車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓第六章(已修改)
2025-05-25 03:38 本頁(yè)面
【正文】 1 第六章 發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪增壓器的匹配 渦輪增壓技術(shù) 2 發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪增壓器的匹配 ? ?? 引言 ? ?? 柴油機(jī)與渦輪增壓器的流量特性 ? ?? 發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪增壓器匹配的基本算法 ? ?? 發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪增壓器匹配的試驗(yàn)法 ? 增壓中冷 ? 增壓器的調(diào)節(jié) 3 引言 ? 由于往復(fù)式機(jī)械的空氣質(zhì)量流量的范圍很寬，故非增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有效速度范圍也是很寬的。 ? 而渦輪機(jī)械的只有在設(shè)計(jì)流量時(shí)，氣流角度才能與渦輪機(jī)械各部分葉片結(jié)構(gòu)角度相適應(yīng)。如果流量偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)，就會(huì)出現(xiàn)由于氣流的分離所造成的傾角損失。這些損失將隨著傾角偏差的增大而增長(zhǎng)，因此，渦輪機(jī)械不可能充分適應(yīng)柴油機(jī)寬流量范圍運(yùn)行的要求。但是另一方面，渦輪機(jī)械的設(shè)計(jì)參考點(diǎn)效率較高，小的結(jié)構(gòu)尺寸下卻可通過(guò)較高質(zhì)量比流量的流體，所以把它們用作增壓器。 柴油機(jī)與增壓器的流動(dòng)特點(diǎn) 4 引言 ? 特性曲線(xiàn)形狀完全不同的渦輪機(jī)械和往復(fù)式機(jī)械聯(lián)合起來(lái)運(yùn)行，必須要進(jìn)行非常周密細(xì)致的工作。 ? 對(duì)于幾何參數(shù)不可變的增壓器來(lái)說(shuō)，渦輪增壓器僅和發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行范圍內(nèi)的某個(gè)特定參考點(diǎn)有最優(yōu)匹配。如果發(fā)動(dòng)機(jī)要求在很寬的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行，在匹配渦輪增壓器時(shí)，就要選擇一種折衷的方案，該方案應(yīng)能使發(fā)動(dòng)機(jī) 在最重要的點(diǎn)達(dá)到最優(yōu)匹配，在其它點(diǎn)達(dá)到比較合適的匹配 。 柴油機(jī)與增壓器的匹配特點(diǎn) (1) 5 引言 ? 為了改善匹配性能，除優(yōu)化增壓器的設(shè)計(jì)參數(shù)外，還要改變發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。這類(lèi)改變包括燃油噴射系統(tǒng)的調(diào)整、氣門(mén)流通面積及配氣正時(shí)的改變等。 ? 一般而言，轉(zhuǎn)速范圍窄且增壓程度低的柴油機(jī)與廢氣渦輪增壓器匹配良好相對(duì)容易些，但是對(duì)于高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)和增壓程度較高的發(fā)動(dòng)機(jī)，匹配問(wèn)題就比較復(fù)雜。有時(shí)為獲得良好的匹配，不得不采用較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)如旁通放氣閥、可變噴嘴渦輪等。 柴油機(jī)與增壓器的匹配特點(diǎn) (2) 6 引言 ? 渦輪增壓器基本尺寸的大小由發(fā)動(dòng)機(jī)要求的進(jìn)氣量決定。進(jìn)氣量又是各種參數(shù)，如氣缸排量、轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣管中的空氣密度，容積效率以及掃氣流量等的函數(shù)。 ? 在不考慮掃氣的情況下，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量的計(jì)算公式如下所示。 ? 從上述公式可以清楚地看出，通過(guò)增壓或者增壓中冷，增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣密度是增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的有效辦法。 柴油機(jī)與增壓器的匹配特點(diǎn) (3) vhm Vnm ??2?7 柴油機(jī)與渦輪增壓器的流量特性 ? 如果發(fā)動(dòng)機(jī)在定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行并平穩(wěn)地增加負(fù)荷，那么，空氣質(zhì)量流量將近似地隨著充氣密度的增加而增加。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流特性曲線(xiàn)可以與渦輪增壓器的壓氣機(jī)特性曲線(xiàn)疊繪在一起，曲線(xiàn)的斜率取決于氣流密度。 (1) 8 柴油機(jī)與渦輪增壓器的流量特性 ? 隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，空氣流速隨著增加，而渦輪增壓器的渦輪有效流通面積幾乎保持不變，所以渦輪的進(jìn)氣壓力將上升，渦輪功增加，增壓器轉(zhuǎn)速增加，壓氣機(jī)的出口壓力也隨著增加了。這樣一來(lái)，發(fā)動(dòng)機(jī)的等負(fù)荷線(xiàn)將不處于壓氣機(jī)特性曲線(xiàn)圖中的水平位置，而是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)
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