【正文】 能要求。 離心式壓氣機工作時候，空氣經(jīng)過壓氣機的進氣道，以一定的初速度進入壓氣機的葉輪，在葉輪通道內(nèi)吸收機械能，使壓力和速度有較大的提高，進入到擴壓器后，速度降低，壓力進一步升高，在這一過程中，空氣的溫度也相應提高。每一速度都有喘振點，所有喘振點稱為喘振線。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。 壓氣機和渦輪機前后氣體狀態(tài)焓熵圖 根據(jù)熱力學第二定律，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。該曲線不會受環(huán)境的變化，這將更加方便使用。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 ，就滿足相似準則： 式子中的是比熱容比；是通用氣體常數(shù)。由于渦輪的出口速度比較小，可以認為壓力等于大氣壓力。 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。 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。 渦輪機和壓縮機的并行應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。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。(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。軸承系統(tǒng)是為了高速轉(zhuǎn)動而設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。，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。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。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。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。 （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)復雜。 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）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)。該系統(tǒng)在20世紀70年代被提出。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。 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。這些導流葉片可在低轉(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。在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速會更加節(jié)省燃油。 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。廢氣渦輪增壓器的工作原理如圖所示，渦輪增壓器和發(fā)動機沒有機械聯(lián)系，是發(fā)動機經(jīng)過氣體帶動渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)。渦輪增壓器的直接工作原理就是發(fā)動機排出的廢氣的熱能和動能轉(zhuǎn)化為渦輪增壓器的動能。這就是柴油機和渦輪增壓器的配合。在部分負荷下有好的性能要求。 ，沒有堵塞、喘振現(xiàn)象。沒有增壓器的超速現(xiàn)象。 柴油機對渦輪增壓器的選配原則為： （1）讓運行的工況大部分在效率高的地方，運行的時候最低的效率. （2）喘振裕度式中為低速時候的流量， 為壓氣機的喘振流量。（5）柴油機的壓縮比與膨脹比在正常的范圍內(nèi)，渦輪的排氣溫度在正常范圍之內(nèi)（6）使功率性指標和經(jīng)濟性指標達到要求。如果壓氣機的流量小一點在較高工況運行的時候容易使得壓氣機超速。、步驟、計算公式 柴油機與渦輪增壓系統(tǒng)的選配有許多的方法可以進行下面就是一些常用的匹配方法：：利用數(shù)學思想，能夠抽象簡化的建立近似的可以解決實際問題的模型，然后計算或者估算出結(jié)果。：從現(xiàn)有國家標準、企業(yè)有關(guān)柴油系列標準規(guī)定范圍內(nèi)的成熟機型進行選用。：也叫類比法。本次匹配設計主要是基于發(fā)動機平均參數(shù)模型的思想，利用計算，建立發(fā)動機、渦輪增壓器、空濾器消音器還有中冷器的模型，最后以實際的例子來進行匹配計算，參數(shù)模型法的好處是可以直觀的將柴油機與渦輪增壓器的各個部分直觀的分離開來然后進行計算與匹配。 ，來對渦輪增壓器選型。 ，進行渦輪增壓器的總體方案設計。 ，技術(shù)，標準和其他部門的審查后的原型試制。 ，并與標準柴油機相關(guān)的測試和典型用戶測試依據(jù)。 ，投入批量生產(chǎn)并供貨。 整個計算采用的平均參數(shù)模型思想。其中詳細計算了單機渦輪增壓器，廢氣放氣增壓器和脈沖式渦輪增壓器各參數(shù)的計算根據(jù)內(nèi)燃機的容積效率的計算公式可以推導得出發(fā)動機的等轉(zhuǎn)速耗氣特性線的計算表達式： （）式中 ——增壓壓比n___柴油機轉(zhuǎn)速Vs__柴油機排量，r/min。__沖程系數(shù)；容積效率；—掃氣系數(shù)。 增壓發(fā)動機的等轉(zhuǎn)速耗氣特性及運行線， kg/s。 __過量空氣系數(shù)； —燃油化學計量空燃比。由于受渦輪葉片強度的限制，故排氣溫度一般。這里按照理論施工圖方法來確定的值，這是根據(jù)圖論結(jié)構(gòu)決定的，它是假定在排氣管中流動的氣體的動能轉(zhuǎn)換成熱不考慮向外輻射，在排氣過程中的b__d恒容熱，在定壓過程d__e中又全部加給了排氣，則可以得到： 令 因為和是在不同溫度和不同壓力下的比定壓熱容和比定容熱容，所以兩者之比不是等熵指數(shù)則 對于b__d定容過程， 對于d__e等壓過程， 則將上式帶入表達式中，可得 式中，____e點溫度，是純?nèi)細鉁囟取? 渦輪增壓器模型通過渦輪與壓氣機之間的平衡關(guān)系，采用熱力學和動力學分別算出渦輪和壓氣機的各個參數(shù)。計算的要點就是兩個平衡一個相等，渦輪與壓氣機的流量和能量平衡，轉(zhuǎn)速相等。在串聯(lián)式的渦輪增壓柴油機系統(tǒng)中，渦輪和壓氣機的流量是平衡的，只是在燃氣流量中增加了燃油消耗量。 （3）渦輪與壓氣機的轉(zhuǎn)速相等 （）式子中: ___渦輪的轉(zhuǎn)速，r/min； ___壓氣機的轉(zhuǎn)速，r/min； ___渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速， r/min； （4）渦輪特性參數(shù)的計算廢氣渦輪增壓器的主要計算是算出渦輪的輸出功徑流渦輪的輸出功率可以用下式計算 （）