增压器匹配.
增压器匹配指南[1]
第1章 增压器及其进气增压系统的结构和原理1.1概述1.1.1 发动机进气增压技术简介近年来,发动机进气增压技术已经成为国内外内燃机发展的重要方向之一。
这是因为发动机进气增压技术具有许多优点:1.能够提高发动机的升功率——提高了发动机的动力性;2.能够降低发动机比油耗和比质量——提高了发动机经济性;3.能够减轻发动机的排放污染——提高了发动机的排放性;4.能够扩大发动机变型系列等。
当前,由于汽车一方面在向高速、重载方向发展,对发动机的动力性和燃料经济性提出了更高的要求;另一方面发动机尾气的排放污染,各国排放法规的日益苛刻,使人们极力寻求减小大气污染的措施。
这种种方面的原因,使汽车发动机进气增压技术获得迅速发展,其中以美国、德国、瑞典等国家发展较快。
在美国,10L以上排量的柴油机几乎全部采用增压技术,小排量柴油机和汽油机采用增压技术也占相当大的比重。
欧洲和日本近年来增压发动机也发展迅速,特别是柴油机。
发动机增压方法很多,其中涡轮增压器在技术上最为成熟,并且有很多突出的优点,因此涡轮增压成为汽车发动机增压的主要类型而获得广泛应用。
此外,在研究和发展涡轮增压系统的同时,其他增压系统也相继有所发展,例如气波增压系统。
本指南主要讲述涡轮增压系统,其他增压系统仅简单介绍。
1.1.2发动机进气增压的基本原理(1)发动机进气增压的基本理论进气增压是提高发动机升功率的有效方法之一。
所谓增压器,就是利用专门的装置(增压器)将空气或者可燃混合气预先进行压缩,再送入发动机汽缸的过程。
虽然汽缸的工作容积不变,但因增压后,每个循环进入汽缸的新气密度增大,使实际充气量增加,这样可以向缸内喷入更多的燃料而获得充分燃烧,因此提高了发动机的升功率和总输出功率。
一般来讲,增压压力愈高,充入汽缸的新气密度愈大,发出的功率也就愈高。
增压可以提高发动机的功率,但增压器本身所消耗的功率和增压器效率直接影响发动机的有效功率和燃料经济性。
机械增压器要消耗一部分曲轴功,因此其燃料消耗一般高于非增压的发动机。
第8章 柴油机与涡轮增压器的匹配-2013
NT NK
mTCpT (TT T0)Tm' K mkCpKT kT 1
RTT
(1
T0 TT
)Tm' K
mk
k
k 1
RT0
(TK T0
1)
mT
kT kT 1
RTTT
[1
(
p0' pT
kT 1
) kT ]Tm' K
mk
k
k 1
曲线2是柴油机最低转速运行线。这时废气能量 很小,所以πk和mk都较小。Pe受到排气冒烟极限的限制 ,而且pe↑→运行线愈接近喘振线,此时应防止其穿过 喘振线而落入不稳定工作区。
曲线3是柴油机外特性线。这时保持喷油量为最大 值,随着n↓→mT↓→πk、pk↓;增压器流量随发动机转 速下降快速下降,但这时循环供油量仍保持最大值,故排 温TT较高→nTk和pk下降相对地较缓慢,此时运行线易穿过 喘振线。
三、增压参数的初步确定(图表法)
功率平衡:
mk
k k 1 RT0
k 1
k k
1
mTm
kT kT
1
RT
TTm
1
pT0 pTm
kT 1 kT
T
'
mk
式中,β——脉冲涡轮功率放大系数
K1
kT kT 1
k 1 k
k 1
压气机压比 涡轮流量
涡轮膨胀比
mTm
T FT
2 TTm RT
* pTm * T
pTm * T pTm *
2 kT
增压器匹配
0,6
0,5
Pressure ratio = 1.71
0,4
0,3
1200 rpm
0,2
0,1
2,5
3
TC Simplified Model - Max. Torque
Turbine Discharge Coefficient = Aeffective/Ageom≅ 0.1413
Effective Area
5
TC Simplified Model - Basic Equations Turbine Efficiencies 涡轮机效率:
ηTTT =
T03 − T04 = T03 − T04 S
T04 1− T03 p04 1− p 03 T04 1− T03
κ −1 κ
13
TC Simplified Model - Max. Torque
Load the model “ TC_simple_basic.bwf” and store it as “TC_simple_1200.bwf”
14
TC Simplified Model - Max. Torque
1200rpm为 最大扭矩点
18
TC Simplified Model - Max. Torque
19
TC Simplified Model - Max. Torque
20
TC Simplified Model - Max. Torque
21
TC Simplified Model - Max. Torque
Mass flow = 0.2922kg/s Temperature = 297.7K p0= 0.09519Mpa => Corrected mass flow = 52.96kg*sqrt(K)/(s*MPa) Pressure ratio = 2.3
增压器与柴油机的匹配计算
增压器与柴油机的匹配计算摘要发动机与增压器的匹配是否良好,对发动机的运行起着十分重要的作用。
本文主要的内容是用计算出发动机与增压器匹配的最佳运行点。
总结出各种匹配的要求和匹配不好的原因。
1. 增压参数的确定为了保证发动机与增压器的良好匹配,即达到预定的增压发动机各项性能指标,首先要正确确定增压参数。
增压参数主要有:1)增压压力K p 或压比K π;2)空气流量A m (Kg/s )或容积流量V m (m³/s );3)涡轮前废气平均温度T t ;4)大气压力0p 和大气温度0t 。
增压参数中最重要的是通过计算正确确定流量A m 和压比K π。
如果流量A m 选择不当,不但使增压器与发动机匹配不好,更重要的是涡轮流通能力确定不当,从而导致增压压力K p 远离设计值。
而K π根据A m 计算得出,如果A m 确定不合适,将导致K π有较大的偏差。
正确确定K p 或K π也很重要,如果K p 选的过低,将造成达不到预定的增压发动机功率和出现发动机排气温度T t 过高的后果;如果K p 选的过高,又会导致过高的发动机最大爆发压力max p 以和增压器过高的转速。
在不同的地方大气压力0p 和大气温度0t 也是不相同的,这要根据当地的情况来决定,一般情况是取标准值。
[]81.1 用计算法确定增压参数增压后发动机所需要的空气流量A m (即压气机流量K m )为K m =03600L g N s e e ⋅⋅∂⋅⋅η Kg/s (1—1) 式中 e g ——燃油消耗率,Kg/(Kw.h );∂——过量空气系数;s η——扫气效率。
另外,对四冲程发动机K m 又可表示为:s v K h K v n m ηηρ⋅⋅⋅⋅⋅=1201 (1—2) 式中 n ——发动机转速,r/min ;v η——发动机容积效率。
故压气机出口的空气密度:sv h K K v n m ηηρ⋅⋅⋅⋅=120 (1—3) 以式(2—1)求得的K m 代入式(2—3),即可求得K ρ。
发动机与涡轮增压器的匹配
时,压气机的工作区域绝
大部分其绝热效率高于65%。
17
发动机与涡轮增压器匹配
---试验法(2)
2021/7/1
有时为达到特殊的
目的,也会对上述
原则进行调整。
左图所示为照顾低
速性能的匹配方法。
需要确定
18
发动机与涡轮增压器匹配
---试验法(3)
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一般很少将发动机耗气特
---(2)
随着发动机转速的增加,空气流速随着增加,而涡轮
增压器的涡轮有效流通面积几乎保持不变,所以涡轮
的进气压力将上升,涡轮功增加,增压器转速增加,
压气机的出口压力也随着增加了。这样一来,发动机
的等负荷线将不处于压气机特性曲线图中的水平位置,
而是随着发动机转速的提高而向上倾斜。
类似的道理等转速线向右倾斜。
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27
增压中冷
---(4)
2021/7/1
对于车用发动机来说,
一般采用空-空中冷器,
这种系统结构简单可靠,
冷却介质温度较低,流
量大,冷却效果很好。
左图为空空中冷器的结
构。
在有些系统中不便于利
用空-空中冷的,也有
利用水作为冷却介质的。
如船用发动机。
28
增压中冷
---(5)
曲线毫无影响;反之亦然。压气机或者涡轮特性曲线
形状的改变,彼此都会影响它们与发动机共同工作时
的匹配区域。
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增压中冷
---(1)
某款发动机涡轮增压器选型与匹配
- 55 -工 业 技 术0 引言涡轮增压器技术是提高发动机效率、降低燃油消耗、减少废气排放的有效手段。
增压发动机在减小排量的情况下通过提升进气压力能够使相同排量的发动机动力性能提升,同时增压发动机的燃油经济性与自然吸气的发动机相比有所提升。
根据整车车型动力性、经济性的目标要求,该文设计开发了节能高效的涡轮增压发动机。
1 发动机匹配目标的确定影响增压发动机性能的设计开发内容包括控制系统的标定、进气歧管总成及排气歧管总成的走向、整车进气系统压降和排气系统背压等,但是涡轮增压器的匹配是否优良是最为关键的[1]。
涡轮增压器的匹配结果直接影响燃油经济性和发动机的动力性能(功率、扭矩)。
增压器的匹配内容主要包括方案匹配和性能匹配。
1.1 发动机设计目标1.1.1 发动机设计目标参数确定根据整车目标的确定,要求发动机有很好的低速扭矩和中速中负荷的燃油经济性[2]。
具体设计开发的技术目标参数见表1。
1.1.2 确定压缩比该款发动机为汽油发动机,发动机和涡轮增压器匹配的关键主要避免爆震的产生,所以要控制好发动机排气温度、进气压力、增压器转速范围。
由于增压后排温易升高,所以增压发动机的压缩比要比自然吸气发动机的低,保证燃烧稳定性。
通过对比研究最后确定为压缩比为9∶1。
1.1.3 确定中冷技术由于增加发动机提升了进气的压力,导致进气温度的升高,为了保证燃烧的稳定性,必须采用冷却系统将进气温度降下来,同时对发动机的动力性、经济性均有提高,经过研究确定采用空对空中冷器冷却增压后的空气温度。
1.1.4 确定涡轮机的叶片大小涡轮机的大小直接影响了整车的使用性能,影响发动机随油门提升扭矩的 响应速度,由于小涡轮质量轻,低速响应性较好,但这可能要损失高速段的动力性。
通过对于匹配目标的研究确定选择小涡轮增压器进行匹配。
2 涡轮增压器匹配方案确定2.1 涡轮增压器匹配方案选择为了保证涡轮增压器匹配的合理性,确定了3款涡轮增压器进行匹配选择,并统一进行编号,具体方案见表2。
涡轮增压器与发动机的匹配与调整
涡轮增压器与发动机的匹配与调整1、涡轮增压器与发动机的匹配概述总的来说,发动机与增压器的匹配有三个⽅⾯,即发动机与压⽓机匹配、发动机与涡轮的匹配和压⽓机与涡轮的匹配。
细分的话,应该包括:增压器的压⽓机、增压器的废⽓涡轮、发动机的排⽓管系统、发动机的进⽓系统、中冷器、空⽓滤清器、消⾳器、进排⽓配⽓相位、运转⼯况参数、环境参数等。
2、发动机对压⽓机的要求a、发动机对压⽓机的要求:1)、压⽓机不但要求达到预定的压⽐,⽽且要具有⾼的效率。
即压⽓机效率越⾼,在同⼀增压压⼒时,空⽓温度越低,从⽽得到的增压空⽓的密度就越⾼,增压效果就越好。
2)、不同⽤途的发动机对压⽓机特性的要求也不同。
对于发电⽤的固定式发动机及按螺旋桨特性⼯作的船⽤发动机⼀般的压⽓机特性均能满⾜要求,⽽车⽤发动机由于转速范围宽⼴,故就要求相应的压⽓机特性具有宽⼴的流量范围,⽽且要有较宽的⾼效区。
怎样评价发动机与压⽓机的匹配:1)、需要经试验得出的压⽓机特性曲线,同时要有发动机各转速下耗⽓特性曲线,将发动机的耗⽓特性曲线与压⽓机的特性曲线相叠合就可以看出匹配情况。
2)、发动机的特性曲线应穿过压⽓机的⾼效区,⽽且最好使发动机的运⾏线与压⽓机的⾼效率的等效率圈相平⾏。
对于车⽤发动机,则要求最⼤扭矩点正好位于压⽓机最⾼效率区附近。
如果发动机运⾏线整个位于压⽓机特性右侧,则表明所选的压⽓机流量偏⼩,使联合⼯作时压⽓机处于低效区⼯作,在这种情况下就要重选较⼤型号的增压器,或加⼤压⽓机通流部分尺⼨,使压⽓机特性向右移动。
如果向反,发动机运⾏线整个偏于压⽓机特性左侧,则⼀⽅⾯发动机低转速时压⽓机效率降低,同时有可能出现喘振。
在这种情况下就要重选择较⼩型号的增压器或减⼩压⽓机通流部分尺⼨,使压⽓机特性向左移动。
3)、发动机的⽓耗特性线离开压⽓机喘振线有⼀定的距离。
否则如发动机耗⽓特性曲线离喘振线太近或甚⾄与之相交的话,在联合⼯作时就可能出现喘振。
⼀般,要求发动机低转速的耗⽓特性曲线离开压⽓机喘振线的距离也即所谓的喘振裕度约为10%Gcmin(喘振流量)。
第五章 柴油机与涡轮增压器的匹配
第五章柴油机与涡轮增压器的匹配山东大学学院能源与动力工程学院能源与动力工程第五章柴油机与涡轮增压器的匹配本章的主要教学内容:1.增压特性匹配及联合运行线的调节2.增压柴油机的热负荷及解决途径3.增压柴油机的机械负荷及解决途径4.改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径第五章柴油机与涡轮增压器的匹配教学目的与要求:要求比较系统地掌握:增压特性匹配及联合运行线的调节;增压柴油机的热负荷及解决途径;增压柴油机的机械负荷及解决途径;改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径。
5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节在压气机特性曲线上,将该工况下以增压比和空气流量表征的增压器和柴油机联合运 5.1.1 联合运行线行点确定下来,柴油机按某一特性运行时的所有工况点都可在压气机特性曲线上确定下来,形成增压器和柴油机联合工作后的联合运行线。
5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1.2 涡轮增压器与柴油机配合运行的基本要求5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1.3 联合运行线的调节5.1.3.1 涡轮喷嘴环出口通流面积的调整改变涡轮喷嘴环出口通流面积的方法是用改变运行线的方法适应压气机特性5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节最佳喷嘴环出口流通面积寻找方法5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1.3.2 改变压气机扩压器的进口角改变压气机特性线的方法的方法适应运行线5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.1 增压柴油机的热负荷问题5.2.2 热负荷的一种表达式5.2增压柴油机的热负荷及解决途径5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.3 影响热负荷大小的主要因素分析5.2.4 降低热负荷的主要措施5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.1 适当增大进、排气门叠开角5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.2 增大叠开期内的进、排气管压力差5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.3 增大进、排气门的时间-截面5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.4 增压中冷5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.5 强化冷却系统5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.6 改善供油系统及燃烧系统5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.3.1 增压柴油机的机械负荷问题5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.3.2 降低机械负荷的途径5.3.2.1 适当降低柴油机的压缩比5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.3.2.2 适当减小供油提前角5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.3.2.3 调整涡轮增压器5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.3.2.4 优化供油系统5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4.1增压柴油机低工况性能分析5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4.1增压柴油机低工况性能分析5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4.2 改善增压柴油机低工况性能的措施5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4.2.2 采用高工况放气对车用发动机来说,为解决低工况的性能问题,较多采用如图所示的高工况放气系统。
增压器匹配表
A3533-1118100A-502 A3200-1118010B-502 A4700-1118010A-502 G4700-1118020C-502 J3808-1118100A-502 J42H1-1118100-502 J4105-1118100-502
JP76F JP76F JP76F JP76F JP76F JP76F JP76F
欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅲ 欧Ⅲ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅲ 欧Ⅲ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅰ 欧Ⅰ 欧Ⅰ 欧Ⅰ 欧Ⅰ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ 欧Ⅱ
件号 AKZ1A2-1118010H 1118010-1J_AKZ1A1 1118010J_AKZ 1118010J_AKZW-01 1118010J_AKZ5A2 1118010J_AKZWA 1118010J_AKZWA1 1118010J_AKZWA2 1118010J_AKZWA4 1118010J_BKZ 1118010-071-4105 1118010-1J_CK1-051 1118010-1J_CK1-03 1118010-1J_CKA3 1118010-1J_CKA3 1118010-1J_CKA3 1118010J_6DF1 1118010-1J_6DF1-25 1118010-460-0000J 1118010-454-0000J 1118010J_ AKZLRA5 1118010J_ AKZLRA8 1118010-450-DH20J 1118010-455-1AY83J 1118010-452-YJ10J 1118010-457-0000 1118010-420-3530J 1118010-420-0000J 1118010-454-310AJ 1118010-458-0000J 1118010-458-G73Y 1118010-458-JH10J 1118010-450-JH20J 1118010-420-3010J
增压器型号匹配表中文
玉柴 斯太尔 斯太尔 斯太尔 斯太尔 斯太尔 斯太尔 斯太尔 斯太尔 斯太尔 斯太尔 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 依维柯 福田 福田 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴 上柴
GL08054 DL08055 DL08056 GL08057 GL08058 GL08059 GL08060 HL08061 HL08062 HL08063 HL08064 HL08065 HL08066 GL08067 GL08068 GL08069 KL08070 GL08071 TL08072
价格
TBP4 J90B J90C TA4537 TA4551 TA4551 GT42 HX50 HX50 HX50 HX50 TB25 TB25 GT17 GT17 GT17 KP35 TA2505 TD04L TA03 TA03 TA03 TA03 TA03 TA03 S1B SJ50 TB25 TBP4 TBP4 TBP4 TBP4 TBP4 IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI IHI
涡轮增压汽油机匹配计算及性能预测
涡轮增压汽油机匹配计算及性能预测涡轮增压汽油机是一种采用涡轮增压器提高气缸进气压力的汽油机。
它具有高功率、高扭矩、低油耗、低废气排放等优点,因此广泛应用于高性能汽车、赛车以及航空航天领域。
涡轮增压汽油机的匹配计算是设计高性能发动机的关键之一,本文将探讨涡轮增压汽油机的匹配计算及性能预测。
涡轮增压汽油机的匹配计算可分为三个步骤:参数选择、涡轮增压器匹配和喷油器匹配。
第一步骤是参数选择,需要确定涡轮增压汽油机的基本参数,包括气缸数、缸径、行程、压缩比、气门数量和排量等。
这些参数将直接影响发动机性能及涡轮增压器选择。
第二步骤是涡轮增压器匹配,需要根据发动机参数选择合适的涡轮增压器。
涡轮增压器的主要参数包括压缩比、进出口直径、转子直径和转速等。
选取合适的涡轮增压器可使发动机性能得到最大化,同时也需要考虑选用涡轮增压器的成本、重量和可靠性等因素。
第三步骤是喷油器匹配,需要根据发动机的最大输出功率和最大输出扭矩来计算出所需的燃油量和喷油器喷油量。
喷油器的选择需要考虑油品质量、喷雾效果、喷油形状和喷油压力等参数,以确保发动机能够稳定运行。
涡轮增压汽油机的性能预测主要涉及功率、扭矩、燃油消耗量、废气排放量等方面的预测。
常用方法包括流动模拟计算和试验验证两种。
流动模拟计算主要采用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件,计算出涡轮增压器、进气道和排气道等部位流场分布、压力分布和温度分布等参数,进而预测出发动机的性能参数。
试验验证则是采用实验方法测量涡轮增压汽油机的关键性能参数,包括功率、扭矩、燃油消耗量、废气排放量等。
试验流程繁琐,成本较高,但是结果更加精确可靠。
总之,涡轮增压汽油机匹配计算及性能预测是设计高性能发动机必不可少的环节。
通过合理选取涡轮增压器、喷油器等部件并结合合适的流动模拟计算和试验验证方法可提高发动机性能,同时也能降低成本和优化设计。
另外,涡轮增压汽油机在匹配计算和性能预测过程中,还需要考虑一些限制因素,如冷却、机油供应、噪声和振动等。
增压器匹配常见问题及解决方法
增压器匹配常见问题及解决方法匹配试验中常见问题的处理及注意事项一、增压器匹配试验中常见问题及处理方法:1.增压压力低原因①:发动机进排气系统漏气解决方法:检查发动机管进排道系统是否漏气;原因②:执行器开启压力过低或执行器弹簧弹性系数过小解决方法:调整执行器开启压力,以发动机要求为准调紧执行器套管;换弹簧弹性系数偏大的执行器。
原因③:增压器本身漏气解决方法:检查压壳、轴承体和涡轮箱特别是放气阀门孔是否漏气;原因④:发动机进排气系统阻塞解决方法:检查发动机管道系统增压器压气机端是否阻塞;原因⑤:增压器选型问题解决方法:增压器涡轮转子选择过大,换小涡轮转子方案;涡轮箱流通能力偏大,换流通能力偏小涡轮箱。
压气机叶轮选择过大,换小叶轮方案,扩压盘选择过大,换小扩压盘方案。
原因⑥:发动机功率低和扭矩小解决方法:发动机故障或增压器方案选型不当。
2.排温高原因①:执行器开启压力过低或执行器弹簧弹性系数过小,阀门开启幅度过大解决方法:调整执行器开启压力,以发动机要求为准调紧执行器套管;换弹簧弹力大的执行器。
原因②:涡轮端选择问题解决方法:检查阀门是否漏气;更换涡轮端流通能力大方案。
3.高速性能差原因①:压气机端选择过小解决方法:换叶轮进出口加大或叶高加大方案。
原因②:涡轮端选择过小。
解决方法:更换涡轮端流通能力大方案。
原因③:执行器开启压力过低解决方法:调整执行器压力,以适合发动机要求为准。
4.低速性能差原因①:压气机端选择过大解决方法:换叶轮进出口减小或叶高减小方案。
原因②:涡轮端选择过大。
解决方法:更换涡轮端流通能力小或小涡轮转子方案。
原因③:阀门关闭不严。
解决方法:检查阀门是否关闭严实,关闭不严必须更换新的涡轮箱组件。
5.整体性能差原因①:增压器选择存在问题解决方法:更换新的方案或重新设计方案。
6.喘振(增压器出现强烈的颤动)原因①:叶轮过大、涡轮端流通能力过小解决方法:换叶轮小、涡轮端流通能力大方案。
7.堵塞(流量不再增加或增加很小,增压压力不再增加或增加很小)原因①:叶轮过小、涡轮端流通能力过小解决方法:换叶轮大、涡轮端流通能力大方案。
轴流式增压器与船用低速柴油机的匹配
由于石油日益短缺,柴油机油耗越来越受到关注。
增压器与柴油机的合理匹配,可在满足动力性及排放标准的情况下,保证高的柴油机燃料经济性,因此增压器配机试验是必要的。
一艘新船舶选定柴油机后,据功率、转速等,选择增压器并通过台架性能和排放试验,以满足船舶的螺旋桨特性要求。
本文研究MAN增压器与MAN二冲程电控柴油机的匹配,以达到如下规定指标:1)扫气压力、排气温度、空气流量、增压器效率、燃油消耗率;2)喘振稳定性(喘振裕度);3)废气排放标准。
增压器配机试验中,常会遇到一个或几个设计指标不能满足的情况,这就需更换增压器不同档位的流通元件从而调整增压器流通元件流通面积,但需要哪一种流通元件及哪一档,要基于增压器气体和柴油机性能参数的精确测量和档位间隔对应的增压器和柴油机行为参数的间隔。
一MAN增压器的特性MAN增压器已广泛应用于二冲程和四冲程柴油机,使用滑动轴承和非冷却式废气涡壳。
按废气流过涡轮叶片的方向,分为轴流式涡轮TCA(Turbocharger Axial)系列和径流式涡轮TCR(Turbocharger radial)系列。
后者适合于小流量。
TCA系列涡轮增压器主要应用于大功率船用低速柴油机,有七种规格:TCA33、TCA44、TCA55、TCA66、TCA77、TCA88和TCA88-25,适合脉冲或定压增压,覆盖2000kW~30000kW柴油机功率范围,见表1。
配二冲程柴油机时,压气机压比最高达4.8,见表2;空气流量为6.2m³/s~58.0m³/s,见图1。
图1增压器的应用范围效率、压比、流量高,振动小,重量轻、结构紧凑,寿命长,易维修、运行安全、产品成本和寿命期成本低。
已应用于MAN公司的二冲程柴油机系列S35MC-C,S35ME-B,S40MC-C,S40ME-B,S50ME-B,G50ME-B,G60ME-C,G70ME-C,G80ME-C,K80ME-C,缸数为5~12缸。
涡轮增压器与发动机匹配介绍 ppt
线园圈在纵斜方向长一些,而对于按外特性工作的 柴油机,则希望效率曲线园圈在横斜方向长一些, 高效区要宽广。匹配时使最大扭矩点落在高效区。 如图(6)所示。
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涡轮增压器 与发动机匹配介绍
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1.概述
所谓柴油机与增压器匹配,严格说应是柴油 机和增压系统(包括与增压有关的零部件) 的匹配。即柴油机和增压器的空气压力、流 量等参数合理匹配,使柴油机的性能指标 (油耗率、排气温度、排放物等)达到最优, 工作可靠 。
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增压匹配的内容包括以下方面:压气机、燃 气涡轮、排气管、进气管、中冷器、空滤器、 消声器、进排气凸轮轴型面、配气相位、运 转参数(工况)、环境参数(气温气压)。
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这种匹配如果搞的不好 ,将引起以下后果:油耗率 高、排气温度高、烟大、排放物多;增压器喘振、 涡轮叶片断裂等。
例190系列柴油机研制中迂到以下问题:
不增压820马力,增压后700马力,经在匹配上改进, 由700马力 900马力 1100马力 1400马力。由无 叶 有叶 减小fc 加长喷嘴环叶片 调fc
②调整 如压气机压力偏低,流量偏小,而增压器转速未达到要求,可将喷咀环面积调小,
提高增压器转速
如如压气机压力偏低,流量偏小,而增压器转速己达到要求,可调压气机来达到 要求
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(3)柴油机和排气管 对脉冲增压,一根好的排气管,既能使脉冲能量利
用率高,又能使增压器效率高,柴油机扫气效果好, 所以是增压匹配的重要内容。对排气管的要求如下: 要有合理的分枝:根据缸数不同,脉冲增压有双脉 冲、三脉冲、四脉冲之分。分枝时要避免部分进气 和压力波互相干扰。 6缸、12缸柴油机采用三脉冲最好,此时压力波间 隔240℃A,和排气持续角相同,既无部分进气现象, 又无压力波互相干扰现象,既保证脉冲波效率高, 扫气效果好,又无叶轮断裂之忧。
车用发动机与涡轮增压器匹配
1.发动机涡轮增压系统匹配及动态特性的仿真分析涡轮增压是提高发动机动力性和改善经济性的最有效措施。
高空环境条件对航空发动机提出了功率恢复的特殊要求,而增压技术是实现发动机高海拔功率恢复的重要措施。
目前,国外小型航空活塞式发动机涡轮增压技术已经比较成熟,国内正在致力于这方面的研究。
本文以ROTAX914发动机为研究对象,对GT25涡轮增压器与发动机的匹配、JK48可变截面涡轮增压器与发动机的匹配以及涡轮增压控制系统的动态特性进行了研究。
本论文在对发动机涡轮增压器进行选型的基础上,应用MATLAB/Simulink软件建立了GT25增压器与发动机匹配、JK48增压器与发动机匹配以及增压控制系统动态特性的仿真模型;研究了不同海拔下发动机与增压器的匹配规律。
通过研究,确定了GT25增压器与发动机的匹配规律,建立了增压器放气阀开度随发动机转速和海拔高度变化的MAP图,分析了充量系数和过量空气系数对GT25增压器与发动机匹配规律的影响。
对JK48可变截面涡轮增压器与ROTAX914发动机的匹配规律进行了仿真研究。
确定了JK48增压器与发动机的匹配规律,建立了叶片转角随发动机转速和海拔高度变化的MAP图,讨论了涡轮效率、涡轮流量系数以及发动机充量系数等因素对JK48可变截面涡轮增压器与发动机匹配的影响。
对涡轮增压控制系统的动态特性进行了仿真研究;结果表明,在一定的负载转动惯量下,控制系统具有较好的动态响应特性、准确性和稳定性。
研究了控制算法对增压控制系统动态特性的影响,比较了普通PID和积分分离PID算法下控制系统的动态特性。
通过研究,确定了负载转动惯量对增压控制系统性能的影响规律。
研究结果可以为我国四冲程活塞式航空发动机研发过程中涡轮增压器的选型、增压器与发动机的匹配以及涡轮增压控制系统的设计等提供一定的分析依据。
2. 车用发动机与涡轮增压器匹配研究涡轮增压技术作为提高柴油机功率、改善其燃油经济性、降低排放的最有效措施之一,已经得到了广泛的应用。
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(4)合适的压比,足够的流量,高的效率 压比:考虑流量、爆压、排放等因素。 根据经验选取;根据和pe的对应关系 根据计算:(己知流量) 流量: 根据经验,一般5-5.5kg/psh,低于4.8kg/psh排温太高,统 计几种机型为5.32-5.8kg/psh 根据计算:(己知压比) 目前在匹配时有两种作法: 低压比大流量,用在对排放、爆压、排温要求高,体积、加 速性要求不太高情况。 高压比小流量,用在对排放、爆压、排温要求不太高,体积、 加速性要求高情况。
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有一定的喘振裕度
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②调整
如柴油机耗气曲线在高效区右边,如图(7)
说明增压器流量小,将使柴油机排气温度升 高。此时可采取三方面措施:选大一号增压 器;加大压气机流通部分尺寸,如加大进口 直径、或加大叶轮宽度;如是叶片扩压器, 则应减小扩压器流通截面积或减小无叶扩压 器宽度。
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对四、八、十六缸柴油机往往采用双脉冲,此时压力波间隔
360℃A,甚大于排气持续角,脉冲波幅度人大,无互相干 扰现象,有利于扫气。但由于有部分进气现象,涡轮效率低, 压比越高,影响越大。而且还有叶片受冲击力大、易造成叶 片断裂之害。压比大于2.5者一般不予采用。 对四、八、十六缸柴油机有时采用四脉冲,此时压力波间隔 180℃A,甚小于排气持续角,脉冲波幅度引小,有互相干 扰现象,造成排气倒灌,不利于扫气。为防止倒灌,尽量减 小气门重迭角,这又导致排温高、油耗高。但由于无部分进 气现象,叶片受冲击力小,工作可靠。济柴8V柴油机比12V 柴油机油耗高、排温高就是这个原因。
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如柴油机耗气曲线在高效区左边,如图(8)。
说明增压器流量大,将易发生压气机喘振。 此时可采取三方面措施:选小一号增压器; 波小压气机流通部分尺寸,如减小进口直径、 或减小叶轮宽度;如是叶片扩压器,则应扩 大扩压器流通截面积或加大无叶扩压器宽度。
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(5)从进排气压力稳态参数分析扫气效果衡
量,看进排气压力曲线交叉点位置。如图(4)
图(4) 交叉点在50%额定负荷以下为宜
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(6)从瞬态参数分析,扫气期间不倒灌、气
缸压力大于排气管压力而小于进气管压力, 进气压力不波动为宜。如图(5)
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中冷器
中冷器从两个方面影响喘振。一是中冷器通
流面积小,或污堵,阻力大,使柴油机流量 减少,向喘振线移动,易引起喘振。二是中 冷效果差,空气温度高、密度小、使柴油机 流量减少,向喘振线移动,易引起喘振。见 图(15)所以冷却效率高的中冷器,不仅对 提高功率、降低排放和排温有重要作用,而 且对减小喘振也有重要作用。
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(2)柴油机和燃气涡轮 ①柴油机对燃气涡轮的要求: 柴油机运行范围应在涡轮高效区。对径流式增压器这个问题不大。一般可满足要 求。如图(9)
图(9) 涡轮有足够的流通能力,即合适的喷咀环面积或涡壳流通面转及和压气机的能量 平衡。即涡轮提供的功率不能太大,以致使压气机超速和流量过大,易造成喘振; 也不能提供能量过小,以致使压气机流量不足,满足不了要求。 ②调整 如压气机压力偏低,流量偏小,而增压器转速未达到要求,可将喷咀环面积调小, 提高增压器转速 如如压气机压力偏低,流量偏小,而增压器转速己达到要求,可调压气机来达到 要求
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(3)柴油机和排气管 对脉冲增压,一根好的排气管,既能使脉冲能量利
用率高,又能使增压器效率高,柴油机扫气效果好, 所以是增压匹配的重要内容。对排气管的要求如下: 要有合理的分枝:根据缸数不同,脉冲增压有双脉 冲、三脉冲、四脉冲之分。分枝时要避免部分进气 和压力波互相干扰。 6缸、12缸柴油机采用三脉冲最好,此时压力波间 隔240℃A,和排气持续角相同,既无部分进气现象, 又无压力波互相干扰现象,既保证脉冲波效率高, 扫气效果好,又无叶轮断裂之忧。
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(6)柴油机和中冷器、空滤器、进排气道:
这些都与增压区匹配有关,影响增压器喘振。
这放在喘振部分介绍。 另外,燃油供给系统、燃烧系统、冷却系统、 润滑系统也与增压区匹配有重要关系。
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5.增压器喘振及分析
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压气机堵塞
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并欢迎到康跃公司指导工作。
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图(5)进气压力波动不大于5%,排气管压
力上升、下降要快,下降后无反射波
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3、各因素对增压匹配的影响及调整方法 柴油机和压气机 ①柴油机对压气机的要求: 压气机效率要高,因为压气机效率高,在一定压比 下,空气流量大,压气机后气温低 不同用途的柴油机要求压气机效率曲线形状不同。 按负荷特性、推进特性工作的柴油机,希望效率曲 线园圈在纵斜方向长一些,而对于按外特性工作的 柴油机,则希望效率曲线园圈在横斜方向长一些, 高效区要宽广。匹配时使最大扭矩点落在高效区。 如图(6)所示。
涡轮增压器 与发动机匹配介绍
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1.概述
所谓柴油机与增压器匹配,严格说应是柴油
机和增压系统(包括与增压有关的零部件) 的匹配。即柴油机和增压器的空气压力、流 量等参数合理匹配,使柴油机的性能指标 (油耗率、排气温度、排放物等)达到最优, 工作可靠 。
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如柴油机最大功率工况压比小、或流量小,
此时易造成柴油机性能不好。此时应分别对 待:如流量、压比同时低,应同时加大压气 机进口直径和叶轮外径尺寸。如流量可以、 压比低,应加大压气机叶轮外径尺寸。如流 量低、压比可以,应加大压气机进口直径。
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时间截面和配气相位:进排气时间截面大,气门重
迭角大,使进气充分、排气干净,扫 气效果好,不易发生喘振。 济柴101柴油机试制中,为降低排温,曾加大压气 机型号,结果发生增压器喘振,为此改进了凸轮型 面,加大时间截面,使喘振得以解决。190系列柴 油机凸轮轴有避碰孤,就是为了既有大的时间截面 和气门重迭角,又要使活塞顶气阀坑尽量浅,以防 影响燃烧。天然气发动机为什么外混式用小气门重 迭角,内混时用大气门重迭角。8V柴油机为什么用 小气门重迭角。12V柴油机为什么用大气门重迭角。
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柴油机进排气道 柴油机进排气道对喘振的影响和中冷器道理相同,
气道污堵,柴油机通过空气流量减少,气耗线向左 移动,易引起喘振。见图(15)所以除设计时进排 气道有足够流通面积,定期清理气道很重要。 凸轮时截值和配气相位 凸轮开启时间截面不足,气门间隙过大,配气相位 变化,均使柴油机通过空气流量减少,气耗线向左 移动,易引起喘振。见图(15)。所以经常检查与 调整气门定时十分必要。不仅对提高功率、降低排 放和排温有重要作用,而且对减小喘振也有重要作 用。
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17பைடு நூலகம்
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(4)柴油机和进气管:
柴油机进气管也是匹配的重要部件。对其要求如下:
如进气管内压力波动,将使喘振线右移,易发生喘振现象。
所以要求其容积尽量大,以使其压力波动小,一般不大于 5%,流速在30-40m/s为宜。 (5)柴油机和进排气凸轮: 这里有三方面因素:凸轮型面、时间截面、配气相位。 凸轮型面:排气门一打开,希望压力波很快建立,而且节流 损失小,压力波能量大,然后很快下降,使泵气功减小。开 启速度提高一倍,排气能量利用率提高10%。这就要求排气 凸轮开关速度快。
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工况及环境 柴油机突然降速降负荷,而增压器由于惯性仍继续
供给大的空气流量,柴油机所需空气量减少,跑到 喘振线上,引起短时间喘振。 大气温度升高,空气密度减小,柴油机通过空气流 量减小,气耗线左移,易引起喘振。见图(15)。 缸数和发火不均 当缸数少或柴油机发火不均,易造成进气管压力波 动,使喘振线在右移,易引起喘振。
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增压匹配的内容包括以下方面:压气机、燃
气涡轮、排气管、进气管、中冷器、空滤器、 消声器、进排气凸轮轴型面、配气相位、运 转参数(工况)、环境参数(气温气压)。
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这种匹配如果搞的不好 ,将引起以下后果:油耗率