柴油機與廢氣渦輪增壓器的匹配設(shè)計畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-22 15:58本頁面
【正文】 最后，在完成本科學(xué)業(yè)之際，特別的感謝要獻(xiàn)給我的家人：感謝我父母親長年以來對我的培養(yǎng)和鼓勵。在此，向老師致以誠摯的謝意以及崇高的敬意！本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)、朋友還有家人的關(guān)心和幫助。在設(shè)計過程中，老師多次詢問課題進度，經(jīng)常與我溝通交流，幫助我開發(fā)思路，精心點撥，熱忱鼓勵。 本次匹配通過匹配計算綜合各方面對東風(fēng)康明斯c245 33型柴油機匹配的是徑流式單個帶放氣閥的渦輪增壓器，進氣形式為脈沖式的，匹配計算的到以下計算結(jié)果： ,。如果不合適分析錯誤原因，考慮改進試驗，或者找出匹配計算中錯誤的原因。 試驗的柴油機與廢氣渦輪增壓器匹配的工況點分別是柴油機轉(zhuǎn)速2200r/min、1400r/min 800r/min,下進行在測試的過程中，同時要記錄柴油機的消耗量、扭矩、功率和氣門的位置，發(fā)動機由高速到低速運行，每個工況穩(wěn)定后一分鐘記錄數(shù)據(jù) 試驗所需要的設(shè)備 實驗設(shè)備列表 數(shù)據(jù)采集：采集手段，柴油機功率 、油管壓力 、空氣流量分別送入到各個儀器中，如果數(shù)據(jù)有較大的波動，需重新采集。在匹配過程中，它們可以視為節(jié)流原件，氣體通過它們后的壓力損失采用經(jīng)驗公式來計算： (k)/MPa 空濾器的壓降 (k)/MPa 排氣消音器的壓力損失 ,，,。是很好的輔助裝置，是匹配工作中不可或缺的部分 中冷器的能量轉(zhuǎn)化圖 中冷器冷卻后的溫度在標(biāo)準(zhǔn)工況下= =，在發(fā)動機進氣的溫度范圍內(nèi)，滿足要求。 渦輪增壓器特性參數(shù)轉(zhuǎn)速 2100 1400 800 增壓壓比 壓氣機折合流量（kg/s） 壓氣機的特性曲線圖的原圖 將上圖進行描點獲得如下圖線 折合流量kg/s 壓氣機的通用特性曲線 、最大轉(zhuǎn)矩工況下、低轉(zhuǎn)速工況下的折合流量和壓比在上面的特性曲線圖中進行描點得到下圖（1點為最大工況、2為標(biāo)定工況、3為低速工況） 壓氣機與發(fā)動機配合特性曲線圖 可以看出整個外特性曲線柴油機都遠(yuǎn)離了壓氣機的堵塞區(qū)域和喘振線，發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩在最高效的區(qū)域，所以說此渦輪增壓器與柴油機匹配良好。 匹配參數(shù)計算： （1）增壓比 在標(biāo)定工況 在最大轉(zhuǎn)矩工況為= 在低速工況為= (2)空氣流量 在標(biāo)準(zhǔn)工況時候=kg/s 在最大扭矩工況時候= 在低轉(zhuǎn)速工況時候= (3)壓氣機出口溫度 在標(biāo)準(zhǔn)工況時候 == 在低轉(zhuǎn)速工況時候= （4）發(fā)動機進氣管溫度 在標(biāo)準(zhǔn)工況下 == 在最大扭矩工況下= 在低轉(zhuǎn)速工況下= （5） 渦輪前廢氣溫度 在標(biāo)準(zhǔn)工況下=293+ 366+(1+29)= 在最大扭矩工況下= 在低轉(zhuǎn)速工況下= (6)壓氣機折合流量 在標(biāo)準(zhǔn)工況下 == 在最大扭矩工況下= 在低速工況下= （7）渦輪的折合流量=+—= 在最大扭矩扭矩工況下= 在低速工況下=0。 ②采用脈沖式渦輪增壓器，因為脈沖式的渦輪增壓器的加速性能較好低速扭矩特性較好而定壓式的渦輪增壓器沒有這些優(yōu)點所以選用脈沖形式進行匹配。（3）根據(jù)上表制作了一個初選流程圖，根據(jù)圖示來選配渦輪增壓器。 因為不同用途的發(fā)動機所需要的性能要求不一樣，可以先把柴油機根據(jù)用途來進行分類選配，要求達(dá)到的是渦輪增壓器的增壓方式和柴油機所需要的性能要求相匹配：（1） 根據(jù)柴油機的用途和功用初選出渦輪增壓系統(tǒng)形式。 ，各種零件的熱負(fù)荷在合理的范圍內(nèi)。 ，各種參數(shù)達(dá)到要求。 c245 33康明斯輸入的參數(shù)表 參數(shù) 標(biāo)定工況 最大轉(zhuǎn)矩工況 低轉(zhuǎn)速工況 排量（L） 轉(zhuǎn)速（r/min） 2200 1400 800 功率（kw） 180 134 49燃油消耗率kg/(kw h) 進氣溫度（k） 293 293 293進氣壓力 101 101 101 渦輪增壓器的選型決定著與柴油機的匹配是否合適，好的選型有如下優(yōu)點： ，內(nèi)燃機良好運行，省油。 （5)滿足國二排放標(biāo)準(zhǔn)。 （3)保養(yǎng)維修費用低。 東風(fēng)康明斯c245 33型柴油機有著許多的優(yōu)點: （1）動力比較強勁，起步、爬坡，加速都比一般柴油機要好。②在匹配的工況點下達(dá)到規(guī)定的壓力，使柴油機的性能達(dá)到要求。（2）廢氣放氣渦輪增壓的匹配這種帶旁通放氣閥的增壓器，用等效渦輪的方法來進行計算。一般單級增壓選配的原則是匹配點在標(biāo)定轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速之間。 中冷器的作用是為了降低進氣溫度，由于中冷器不是本次匹配設(shè)計的重點內(nèi)容因此采用簡化計算方法來求出出口溫度，即為發(fā)動機進氣管的溫度。一般采用半徑驗證方法加以確定，即 （）式中，——定壓渦輪效率，一般=~；——渦輪效率修正系數(shù)。壓氣機的折合轉(zhuǎn)速為； ()壓氣機折合流量 （）出口溫度為 （）式中；為冷卻系數(shù)因為壓氣機還不停向外散熱，=~， 現(xiàn)在發(fā)動機中廣泛采用的是脈沖渦輪廢氣增壓，包括脈沖系統(tǒng)，脈沖轉(zhuǎn)換系統(tǒng), mpc等排氣系統(tǒng)，分別如圖所示： 排氣增壓系統(tǒng)的基本形式 （1）脈沖渦輪效率（脈沖作用效率）脈沖渦輪效率定義為 （）式中——一個脈沖波內(nèi)渦輪軸上輸出的能量；——一個脈沖波所包含的可用能量。MPa； —渦輪入口壓力； —渦輪能量擴大系數(shù)。在一臺柴油機匹配一個渦輪增壓器時候， （2）渦輪與壓氣機的流量平衡 （） 式子中——是渦輪的質(zhì)量流量，kg； ——壓氣機的流量，kg； ——相應(yīng)的燃油流量，kg.。 廢氣渦輪增壓器的計算簡圖（1） 渦輪和壓氣機的能量平衡 （）式中：—渦輪轉(zhuǎn)子傳給軸的功率； —壓氣機消耗的功率； —渦輪增壓器的機械效率。以車用柴油機為例，車用柴油機一般采用的渦輪增壓器是離心式壓氣機和徑流式渦輪。柴油機掃氣過程中，有溫度為的掃氣空氣與
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