喘振，因此在設(shè)計和匹配的時候應(yīng)保證壓氣機的工作范圍比較大，滿足發(fā)動機的運轉(zhuǎn)。 壓氣機和渦輪機前后氣體狀態(tài)焓熵圖 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓氣機的等熵效率可以簡化為 （2）壓氣機的通用特性 該壓縮機特征曲線的參數(shù)是低于一定量的大氣條件下量取得到的，由于渦輪增壓器的使用條件，使用的氣候，季節(jié)的在不同的方面，在大氣環(huán)境中有比較大的差異，該壓縮機附近的影響的狀態(tài)入口空氣的，實際使用的轉(zhuǎn)換所需要的參數(shù)的特定的特征，選擇不是很方便的。根據(jù)氣體流量，根據(jù)一個類似的參數(shù)來繪制壓縮機的特性曲線的原理，該壓縮機是所謂的通用特性曲線。該曲線不會受環(huán)境的變化，這將更加方便使用。 根據(jù)相似理論，馬赫數(shù)相同，那么就可以認(rèn)為氣體的流動是相似的。對于壓氣機來說，不管大氣環(huán)境參數(shù)怎么變化，只要按照壓氣機的進口處軸向氣流的絕對速度，算得到馬赫數(shù)，以及按工作輪葉片進口外徑處的圓周速度算得到的馬赫數(shù)相同 ，就滿足相似準(zhǔn)則： 式子中的是比熱容比；是通用氣體常數(shù)。 壓氣機的折合參數(shù)壓氣機的折合轉(zhuǎn)速為； 壓氣機折合流量為 壓氣機的通用特性曲線 和壓氣機反過來說，渦輪是排氣的能量轉(zhuǎn)化為動能，在葉輪中推動渦輪轉(zhuǎn)動，效率為： 由于發(fā)動機的排氣速率低，可以讓渦輪的進氣口處的滯止溫度壓力等于測量到的排氣溫度壓力。由于渦輪的出口速度比較小，可以認(rèn)為壓力等于大氣壓力。則渦輪機所發(fā)出的功率為 式子中，稱為渦輪的膨脹比為渦輪的等熵效率，~。 2..渦輪機的特性曲線 渦輪機的主要工作的參數(shù)有下面這些：排氣滯止參數(shù)計算的到的膨脹比，排氣質(zhì)量流量，渦輪效率還有轉(zhuǎn)速等。當(dāng)在不同條件下工作的，這些參數(shù)的渦輪機的特性之間的關(guān)系是一個渦輪的特性。 流量損失和氣體流動速度有關(guān)，流體的流速越高，流動損失就越大。撞擊損失和余項損失在設(shè)計工況點小，偏離設(shè)計工況時候，撞擊損失和余量損失增加，偏離大，損失大。 渦輪機和壓縮機的并行應(yīng)用的通用特性曲線的通用特性曲線可以方便的匹配和運行的一系列分析。 渦輪機的通用特性曲線43 3渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)分類工作原理3渦輪增壓器的基本結(jié)構(gòu)、分類、工作原理渦輪增壓器實際上相當(dāng)于一種空氣壓縮器，廢氣由排氣管道出來驅(qū)動渦輪渦輪通過轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動壓氣機，壓氣機帶動更多空氣進入氣缸下圖詳細標(biāo)明了渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)： 渦輪增壓器結(jié)構(gòu)圖 渦輪增壓器的主要零部件：(1)渦輪：渦輪裝置是個向心式的裝置，分為混流式和徑流式，渦輪裝置由渦輪葉輪、渦輪隔熱罩及渦輪殼組成，廢氣的進氣口位于渦輪殼的外直徑的地方。廢氣的流動過程為先經(jīng)過渦輪進口，然后進入葉輪葉片，最后從渦輪殼的直徑流出來。(2)壓氣機：離心式的葉輪裝置，由壓氣機葉輪和后蓋板還有壓氣機殼組成，進氣口的位置在外直徑中心部，空氣在壓氣機內(nèi)向外流的方向為先經(jīng)過葉輪，帶動葉輪然后從壓氣機的外殼直徑的地方流出。(3)中間殼和轉(zhuǎn)子：渦輪增壓器除了渦輪和壓氣機然后就剩下中間殼和轉(zhuǎn)子組成。中間殼的作用是用來支撐渦輪和壓氣機的。軸承系統(tǒng)是為了高速轉(zhuǎn)動而設(shè)計的不能像曲軸一樣去承載很多的載荷，曲軸的作用是定位兩個葉輪的位置，定位是為了給其中注入潤滑油，注入潤滑油可以提高渦輪增壓器的壽命并提高渦輪增壓器的效率。根據(jù)渦輪排氣系統(tǒng)的流動方向可分為徑向和軸向流式兩大類，軸流式主要用于大型發(fā)電機組、工程機械，徑流主要應(yīng)用在小功率的車用發(fā)動機。，由可以分為恒壓系統(tǒng)和脈沖系統(tǒng)，如圖所示： 廢氣渦輪增壓的兩種基本形式 （a）恒壓式 （b）脈沖式 定壓系統(tǒng)和脈沖系統(tǒng)的比較 （1）排氣能量的利用 脈沖系統(tǒng)因為排氣的時候?qū)τ信艢夤?jié)流作用，造成的能量損失會比較小，同時還有對排氣脈沖能量的利用。定壓沒有用好脈沖能量，因為排氣管過大造成脈沖損失，所以脈沖增壓對排氣能量的利用要好。在高壓系統(tǒng)下，兩者的差別不是十分的大，因為高壓下定壓系統(tǒng)的壓力也非常高，損失會變小許多。 （2）掃氣作用 在內(nèi)燃機氣疊開掃氣時候，脈沖系統(tǒng)的排氣管壓力正處于低點，因此在部分負荷下，仍能保持足夠的掃氣壓差，保證氣缸有良好的掃氣作用，讓沖量系數(shù)提高，減小燃燒室的熱量。但是在定壓系統(tǒng)中，由于排氣管壓力波動小，掃氣壓力減小，不容易保證氣缸內(nèi)的掃氣能量。 （3）內(nèi)燃機的加速性能 在脈沖系統(tǒng)中，由于排氣管的容積比較小，排氣的壓力溫度等會很快傳遞到渦輪中去，使渦輪增壓器快速響應(yīng)，加速性能比較好。而對于定壓系統(tǒng)來說，傳遞會變得十分緩慢造成了加速性差。 （4）增壓器的效率 脈沖系統(tǒng)的熱效率比較低，定壓系統(tǒng)的熱效率高。 （5）增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 和定壓系統(tǒng)相比，脈沖系統(tǒng)尺寸大，且排氣管結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 、補燃高增壓系統(tǒng) （1）二級渦輪增壓空氣經(jīng)兩個串聯(lián)的壓氣機壓氣機壓縮，壓氣機分別由兩個渦輪驅(qū)動，都有空冷器，柴油機排氣先經(jīng)過高壓級渦輪，后經(jīng)過低壓級渦輪，一般低壓級采用定壓系統(tǒng)，高壓采用脈沖系統(tǒng)。 選用兩級渦輪增壓在技術(shù)上沒有特殊的困難，但是還能獲得比單級渦輪更高的增壓比，從而使柴油機的功率大幅度提高，另外還具有以下優(yōu)點： ①讓空氣流量增加，對降低排溫和減小油耗有很大用處。 ②對環(huán)境溫度，壓力變化不敏感。 （2）補燃高增壓系統(tǒng) 這種增壓系統(tǒng)又叫海帕巴增壓系統(tǒng)。它是法國的蘇拉爾莫提出的專利商標(biāo)。該系統(tǒng)在20世紀(jì)70年代被提出。 與傳統(tǒng)的渦輪增壓器相比這種渦輪增壓器的不好的地方是：變工況時柴油機流量發(fā)生變化，但是壓氣機的流量變化不大。這樣為了防止喘振的發(fā)生，只能將匹配的工況點選在壓氣機效率低的地方，這樣的話，低負荷和瞬態(tài)的響應(yīng)就會變得比較差，但是補燃系統(tǒng)將每個部位組成并聯(lián)的系統(tǒng)，攻克了串聯(lián)的缺點。 因為補燃室的存在，可以燃燒，獨立讓渦輪增壓器運行，所以在低負荷時候也有足夠空氣量發(fā)出大的扭矩。 根據(jù)渦輪增壓器的自我調(diào)節(jié)機制可以分為，可變截面渦輪增壓和帶放氣閥的渦輪增壓器。2. 可變截面渦輪增壓可變幾何渦輪增壓系統(tǒng)是導(dǎo)葉可調(diào)渦截面的增壓器。這些導(dǎo)流葉片可在低轉(zhuǎn)速、低排氣量的工況下關(guān)閉，從而增大發(fā)動機的進氣壓力。采用可變渦輪截面技術(shù)的發(fā)動機在任意轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)都高于一般渦輪增壓器。在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速會更加節(jié)省燃油。 用轉(zhuǎn)動舌片來改變渦輪進口截面因為可變截面適配的發(fā)動機工況十分全面，幾乎可以適配各種工況和各種車輛。 帶放氣閥的廢氣渦輪增壓器簡稱為廢氣放氣渦輪增壓器，它是在渦輪端安裝發(fā)動機旁通放氣閥，當(dāng)進氣壓力超過了一定的值得大小的時候這個旁通閥就會開啟，從而保證增壓壓力近似不發(fā)生變化。很顯然，旁通放氣就要損失一部分排氣而產(chǎn)生的能