【正文】 當(dāng)壓氣機(jī)的工作在喘振線的右邊的時(shí)候，工作穩(wěn)定且效率高，而在喘振線左側(cè)的時(shí)候，壓氣機(jī)工作因?yàn)榇窬蜁?huì)下降，并且有比較大的波動(dòng)，比較嚴(yán)重時(shí)候會(huì)出現(xiàn)機(jī)器的損壞，出現(xiàn)了危險(xiǎn)狀況，因此不能再喘振條件下工作。 離心式壓氣機(jī)工作過程簡(jiǎn)圖 （1）壓氣機(jī)的喘振與堵塞：把壓氣機(jī)出現(xiàn)喘振的工作點(diǎn)稱為喘振點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的流量就是喘振流量。 以下分別對(duì)徑流式壓氣機(jī)和渦輪機(jī)的工作特性簡(jiǎn)單介紹。 根據(jù)排氣在渦輪中流動(dòng)方向的不相同，可以分為兩大類：徑流式渦輪增壓器和軸流式渦輪增壓器。當(dāng)轉(zhuǎn)速過低時(shí)，燃燒不良，燃油消耗大一些；當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸升高時(shí)，燃燒得到改善，燃油消耗減??；但是如果速度過高，會(huì)增加油耗量。最大功率和最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速是不一樣的。柴油機(jī)燃燒過程通常在中等轉(zhuǎn)速下進(jìn)展最好，因此只有在某一中間轉(zhuǎn)速有效轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大。但在實(shí)際中，柴油機(jī)工作時(shí)伴隨著各種損失，且轉(zhuǎn)速不同時(shí)，損失大小也不同。柴油機(jī)的外特性標(biāo)志著柴油機(jī)所能達(dá)到的最高動(dòng)力性能。如果負(fù)荷持續(xù)的增加，自然用油也會(huì)多，但是空氣的量不會(huì)增加，這樣燃燒就不好。有效油耗率隨負(fù)荷增大而減小。所以負(fù)荷變化時(shí)，循環(huán)的供油量變化。曲線變化的幅度小，并且范圍比較寬，則認(rèn)為燃油經(jīng)濟(jì)性比較好。42柴油機(jī)與廢氣渦輪增壓器的特性分析 在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保持一定時(shí)，其穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)（有效油耗率和每小時(shí)燃油消耗量）隨負(fù)荷變化而變化的規(guī)律，叫柴油機(jī)符合特性。 柴油機(jī)與渦輪增壓器的匹配是十分必要而又重要的一部分，柴油機(jī)與渦輪增壓器的匹配時(shí)，柴油機(jī)穩(wěn)定、高速、效率運(yùn)行的先決條件。 （5）增壓的柴油機(jī)的廢氣排放量會(huì)減少。 （3）內(nèi)燃機(jī)增壓之后使在高原地方的表現(xiàn)和在正常地方的表現(xiàn)力一樣，因?yàn)楦咴目諝庀”?，不帶增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)在高原地區(qū)性能會(huì)受到影響。 增壓技術(shù)還表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面： （1）增壓器體積小，尺寸小，但是可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)在相同的條件下得到更多的輸出功率，得到更多的輸出功率，相同的排量輸出更多的功率，對(duì)于柴油機(jī)來說十分的節(jié)能。 廢氣渦輪增壓系統(tǒng) （3）復(fù)合增壓就是將機(jī)械增壓和渦輪增壓結(jié)合起來 （4）氣波增壓氣波增壓器是上世紀(jì)50年代左右發(fā)展而來，氣波增壓器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)工況環(huán)境適應(yīng)性比較好，加速性也相比上面的三種增壓器要好，但是由于氣波增壓器的體積比其他三種增壓器要大，匹配不是很方便，所以沒有的到良好的應(yīng)用。 機(jī)械增壓系統(tǒng)（2） 排氣渦輪增壓：內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)候產(chǎn)生的氣體通過導(dǎo)管傳送到渦輪增壓器壓氣機(jī)同渦輪同軸連接，形成渦輪增壓器，壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)更多的新鮮空氣進(jìn)入氣缸，達(dá)到增壓的目的。 （1）機(jī)械增壓：發(fā)動(dòng)機(jī)輸出而來的曲軸的動(dòng)力來帶動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，壓氣機(jī)對(duì)空氣進(jìn)行壓縮。在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速會(huì)更加節(jié)省燃油。與以往渦輪增壓器相比較，這大大提高了低轉(zhuǎn)速時(shí)的響應(yīng)時(shí)間和加速性能?？勺儙缀螠u輪增壓系統(tǒng)是導(dǎo)葉可調(diào)渦截面的重點(diǎn)。在學(xué)生和老師的日常建模中也時(shí)常用到這些軟件，它可以讓人有據(jù)可依，有清晰的腦圖來完成建模的過程，最后直到匹配成功，所以說CAD/CAM、CFD對(duì)渦輪增壓器的影響會(huì)十分巨大。 渦輪增壓器制造工藝的發(fā)展，由軟件業(yè)來領(lǐng)導(dǎo)。 隨著科技的進(jìn)步，渦輪增壓技術(shù)朝著部件更少、體積更小、轉(zhuǎn)速更高和壓縮比更優(yōu)秀的方向發(fā)展，當(dāng)今渦輪增壓器不斷應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，已經(jīng)成為主流的發(fā)展方向。 1緒論柴油機(jī)與廢氣渦輪增壓器的匹配設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 IABSTRACT II1 緒 論 1 1 1 1 2 3 42柴油機(jī)與廢氣渦輪增壓器的特性分析 5 5 7 7 103渦輪增壓器的基本結(jié)構(gòu)、分類、工作原理 12 12 13 164柴油機(jī)與廢氣渦輪增壓器匹配 17 17 1步驟、計(jì)算公式 18 18 19 195柴油機(jī)與廢氣渦輪增壓器匹配設(shè)計(jì) 29 29 29 30 31 33 35 37結(jié)論 39參考文獻(xiàn) 41致謝 42 2 柴油機(jī)與渦輪增壓器的特性分析1 緒 論在國(guó)內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)市場(chǎng)一直被國(guó)外的增壓器廠商所統(tǒng)治，隨著全國(guó)生產(chǎn)力水平和生產(chǎn)技術(shù)的提高迫切需要有自己的一套柴油機(jī)與渦輪增壓器的匹配流程方案，最近出現(xiàn)了更先進(jìn)的渦輪增壓技術(shù)，新的技術(shù)出現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)與廢氣渦輪增壓器匹配工作提出了更高的要求，來讓柴油機(jī)發(fā)揮更大的作用。渦輪增壓器的匹配目標(biāo)是對(duì)各個(gè)參數(shù)通過匹配計(jì)算后，可以縮小增壓器的選擇方案和增壓器型號(hào)，最后通過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)選出最終方案，對(duì)渦輪增壓器制造廠商而言，可以方便的進(jìn)行選配，計(jì)算速度十分快，十分節(jié)約人工和計(jì)算機(jī)計(jì)算成本對(duì)日常生活和工業(yè)生產(chǎn)意義重大。隨著材料、工藝的不斷發(fā)展，為柴油機(jī)的發(fā)展提供了更好的機(jī)遇。在日常的生產(chǎn)中CAD/CAM、CFD對(duì)渦輪增壓器的設(shè)計(jì)占了主要的部分，廠家都是先從虛擬圖紙著手然后再批量生產(chǎn)，直到成品出現(xiàn)。今年來可變幾何渦輪得到了發(fā)展。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(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力。采用可變渦輪截面技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在任意轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)都高于一般渦輪增壓器。內(nèi)燃機(jī)的增壓可以分為兩個(gè)大類分別是機(jī)械增壓與渦輪增壓，但是由于有的增壓器這兩種方式都有采用，所以還應(yīng)該有復(fù)合增壓。近來發(fā)展了一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)耦合渦輪增壓方式，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速排氣能量不足時(shí)候，電機(jī)帶動(dòng)增壓器工作；當(dāng)排氣能量超過渦輪增壓器正常工作范圍時(shí)候，渦輪帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電，避免額增壓器超速或者增壓壓力過高。排氣渦輪增壓系統(tǒng)由渦輪、壓氣機(jī)和中冷器等組成，排氣渦輪增壓器又可以分為脈沖系統(tǒng)和定壓系統(tǒng)。 增壓器是將空氣壓縮后進(jìn)到氣缸里，使使空氣的密度提高，增強(qiáng)了進(jìn)入氣缸內(nèi)的氣體量，這樣就能夠增加循環(huán)供油量，從而提高內(nèi)燃機(jī)的功率。 （2）氣體在氣缸內(nèi)膨脹，可以使得排氣的噪聲減小，使發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音降低。 （4）柴油機(jī)增壓后，缸體內(nèi)部的溫度和壓力會(huì)進(jìn)一步提高。 （6）增壓的技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，可以在各種柴油機(jī)中得到應(yīng)用。本論文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：；；。 柴油機(jī)符合特性主要評(píng)價(jià)柴油機(jī)工作的經(jīng)濟(jì)性，在符合特性曲線中，每種轉(zhuǎn)速下，最低油耗越小，柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性越好。柴油機(jī)按符合特性運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速固定不變，其充量系數(shù)可以認(rèn)為是基本保持不變的。柴油機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)，有效功率為0，因此有效油耗率ge為無窮大。當(dāng)負(fù)荷增加到一定大小時(shí)，有效油耗率達(dá)到最小值。2. 速度特性若把油門固定在標(biāo)定功率位置時(shí)得出的速度特性，為柴油機(jī)的外特性。 （1）有效轉(zhuǎn)矩曲線：理論上，若不存在各種損失，則速度特性的轉(zhuǎn)矩曲線應(yīng)是水平線。低速時(shí)，各循環(huán)所占的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，散熱損失與漏氣損失較大，因而熱效率降低，有效轉(zhuǎn)矩較低；高轉(zhuǎn)速時(shí)，又因?yàn)槿紵皶r(shí)性差且發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦功率增大，機(jī)械效率降低，轉(zhuǎn)矩也會(huì)減小。（2）有效功率曲線：在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速近乎成一次函數(shù)。（3）燃油消耗率曲線：曲線是平的，以中等速度達(dá)到最小值。 比較全面的表現(xiàn)柴油機(jī)的性能參數(shù)，特性曲線中經(jīng)常使用多的參數(shù)特性曲線。一般而言大型柴油機(jī)多采用軸流式，這樣會(huì)讓流量比較大，效率也比較高；車用發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用徑流式，以適應(yīng)高轉(zhuǎn)、高響應(yīng)的性