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大功率渦輪增壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書[帶圖紙(參考版)

2024-11-16 14:50本頁面
  

【正文】 偽注、偽造、篡改文獻和數(shù)據(jù)等,均屬學術(shù)不端行為致謝一項科研成果或技術(shù)創(chuàng)新 ,往往不是獨自一人可以完成的 ,還需要各方面的人力 ,財力 ,物力的支持和幫助 .因此 ,在許多論文的末尾。凡轉(zhuǎn)引文獻資料,應(yīng)如實說明。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 參考文獻 [1] 孫軍,汽車發(fā)動機原理 [M].合肥:安徽科學技術(shù)出版社, . [2] 過學迅,鄧亞東 .汽車設(shè)計 [M].北京:人民交通出版社, . [3] 蘇猛,李風平屈振生,張士慶 .機械圖學 [M].沈陽:東北大學出版社, . [4] 宋首信,內(nèi)燃機增壓技術(shù) [M].同濟大學出版社 .北京 . [5] 劉惟信,汽車設(shè)計 [M].北京清華大學出版社, 2020. [6] 王望予,汽車構(gòu)造(第四版) [M].北京:機械工業(yè)出版社, 2020. [7] 陳家瑞,汽車構(gòu)造(第四版) [M].北京:人民交通出版社, 2020. [8] 范迪彬,汽車構(gòu)造 [M].合肥:安徽科學技術(shù)出版 社, 2020. [9] 于志生,汽車理論(第三版) [M].北京:機械工業(yè)出版社, 2020. [10] 劉永長,內(nèi)燃機原理 [M]. 湖北:華中科技大學出版社, 2020. [11] Stone to Internal Combustion Publishers Ltd.,1985. [12] 王應(yīng)紅,鄭國璋 .廢氣渦輪增壓與發(fā)動機匹配的理論計算研究 [J].內(nèi)燃機, 2020,( 1) . 如需要圖紙等資料,聯(lián)系 1961660126 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之 家的資料精心整理好資料 研究成果的嚴肅態(tài)度以及向讀者提供有關(guān)信息的出處,正文之后一般應(yīng)列出參考文獻表引文應(yīng)以原始文獻和第一手資料為原則。 同時,也要感謝我的同學和朋友們。本文從最初的選題構(gòu)思,到最后的反復修改,都是在劉老師的悉心指導下完成的。就拿我們最常見的 渦輪增壓發(fā)動機 來說,經(jīng)過增壓之后,動力可以達到 發(fā)動機的水平,但是耗油量卻比 發(fā)動機并不高多少,在另外一個層面上來說就是提高燃油經(jīng)濟 性和降 低尾氣排放。一臺發(fā)動機裝上渦輪增壓器后,其最大功率與未裝增壓器的時候相比可以增加 40%甚至更高。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 6 總結(jié) 通過對廢氣渦輪增壓器的研究和設(shè)計,更加深入的了解渦輪增壓器。 4) 渦輪增壓器的缺點是滯后,即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩,使發(fā)動機延遲增加或減少輸出功率,這對于要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會有點提 不上勁的感覺。 2)發(fā)動機在采用了增壓技術(shù)后,還能提高燃油經(jīng)濟性和降低尾氣排放。 [12]本設(shè)計采用迷宮式密封裝置。由于渦輪端的熱量會傳到壓氣機端及軸承處,不僅會使壓氣機內(nèi)的壓縮空氣溫度上升而降低壓氣機效率,而且還使軸承的工作可靠性受到威脅。但當轉(zhuǎn)子軸向竄動時,密封環(huán)又應(yīng)能夠軸向移動以避讓,以免造成和環(huán)槽側(cè)面摩擦。密封環(huán)靠彈力漲緊在外支承上的軸向靜摩擦力應(yīng)大于燃氣或空氣壓力造成的軸向力,另外。密封環(huán)內(nèi)支承的內(nèi)部常做成甩油盤形式,靠旋轉(zhuǎn)離心力甩掉沾附在軸上的潤滑油,避免其流到密封環(huán)處??诿芊猸h(huán)密封 是將數(shù)個密封環(huán)分別安裝在渦輪端和壓氣機端的密封環(huán)支承環(huán)槽內(nèi),密封環(huán)依靠彈力漲緊在密封環(huán)支承的外體上。當在迷宮內(nèi)通人一小股增壓后的壓縮空氣時,可加大密封間隙,因而降低了加工精度要求,減小了機械摩擦損失,并使渦輪端軸承得到較好的冷卻。 渦輪增壓器的密封方式分為接觸式密封和非接觸式密封。防止軸承處潤滑油漏入輪增壓器氣流通道,稱為油封。排出的潤滑油經(jīng)中間殼回油孔回到發(fā)動機的油底殼軸承工作時產(chǎn)生的熱量,除靠潤滑油帶走外,有的還要采取其他冷卻措施如有的在渦輪殼和中間殼上設(shè)置水腔進行水冷有的對壓氣機端軸承處的機殼進行氣冷 .[10] 渦輪增壓器密封和隔熱系統(tǒng) 渦輪增壓器的密封裝置包括氣封和油封兩種作用。冷卻與潤滑機油是從發(fā)動畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 機機油濾清器出來,進人渦輪增壓器中間殼上方的進油口,然后分別去潤滑各軸承。 在渦輪增壓器采用 滑動軸承時,由于摩擦產(chǎn)生的熱量很大 .特別是在徑流式渦輪增壓器中,由于渦輪工作輪處在高溫氣體中,一部分熱量從工作輪經(jīng)過轉(zhuǎn)軸傳給軸承,因此必須供給大量的潤滑油,對軸承進行潤滑和冷卻。在增壓比和轉(zhuǎn)速較高的渦輪增壓器中,由于機械摩擦生熱較多,需要較多的潤滑油,這時可在轉(zhuǎn)抽端部安裝一個專門的潤滑油泵,將潤滑油噴人軸承中 .以加強軸承的潤滑和冷卻。 在渦輪增壓器采用滾動軸承時一般采用單獨的潤滑系統(tǒng),潤滑方式有飛濺式和泵噴射式兩種。 本設(shè)計主要采用浮動軸承。整體式浮動軸承的兩個軸承由中間過渡段連為一體 .兩端面可兼作止推軸承 .但質(zhì)量大,慣性大,加土精度要求高 。因而更適合于高轉(zhuǎn)速下工作,在小型高速徑流式渦輪增壓器中得到廣泛應(yīng)用。同時,由于浮動環(huán)內(nèi)外都有油層存在,因而具有彈性,可以消減轉(zhuǎn)子的振動。 [9] 浮動軸承又稱浮動環(huán) ,浮動軸承工作時,浮動環(huán)和軸頸、浮動環(huán)和軸承莊之間都有一定間隙并均充滿油膜,軸承上有孔使內(nèi)外油膜相通一般浮動環(huán)外間隙為內(nèi)間隙的 2 倍。隨著轉(zhuǎn)速的提高,振幅也迅速增大,使渦輪增壓器運轉(zhuǎn)極不穩(wěn)定, 嚴重時會破壞軸的正常工作,造成整臺增壓器損壞。而產(chǎn)生這種振動的臨界轉(zhuǎn)速和振幅,決定于軸承和載荷的結(jié)構(gòu)形式?;瑒虞S承的工作條件取決于轉(zhuǎn)速和載荷。 .5%?當軸頸靜止時,由于轉(zhuǎn)軸本身重力的作用,軸頸和軸承在最低一點處接觸,兩邊形成懊形的縫隙。一般轉(zhuǎn)軸和軸承之間的間隙等于軸頸肖徑的。這問隙的大小主要決定于轉(zhuǎn)速?;瑒虞S承的材料要求耐磨、導熱常用錫青銅合金、高錫鋁合金、青銅鍍錫等??梢杂冒l(fā)動機潤滑系統(tǒng)的潤滑油匕作,對振動不敏感口如果潤滑油質(zhì)量好 .轉(zhuǎn)子動平衡精度高,其使用壽命相當于柴油機的大修期限甚至更長。 向心滑動軸承:在渦輪增壓器中,常用的向心滑動軸承分為多油楔軸承和浮動軸承。且構(gòu)造較復雜,價格較高,工作壽命較短。不需要單獨設(shè)置推力軸承但是,滾動軸承有 不容忽視的缺點 :為適應(yīng)渦輪增壓器高轉(zhuǎn)速的要求,軸承的材料和加工精度要求很高 。由于機械摩擦生熱較少,使?jié)櫥偷南妮^少 。這種軸承的主要優(yōu)點是 :機械摩擦損失小有良好的起動和加速性能 .特別在大氣溫度較低時。渦輪增壓器上的軸承有徑向軸承和推力軸承,徑向軸承又分為滾動軸承和滑動軸承過去采用滾動軸承的較多 .現(xiàn)在采用滑動軸承的較多。它不但要保證以高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子可靠地工作而且還要使轉(zhuǎn)子確定在準確的位置上。其尺寸根據(jù)葉輪和渦輪的尺寸而定。 在近代的廢氣渦輪增壓器中常采用反作用式渦輪, ? 值常 在 ~ 之間,由于廢氣分別在噴嘴環(huán)和工作輪中膨脹,可以降低氣流的絕對加速度 1c 和相對加速度 1W ,從而減少了流動損失,提高了渦輪的效率。如果廢氣的焓降不完全在噴嘴環(huán)中膨脹,而有一部分在工作輪內(nèi)膨脹,則10 ??? ,這種渦輪成為反作用式渦輪。如果廢氣的焓降全部在噴嘴環(huán)中完成,而在工作輪中不在膨脹,此時, ? =0,這種渦輪成為沖擊式渦輪。 HHHh c?? 39。 反作用度 ? 是工作輪中絕熱焓降 39。 cppTCTTCH rrTTpadTp????? ??? ( J/kg) ( 3—1) ]1[1 11 ??? ?kkkTTRkkH ? ( 3—2)式中 k—為廢氣絕熱指 數(shù), k =; TR —為廢氣氣體常數(shù), TR =; 1T —滯止溫度, 1T=313( K); K? —增壓比, K? =; ][ ?????? ?H ( J/kg) 2)、渦輪的驅(qū)動功率 TN mTTT HGN ????10 00( kW) ( 3—3) 式中 TG —為廢氣每秒鐘進入渦輪的流量, TG = cG ; cG —單位時間內(nèi)通過柴油機的空氣量; ???TG ( skg? ); ( 3—4) ??????? mTTT HGN ?? ( kw); 式中 m? —渦輪增壓器的機械效率, m? 取值范圍 ~ ,取 m? =; T? —為有效效率(渦輪效率)渦輪軸上的有用功與廢氣可用 的絕熱焓降之比。 2])1[()(201*22 39。它表示在單級渦輪中進行的膨脹功,通常稱為絕熱膨脹功(或稱可用焓降),即廢氣在單 級渦輪中所作功的最大值 [6]。次二線段分別表示廢氣在噴嘴環(huán)中和工作輪中的絕熱膨脹過程,可以認為在過程中沒有流動損失及與外界沒有熱量交換。廢氣進入噴嘴環(huán)時的狀態(tài)用滯止參數(shù)表示 ?TI ( ?TI點), ?TI = ?TpTC ,即 ?TI = ?TpTC + 22Tc 圖 32廢氣在單級渦輪內(nèi)的膨脹過程圖 圖 32廢氣在單級渦輪內(nèi)的膨脹過程圖 Figure 32 Singlestage gas turbine in the process of the expansion plan I 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之 家的資料精心整理好資料 當廢氣的初始狀態(tài)為 ?Tp 、 ?T 在單級渦輪中膨脹時,壓力由 ?Jp 降到 2p 。星形工作輪是為了減輕重量、減小工作輪轉(zhuǎn)動慣量、提高強度改善加速性能 [5]。徑流式渦輪的工作葉片與輪盤做成一體。裝配式通過不同的安裝角可適應(yīng)不同流量和功率的發(fā)動機的需要,局部損壞時可單獨更換葉片,但其零件數(shù)目多,加工及裝配費工時采用有葉噴嘴只需更換噴嘴就可得到適應(yīng)不同發(fā)動機要求的變型產(chǎn)品 .有利于渦輪增壓器 的系列化。結(jié)構(gòu)形式有整體鑄造式和裝配式兩種。因此,無葉蝸殼用于經(jīng)常處于變工況條件下工作的車用渦輪增壓器中更為適宜但無葉蝸殼匹配不同的發(fā)動機時,要用不同通道尺寸的蝸殼,與有葉噴嘴只需更換噴嘴環(huán)甚至只更換噴嘴葉片相比,其適用范圍較小。無葉噴嘴環(huán)與渦輪殼做成一體構(gòu)成無葉蝸殼無葉蝸殼的徑向截面向噴嘴出口逐漸縮小,而噴嘴人口則沒有明確的界限 , 它不僅擔負著一般蝸殼的功能,同時還起著噴嘴環(huán)的作用。一 10176。進氣道的截面形伏如同壓氣機蝸殼,也分為圓形、梨形、矩形、梯形等形狀,梨形蝸殼徑 向尺寸較大,但效率高,在小型渦輪增壓器上應(yīng)用較多為了減小氣體的余速損失,提高渦輪效率,渦輪排氣殼為一擴壓段。分隔開的雙通道進氣是一種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,但這種結(jié)構(gòu)使渦輪葉輪始終處于半周進氣的不均勻狀態(tài),影響 T 渦輪效率口因此,近來年 360176。分隔進氣兩種。雙通道又有 360176。由于切向進氣流動損失小,因此多采川切向進氣形式按通道數(shù)可分為單通道、雙通道和三通道三種。 1-隔熱板; 2-渦輪; 3, 12-密封環(huán); 4-渦輪殼; 5-推力軸承; 6- O 型密封圈; 7-膜片彈簧;8-密封套; 9-壓氣機; 10-轉(zhuǎn)子軸; 11-壓氣機葉輪; 13-壓氣機后蓋板; 14-中間殼; 15-卡環(huán);16-浮動軸承 圖 31 渦輪增壓器結(jié)構(gòu)圖 Figure 31 turbocharger Chart 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 1961660126 課件之 家的資料精心整理好資料 徑流式向心渦輪在形狀上很像離心式壓氣機,但氣流的流動方向與壓氣機相反,在一定程度上可以把徑流式向心渦輪的工作過程看成離心式壓氣機的逆過程。在由渦輪殼向渦輪葉輪流入的部分大多裝有噴嘴,目前,一般采用具有噴嘴性能的蝸殼,即所謂無噴嘴的渦輪殼。壓氣機葉輪是用鋁合金制作的精密鑄件,葉片的形狀通過應(yīng)用流線解析、 FEM 技術(shù)等設(shè)計而成,近來離心式廢氣渦輪增壓器葉輪都采用后彎式,擴壓器用無
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