涡轮增压技术及算法详解
涡轮增压器介绍
宁波天力 宁波天力是专业生产车用涡轮增压器的企业, 依托北方天力由宁波中策动力机电集团与 中国北方发动机研究所等共同组建而成, 公司工200余人,拥有一批从事涡轮增压技 术研究的高级工程师。经过近几年的发展 现在已经具备年产20万台的能力,并且计 划扩产至年产30万台。该公司产品已经全 面进入国三市场,主要的供应商有东风朝 柴、昆明云内、安徽江淮、常柴等。目前
压气机的结构如下。空滤后的新鲜空气从进气口进入,经过压气 机叶轮的压缩后从出气后排出进入中冷器和进气歧管。
涡轮机的结构如下。发动机排出的高压燃气从涡轮进气口进入,推动 涡轮旋转,然后低压燃气从涡轮排气口排出进入整车尾气处理系统。
旁通阀机构
润滑系统的作用: 1.冷却来自涡轮工作的热量 2.向轴承系统提供润滑油 3.为转子动平衡提供润滑油
二:润滑不良 1.使用不洁润滑油:不洁润滑油进入增压器会导致转轴、轴承、轴承座孔的磨损, 并破坏转子的动平衡,最后造成增压器损坏。以下情况会导致润滑油不洁: a.柴油机使用的润滑油滤清器不符合规定,或使用伪劣滤芯。 b.使用中滤芯被击穿,或柴油机主油道滤清器被堵塞,润滑油进入旁通道。 c.没有按规定更换润滑油,更换前未清洗柴油机主油道。 d.更换增压器或作预润滑时,杂质进入润滑油管路。 e. 密封胶或密封垫片碎片流入润滑油道。 2.润滑油不足:增压器润滑油有润滑和冷却功能,润滑油不足,首先影响的是冷却 功能,导致增压器过热,烧坏转轴、轴承等,并破坏转子动平衡,最后导致增压 器损坏。以下情况会导致供油不足: a.没有按规定更换润滑油,或使用CD级以下的润滑油,导致润滑油结焦,丧失功能。 b.发动机在大负荷工作后突然停机,产生回热,导致转子和轴承过热并结焦, 损坏增压器。 c.开机后未怠速运行,马上加负荷,或更换增压器前未作预润滑,导致转子缺 油,产生干摩擦,损坏增压器。 d.进油管路或润滑油滤清器堵塞,润滑油泵故障,或润滑油压力低等。 3.机油老化。 4.使用劣质或变质的润滑油。
汽车涡轮增压器的工作参数
汽车涡轮增压器的工作参数1.引言1.1 概述自从汽车涡轮增压器的出现,它已成为内燃机技术中不可或缺的一部分。
涡轮增压器的引入为汽车引擎注入了新的活力,并在性能和燃油经济性方面取得了显著提升。
通过提高发动机进气压力,涡轮增压器能够增加燃烧室的氧气供应量,从而提高燃烧效率,增加发动机的输出功率。
涡轮增压器的工作原理基于涡轮机和压气机的相互作用。
涡轮机利用废气流动的动能驱动涡轮转子旋转,而压气机则将空气压缩并送入汽缸。
这种压缩空气的供应方式为汽油或柴油燃料提供了更多的氧气,从而实现更加充分和高效的燃烧。
涡轮增压器的工作参数主要包括压比、增压效率和响应时间等。
压比是指进气边与出气边的绝对压力比,它决定了涡轮增压器提供给发动机的进气压力增幅大小。
较高的压比意味着更高的进气压力和更大的氧气供应量,从而提供更强的动力输出。
增压效率是衡量涡轮增压器性能的重要指标,它反映了压气机转子转动时对气体的增压能力。
增压效率的提高可以减少废气能量的损失,提高系统的能量利用率。
一般而言,增压器的增压效率越高,发动机的功率输出也会相应增加。
响应时间是指涡轮增压器从负载变化时恢复到稳定工作状态所需的时间。
较短的响应时间可以更快地满足发动机对动力输出的需求,提高车辆的加速性能和操控性。
综上所述,汽车涡轮增压器的工作参数直接影响着发动机的性能表现。
压比、增压效率和响应时间等参数的合理设置能够实现更高的动力输出和燃油经济性,为汽车行业带来更加卓越的驾驶体验和可持续发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:本文主要围绕汽车涡轮增压器的工作参数展开研究,文章分为以下几个部分:第一部分是引言部分,通过概述来介绍汽车涡轮增压器的作用和重要性,以及该文章的主要目的和意义。
同时,指出文章的结构安排,以引导读者了解整篇文章的布局和思路。
第二部分是正文部分,主要分为两个小节。
第一小节是对汽车涡轮增压器的工作原理进行介绍。
通过对其结构和工作过程的详细描述,揭示涡轮增压器在汽车发动机中的作用。
涡轮增压器经济技术指标
涡轮增压器经济技术指标
标题:涡轮增压器经济技术指标解析
一、引言
涡轮增压器是一种利用发动机排出的废气能量驱动涡轮,从而提高进气压力,增强发动机动力输出的装置。
它广泛应用于汽车、船舶、飞机等发动机系统中。
本文将对涡轮增压器的主要经济技术指标进行详细解读。
二、经济技术指标
1. 增压比:增压比是指增压后进入气缸的空气密度与大气中的空气密度之比。
它是衡量涡轮增压器性能的重要参数之一。
一般来说,增压比越大,发动机的动力性能越好。
2. 效率:效率是衡量涡轮增压器工作效果的重要指标,包括机械效率和热效率。
机械效率是指涡轮增压器实际所做的有用功与其消耗的总能量之比;热效率是指涡轮增压器转化废气能量的能力。
3. 响应时间:响应时间是指从踩下油门到涡轮增压器开始提供额外动力的时间。
这是衡量涡轮增压器动态性能的重要指标。
4. 稳定性:稳定性是指涡轮增压器在各种工况下的运行稳定性。
稳定性好的涡轮增压器能够在各种复杂环境下稳定工作,保证发动机的正常运行。
5. 寿命:寿命是衡量涡轮增压器耐用性的指标。
一个好的涡轮增压器应该有较长的使用寿命,减少维护成本。
三、结论
涡轮增压器的经济技术指标直接影响其性能和使用效果。
因此,在选择涡轮增压器时,需要根据具体的应用环境和需求,综合考虑上述各项指标,以选择最适合的产品。
同时,随着科技的进步,涡轮增压器的经济技术指标也在不断提高,未来有望实现更高的性能和更好的用户体验。
涡轮增压器的原理使用参考资料
涡轮增压器的原理和使用目录前言一、为什么要安装增压器1、柴油机增压的原理2、柴油机涡轮增压的优点二、涡轮增压器解绍1、废气涡轮增压器的结构2、废气涡轮增压器的工作原理3、废气涡轮增压器的指标和特性4、涡轮增压柴油机和自然吸气柴油机主要区别5、柴油机和涡轮增压器的匹配三、怎样使用增压器1、增压器的安装安装前的准备安装时注意事项主要螺栓扭矩和主要配合间隙2、增压器的使用起动运转停机四、怎样维护保养涡轮增压器1、日常维护保养2、定期维护保养3、折检和调整五、怎样诊断和排除涡轮增压器的故障1、噪声异常2、振动异常3、压气端漏油4、涡轮端漏油5、压气机喘振6、轴承烧损7、转子转动不灵合8、叶轮断裂9、增压压力过低10、增压压力过高一、为什么要安装涡轮增压器1、柴油机增压的原理所谓柴油机增压,就是将进入柴油机气缸内的空气,利用一种装置予先进行压缩,提高其密度,并在供油系统的合理配合下,使更多的燃料得到充分燃烧,从而使柴油机发出更大的功率。
由于空气量增加,燃烧充分,所以还可提高柴油机的经济性和减少柴油机有害成分的排放。
根据增压方式的不同,有机械增压,气波增压及废气涡轮增压及复合增压等形式。
目前应用最普遍的是废气涡轮增压。
所谓废气涡轮增压,就是利用柴油机排出的废气,来驱动涡轮高速旋转,使空气的压力提高,从而提高了空气的密度,达到了增压、提高柴油机功率的目的。
2、柴油机涡轮增压的优点(1)提高了柴油机经济性,降低油耗率在5%--10%以上。
这是因为:●涡轮增压回收了部分废气能量,所以使有效功得到提高。
由于回收废气能量可使油耗率降低3%--4%●涡轮增压后,进入柴油机的新鲜空气温度较高。
改善了燃料的蒸发,加之空气量增加,油气混合更加均匀。
使燃烧更完善充分,从而降低了燃油耗率。
●涡轮增压后,加之柴油机功率提高,机械摩擦损失相对减少,因而使机械效率提高。
从而提高了柴油机的经济性,降低了油耗率。
(2)提高了柴油机的动力性。
详解涡轮增压器之“涡轮”
详解涡轮增压器之“涡轮”一、涡轮端的结构涡轮增压器的涡轮包括涡轮和涡壳。
涡轮增压器结构图涡轮端将发动机的废气转化为机械能以驱动压气机。
通过涡轮机的流动截面区域的废气在入口和出口之间的压力和温度下降。
这个压降被转换成动能,以驱动涡轮转动。
涡轮增压器涡轮端在涡轮增压器设计当中必须考虑安全性。
比如,在船用发动机中,必须控制表面温度以避免火灾,这时候就可以使用水冷涡壳技术或者在涡壳上涂绝缘材料。
船用带有水冷蜗壳技术的涡轮增压器二、涡轮机的类型涡轮机类型主要有两种:轴向和径向。
在轴向涡轮机中,废气仅在轴向方向上流动。
在径向涡轮机中,气体流入是向心的,即在径向方向上从外向内,并在轴向方向上流出。
涡轮直径160毫米以下时,只能使用径向涡轮机。
这对应于涡轮增压器的发动机的功率约为1000千瓦。
超过300毫米时,只有轴向涡轮机可以使用。
这两个值之间,轴向和径向都可以。
涡轮机涡轮是很少受到静态废气压力的影响。
在商用车发动机用涡轮增压器中,双流道涡轮机可以优化排气脉动。
因为一个高的涡轮压力比会在很短的时间内到达,通过增加压力比,在更多流量的废气通过涡轮时,效率得到提高。
因而,特别在发动机低速时,可以提高废气能量利用率、发动机的进气压力特征和扭矩。
为了防止在一个交换周期内不同气缸互相干扰,三缸连接成一个排气歧管。
双通道涡轮机让废气流通过涡轮分流。
双流道涡轮增压器三、涡轮机的运行特性由于径向涡轮机应用最为广泛,下面的描述仅限于这种涡轮机的设计和功能。
在这种径向或向心涡轮机中,废气压力转换成动能,并在涡轮周围以恒定的速度被引导到涡轮。
动能通过涡轮转化为驱动轴的能量,这种设计能使几乎所有动能都在废气到达出口的时候得以转化。
随着入口和出口之间的压差逐渐增大,涡轮的性能也在提升。
即当发动机转速提高时,更多的废气到达涡轮,或由于较高的废气能量使得废气升温。
涡轮增压器涡轮Map图涡轮机的运行特性是由特定的气流横截面决定。
横截面的喉部在蜗壳入口通道的过渡区。
柴油机涡轮增压器叶轮优化设计
柴油机涡轮增压器叶轮优化设计王琦玮;倪计民;关建熙;石秀勇;陈沁青;侯伟【摘要】In order to improve the engine performance ,impeller optimization was conducted on a turbocharged diesel engine withCFD .According to the simulation results ,the impeller blades were improved and the internal flow field was optimized . The optimized compressor MAP was acquired and its performance was verified by engine experiments .The results show that it is feasible to optimize the impeller structure according to CFD results .In addition ,the specific fuel consumption of diesel engine with optimized compressor declines in the whole speed range .%以某废气涡轮增压柴油机为研究对象,以提高发动机性能为目标,使用C FD方法对其涡轮增压器的叶轮进行优化设计。
通过分析叶轮内部流场,将叶轮叶片的叶型进行了改进设计,叶轮内部流场得到了优化。
通过CFD 计算得到了优化后的压气机MAP图,并将优化设计后的增压器安装到柴油机上进行了试验研究。
结果表明,根据C FD计算结果对压气机叶轮结构进行优化设计具有可行性,优化设计的压气机能够在全转速范围内降低发动机燃油消耗率。
【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P32-36)【关键词】柴油机;涡轮增压器;压气机;叶轮;流场;计算流体力学【作者】王琦玮;倪计民;关建熙;石秀勇;陈沁青;侯伟【作者单位】同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804;凤城市雨鑫增压器有限公司,辽宁凤城 118100;同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804;合鑫机械制造有限公司,辽宁凤城 118100【正文语种】中文【中图分类】TK421.8随着油价的攀升和排放法规日益严格,发动机的节能与排放控制技术得到了越来越多的重视与发展。
增压器效率
废气涡轮增压器的效率计算增压器的效率是衡量增压器运转的重要参数之一,下面的公式为MAN B&W公司给出的增压器效率计算公式。
比热值cp和绝热指数k与温度变化无关。
废气的绝热指数kG和比热值cpG受废气组成影响。
T1 = 压气机进口温度,KT3 = 废气涡轮进口温度,Km L = 空气质量流量,kg/sm G = 废气质量流量(空气和燃油),kg/sc pL = 空气比热,J/kg.Kc pG = 废气比热,J/kg.Kp1 = 空气进口压力,barp2 = 增压压力,barp3 = 透平进口压力,barp4 = 透平出口压力,bar⎢L = 空气绝热指数⎢G = 废气绝热指数TC = 废气涡轮效率p2/p1 = 压气机压比p3/p4 = 废气涡轮压比效率的定义多家主机制造商采用MAN B&W柴油机废气涡轮增压器。
通常来讲,有两种效率计算方法是比较常用的。
1、废气涡轮定义:总效率是增压器的一个最常用的热力学性能参数。
该方程中涉及到压气机前后的Total pressure,透平前total pressure和total温度。
由于废气涡轮dynamic pressure的进一步用途未知,计算中不必考虑涡轮机排气壳的流速;结果是计算中使用static废气涡轮出口压力而不是total pressure。
2、主机定义:定义了主机的涡轮增压效率。
与废气涡轮定义相比,p2等于气缸前空气管的压力与空冷器压力降之和,p3为气缸后废气管内压力。
应注意的是:在计算主机定义的增压器效率时,考虑到增压系统的很多损失,所以在相同的增压器热力状态下,其效率低于废气涡轮定义的增压器效率。
在比较增压器效率时,应指明计算效率的定义方式。
如果定义中的某个压力值或温度值未知,则不能得出增压器的效率。
下表列出了两种效率定义方法计算中的主要不同点。
废气涡轮增压器常见故障的分析废气涡轮增压器常见故障的分析在近代柴油机的增压系统中,废气涡轮增压器是应用最广泛的一种,特别是船舶柴油机,绝大多数都采用这种增压器。
增压技术简介详解
磨刀不误砍柴功
(2)废气涡轮增压 特点:内燃机排出的废气经涡 轮膨胀做功后再排往大气; 涡轮发出的功率驱动压气机。 因此,在涡轮增压内燃机工作 时,涡轮和压气机两者的功率必 须保持平衡,以保证内燃机发出 预定功率时所需要的增压压力和 图3.2涡轮增压系统 空气流量。 1.排气管;2.涡轮壳;3.涡轮; 4.转子轴;5.压气机;6.集气器; 涡轮增压的主要优点有: 7.进气管 1) 重量体积增加很少的情况下, 一般可提高功率20%~50%,而且容易实现高增压 2) 涡轮增压后经济性有明显提高。油耗率可降低5%~10%; 3)可降低排气噪声和烟度,减少了对环境的污染。 涡轮增压也有一些缺点:如加速性能较差;热负荷问题较严重;对 大气温度和排气背压较敏感。
涡轮增压系 统
二、 定压式和脉冲式涡轮增压系统的比较和选择
1)、在定压涡轮增压系统中, 排气总管容量大,有压力平 衡作用。 废气流入排气总管造成了强 烈的节流和不可逆膨胀损失, 能量传递效率较低。 特别是在降低增压比、加大 喷嘴环的流通截面时,涡轮机 前的排气总管压力pk下降,能 量损失更大。 试验结果表明:
增压方式
纯涡轮增压的实现: 排气可用能量约占燃料能量的15%左右。在二冲程柴油机 上,如果采用脉冲增压系统来提高排气能量传递效率,并采 用高效率的涡轮增压器,则20%以上的排气能量可以加以利 用,这样就有可能实现纯涡轮增压。 如6EL390ZC柴油机就是纯涡轮增压二冲程柴油机。
2)涡轮增压和谐振系统组成的复合增压: 涡轮增压与进气动态效应相结合的复合增压系统,如图。 空气先在涡轮增压器l中压缩,经连接管2进入稳压箱3,使谐振 系统的压力波动不致影响压气机的工作,然后进入谐振系统(由谐振 管4和谐振室5组成),进一步压缩后流入内燃机进气管6。 六缸内燃机可分成两个独立的谐振系统。 将进气相位不重叠的汽缸与一个谐振系统相连接,可以更好地 利用谐振系统的动能。 图3.4复合增压 (涡轮增压+谐振系统) 1.涡轮增压器; 2.连接管; 3.稳压箱; 4.共振管; 5.共振室; 6.进气管; 7.汽缸
涡轮增压工作的原理
涡轮增压器原理涡轮增压原理探讨NA动力提升方法一般的NA(自然进气)发动机的做法,逃不开加大节气门口径,或换多喉直喷等,使高转速时可以在同油门深度下,获得更多的空气量。
但这种方法在某一转数后,作用就有限了。
毕竟NA 发动机的空气是靠真空吸入的。
在汽缸容积固定不变的情况下,真空吸入空气有一个相对的限度。
有的NA 发动机改用高角度凸轮轴(Hi Cam,借此增加进排气门重叠角度),可以在高转速下获得高动力,但缺点是低转的扭矩较差,而且如果角度过大,会有发动机怠速不稳的现象。
所以现在不少的新车都用上可变气门正时技术,再配合可变凸轮轴等技术(如VVTL-i、i-VTEC、MIVEC)……以期在低转扭矩和高转马力之间取得很好的平衡。
但即便是用尽以上方法,发动机的进气效率顶多提高60%。
NA 发动机始终无法避免其宿命——空气是被动地被吸入汽缸内的。
也就是说,引擎所需的空气完全依靠活塞下行时产生的负压而进入,即便汽缸吸满了空气,缸中气压也就小于或等于一个大气压。
所以NA 发动机的升功率始终远不如能将空气与燃油强制送入的汽缸中,可轻松获得一倍以上马力的增压发动机。
涡轮增压系统原理解构涡轮系统是增压发动机中最常见的增压系统之一。
如果在相同的单位时间里,能够把更多的空气及燃油的混合气强制挤入汽缸(燃烧室)进行压缩燃爆动作(小排气量的引擎能“吸入”和大排气量相同的空气,提高容积效率),便能在相同的转速下产生较自然进气发动机更大的动力输出。
涡轮增压利用废气驱动,基本没有额外的能量损耗(对发动机没有额外的负担),便能轻易地创造出大马力,是非常聪明的设计。
情形就像你拿一台电风扇向汽缸内吹,硬是把风往里面灌,使里面的空气量增多,以得到较大的马力,只是这个扇子不是用电动马达,而是用引擎排出的废气来驱动。
一般而言,引擎在配合这样的一个“强制进气”的动作后,起码都能提升30%-40% 的额外动力,如此惊人的效果就是涡轮增压器令人爱不释手的原因。
涡轮增压器资料
增压系统102 (2)叶轮比 (2)了解外壳参数:A/R 面积/半径 (4)压缩机的A/R (4)不同类型的排气歧管(优缺点铸造型vs等长型) (5)增压比 (7)空燃比:空燃比,为什么稀混合气可以获得更大的功率却更加危险? (9)增压系统102在阅读本部分之前请仔细复习并且深入理解涡轮增压101系统,以下内容将讨论涡轮增压102高级系统:叶轮比在谈到涡轮增压器时,Trim是一种常见的术语。
例如,你可能会听到有人说“我有一个GT2871R 56Trim的涡轮增压器。
那么什么是Trim?Trim是一个用来表达涡轮与压气机叶轮的入口导流片和出口导流片之间的关系的专业术语。
更确切的说,它就是一个面积比。
入口导流片直径被定义为气体开始进入叶轮的区域的直径,同理,出口导流片直径被定义为气体离开叶轮区域的直径。
基于空气动力学和空气入口路径,入口导流片对于压缩机叶轮来说,是直径较小的部分。
但对于涡轮叶片,入口导流片是直径较大的部分(如图1-1)。
图1-1例1、GT2871R涡轮增压器(盖瑞特部分编号7433347-2)的压气机叶轮参数如下,那么它的压气机叶轮的叶轮比是多少?入口导流片直径=53.1mm,出口导流片直径=71.0mm。
例2:GT2871R涡轮增压器(# 743347-1)的出口导流片直径71.0毫米,Trim值48。
那么压气机的入口导风轮直径是什么?一个叶轮的Trim值,无论对压气机还是涡轮,都能通过改变气流容量影响其性能。
所有其他参数保持不变,一个Trim值更大的叶轮流量更大。
然而,你必须知道实际情况中所有其他参数是不会都保持不变的,因为一个Trim值更大的叶轮并不一定意味着更大的流量。
了解外壳参数:A/R 面积/半径A / R(区域/半径)描述了所有压气机外壳和涡轮外壳的几何特征。
从技术上讲,它的定义如下:进口(压缩机外壳、放电)的横截面积A除以横断面积中心到涡轮中心的距离R(参见图2)。
A / R参数对压缩机和涡轮性能有不同的影响,如下面。
涡轮基本原理
欧拉方程 单位质量气体的功率为 Wx U2C 2 U1C1
涡轮工作的基本原理 单位质量气体的功率为 Wx U2C 2 U1C1
叶轮机械 欧拉方程
从上式可以看出,决定涡轮做功的主要参数是 • 圆周速度U大小。 • 动叶出口的切向分速Cθ2和进口预旋Cθ1的大小。 通常情况下: 1. 进口预旋Cθ1可以为零(轴向进气的压气机Cθ1=0)。 2. 对于涡轮,为了提高效率,一般总希望出口绝对速度C2沿轴向
燃气轮机具有不同的结构形式,对于风扇发动机,为低压涡轮 驱动风扇的结构。对于涡轮轴发动机和螺旋桨发动机,还有发 电燃气轮机,都是燃气发生器带有动力涡轮的结构。
涡轮种类
•带叶冠涡轮叶片和不带叶冠涡轮叶片 带有叶冠形式的涡轮叶片可以减小叶尖泄漏损失。 叶片带有叶冠后重量明显增加,因此会明显增加叶片根部应 力。 绝大多数第一级涡轮是不带叶冠的。
蒸汽透平的高压级通常是超声速的,这样可以使蒸汽在较少 数目的涡轮级内有效膨胀。
涡轮种类
•冲动式涡轮级和反动式涡轮级
根据涡轮级内气流在动静叶片中的膨胀比例,也即反动度的 大小,可以把涡轮级分成冲动式涡轮级(反动度为0)和反动式 涡轮级(反动度大于0)。
在后面将给出反动度的定义及具有不同反动度涡轮级的速度 三角形。
方向。
从焓熵图上可以看出涡轮内部的膨胀功可以用涡轮级的进出口
滞止焓之差表示
Wx h01 h03
思考题:
1 为什么涡轮要轴向排气?
垂直于流通面积上的速度为有效流通速度。因此轴向排气时 的速度为最小。
思考题:
2 根据速度三角形比较C2、C3三个绝对速度大小,W2、W3三 个相对速度的大小?
W3 C3
汽车涡轮增压器工作原理
汽车涡轮增压器工作原理汽车涡轮增压器是现代化汽车引擎的重要组成部分,它可以在提高发动机动力的同时,实现更好的燃油经济性。
一、涡轮增压器的定义涡轮增压器是通过利用发动机废气的流动能量来压缩进气空气,以提高发动机进气效率,并改进发动机性能。
二、涡轮增压器的工作原理涡轮增压器由两个主要部分组成,即压气机和涡轮。
压气机通过对空气进行压缩来提高发动机进气质量。
同时,通过将废气引导到涡轮上,涡轮就可以自转并带动压气机使其运作。
具体的工作原理为:发动机的排气管末端连接着涡轮的进气口,发动机排出的废气流动到涡轮上,从而使得涡轮叶轮转动。
涡轮连接着压气机,压气机内会产生高压气体将压缩进气空气送入发动机中。
随着发动机运转,废气数量增加,涡轮叶轮也随之加速,形成正向反馈循环,最终实现提高发动机的输出功率。
三、涡轮增压器的型号涡轮增压器的种类非常多,根据不同要求和流量范围,可以分为两种类型:1.容积式涡轮增压器(VGT)。
容积式涡轮增压器是能够通过变化导流口的大小和方向来改变排气流量的。
通过这种方式,就能够确保涡轮叶轮在瞬间加速来满足更高的压缩需求。
容积式涡轮增压器的主要优点是提高了发动机的响应性能和流量特性。
2.固定几何涡轮增压器(FHT)。
固定几何涡轮增压器是一种非调节的增压系统,其涡轮叶轮和导流口尺寸都是固定的。
这种增压器在低转速下表现良好,但高速时效率则逐渐降低。
四、结论总的来说,涡轮增压器是一种同样适用于汽油和柴油发动机的高效增压系统。
涡轮增压器能够让发动机在低转速下表现更好,提高发动机的输出功率,并且通过减少引擎负载来增加燃油经济性。
涡轮增压器已经成为现代化汽车中必不可少的部件。
涡轮增压器规格参数之AR值、Bar值、Lag值、叶缘间隙、Trim值
涡轮增压器规格参数之AR值、Bar值、Lag值、叶缘间隙、Trim值随着国内汽车改装的发展,一些改装发烧友开始追求技术的进步,学习汽车改装知识,自己搭配最合适的改装方案。
目前涡轮增压车型快要成为出厂标配,老款不带T的车型就显得有些out了,本期我们就介绍一下涡轮增压器的一些技术规格,帮助哪些想要改装涡轮的车友。
“A/R 值”是压气机壳体(Compressor Housing)及涡轮壳体(Turbine Housing)的几何特性数字。
A(Area)指压气机壳体的出风口(或涡轮壳体入风口)对应以上中心点所在的横截面积。
R (Radius)为涡轮轴承中心到压气机出风口(或涡轮进风口)横截面(涡轮半径线绕360 度一圆周后)中心点的距离。
A、R两者的比例即为A/R 值。
A/R值分为压气A/R值、涡轮A/R值。
一般而言压气A/R值大,较适合低增压涡轮使用,而压气A/R 值小,较适合高增压涡轮使用,但相对而言压气端A/R 值的大小变化对涡轮性能的影响较小。
排气端的涡轮A/R 值对于涡轮性能就显得非常重要了。
A/R 值越小,即排废气的流速较高,涡轮在低转速区域的增压反应越快,涡轮迟滞减低,涡轮也就能在较低的转速区域取得较高的增压。
但同时A/R 值越小,加大了排气背压,高转速废气流量不足,使高转马力输出有限。
相对的,A/R 值越大,涡轮在低转速域的增压反应便越差,但尽管引擎的低转速增压难以上升,不过在高转速区域却可以产生更大的动力,高转高出力的倾向相当明确。
一般的混搭增压器(Hybrid Turbine)都在既定的压气A/R 值压气机壳体上选用不同的涡轮壳体进行搭配。
总而言之,A/R 值(涡轮A/R 值)小属于低速扭力型涡轮,而A/R 值大则是高转大出力涡轮。
增压值(俗称Bar 值)是影响引擎动力的重要参数之一,它指的是涡轮压气端送入引擎中的空气压力,也就是说压进发动机的空气总量的大小。
增压值一般以kg/cm2、Bar 或是Psi 为单位(涡轮压力表一般以Bar 为单位)。
第二章 涡轮增压器
2.1 离心式压气机
压气机分轴流式与离心式 离心式亚及其结构紧凑、质量轻,在较宽的
流量范围内能保持较好的效率,且对于小尺 寸压气机,效率优于轴流式。 涡轮增压器一般都采用离心式压气机。
2.1.1 离心式压气机的结构
进气道 1 叶轮 2 压气机蜗壳 3 扩压器 4
分类:
无叶扩压器 叶片扩压器
无叶扩压器
无叶扩压器是一环形通道。 气流在该通道中近似沿对数螺旋线的轨迹运
动,气流流动轨迹在任意直径处与切向的夹 角基本不变。 缺点:气流流动路线长,损失大,效率低, 出口流通面积小,扩压能力低。 优点:流量范围宽,结构简单,制造方便。 应用:经常处于变工况运行的小型涡轮增压 器。
2.2.1.2 按燃气在涡轮中焓降的分配分类
冲击式涡轮:燃气的能量(压力、温度)在喷嘴中 全部转化为动能,完全依靠燃气动能在工作叶片通 道中转弯产生的离心力对叶轮的冲击力矩推动涡轮 叶片做功。在叶轮中,燃气不再膨胀,气体压力不 变,因此在叶轮中焓降为零。
反力式涡轮:燃气的能量一部分在喷嘴中膨胀转化 为动能,利用冲击力矩做功;另一部分在工作叶轮 通道中继续膨胀,转化为动能的同时一空气流与叶 片相对速度增加所产生的反作用力推动涡轮做功。 这种涡轮气流速度低,叶片弯曲程度小,流动损失 小,效率高。高增压比的涡轮增压器都采用。
叶片扩压器
在环形通道中加上若干导向叶片,使气流沿 叶片通道流动。
气流流动路线短,流动损失小,效率高。 叶片形成的通道使气流的流通面积迅速增大,
扩压能力强,尺寸小。 缺点:当流量偏离设计工况,叶片入口气流
将撞击叶片,使效率急剧下降。
叶片扩压器
2.1.1.4 压气机蜗壳
涡轮增压器与发动机匹配介绍
涡轮增压器组成和作用
涡轮
有轴承和轴承室,固定在排气管上,可以使 用排气能量
废气管道
连接发动机和涡轮,将废气引导到涡轮中以 增加动力
压气机
与涡轮相同轴线,可以将进气气体压缩并导 入发动机
控制系统
通过汽车的电子控制单元(ECU)来调节涡 轮增压器的工作
发动机匹配涡轮增压器的原理
1
引擎类型
根据发动机类型和尺寸来选择涡轮增压器,以获得最佳性能
提高动力和扭矩
涡轮增压器可以在高负载情况下提供更好的 操控性能
普及化
涡轮增压技术已成为现代发动机设计的标准, 以及未来汽车工业发展的重要方向之一
合适的涡轮增压器需要具有 足够的效率,以确保发动机 在任何环境下都能正常工作
常见的涡轮增压器和发动机匹配方案
对于轻型和中型发动机
单一涡轮增压器,转速较低, 功率和扭矩较弱
对于高性能发动机
双涡轮增压器,具有更高升压 量和更强的动力
电动涡轮增压器技术
最新的技术,提供更高的响应 速度和升压能力,而且更加环 保
涡轮增压器与发动机匹配 介绍
涡轮增压是一种提高发动机功率的常用技术。在这个介绍中,我们将探讨涡 轮增压器和发动机的基本工作原理,并介绍它们之间的匹配。
涡轮增压器工作原理
1
动力源
从发动机排气管流出的废气转入涡轮增压器
2
涡轮
废气通过涡轮进口旋转涡轮,转动的轴带动压气机旋转,使进气增压并流入发动机
2
使用场景
根据车辆用途,如城市街道和高速公路,来选择合适的涡轮增压器
3
法规要求
需要满足当地的法规要求,例如排放标准和噪音限制
涡轮增压器与发动机的匹配需考虑的因 素
涡轮增压课件
造》
77
精品资料
二、涡轮增压器原理
当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气
进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和 调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了,相应增加燃料 量就可以增加发动机的输出功率。一般而言,加装废气涡轮增压器后的发 动机功率及扭矩要增大20%—30%,同时提高了燃油经济性。
第八章 汽车(qìchē)发动机增压
《汽车(qìchē)构
造》
33
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径流式涡轮机
利用发动机排出 的废气惯性冲力 来推动涡轮室内 的涡轮旋转
无叶式 喷管
第八章 汽车(qìchē)发动机增压
《汽车(qìchē)构 造》
精品资料
涡轮机 蜗壳
涡轮机 叶轮
出气道
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第八章 汽车(qìchē)发动机 增压
第八章 汽车(qìchē)发动机增压
《汽车(qìchē)八章 汽车(qìchē)发动机增压
《汽车(qìchē)构
造》
99
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三、涡轮增压器缺点
➢低速情况时,涡轮不起增压作用;只有发动机发动机转速达 到一定值时,涡轮才能介入工作。
➢因为油门的开启略快于发动机动力输出速度,所以在油 门加大后通常需要稍作等待,片刻后发动机才能爆发猛烈 的动力,这就是通常所说的“涡轮迟滞”
《汽车(qìchē)
构造》
1133
精品资料
➢蜗壳:收敛形,排气压力能和 热能→动能
➢喷管:渐缩形,分叶片式与 无叶式,压力能→动能,降压、
降温、增速、膨胀 ➢涡轮机叶轮:膨胀做功,推动 叶轮旋转
《汽车(qìchē)构造
涡轮增压器设计选型
涡轮的各项指标,规格以及型号划分A/R:A代表出口面积 R代表压缩半径很多人认为a/r代表涡轮的大小,其实这是被涡轮上仅有一个能看见的数字误导了。
A/R比值代表涡轮壳体内的容积大小,这个数值决定了排气从壳体内流过的速度。
A/R决定了排气叶轮的反应速度,a/r越大,壳体的最高流量越高,但是在同等压力下,a/r值小的壳体排气流速就会比较快。
一般这个数值在排气外壳的选择上比较重要,因为我们总是为涡轮的反应速度而头疼,a/r则是决定涡轮反应素的一个重要数据。
Trim:TRIM = ( Dp / Dg )² x 100简单来说,trim是叶片大直径和小直径的比值,这个比值决定了涡轮的最高流量。
无论排气叶轮和进气叶轮都是一个道理。
举例说明: Dg=50 Dp=35Trim=( 35/50 )²x100 =49涡轮与发动机的匹配:以下部分我们讲的是如何计算引擎需要的空气体积或质量,并选择适当型号的涡轮去匹配你的引擎。
这也要提及到关于温度,压力和中冷系统对于引擎性能影响的内容。
引擎流量方程式volume of air (cu ft/min)= engine rpm x engine cid (1728 x 2)在四冲程自然吸气式发动机中,每个气缸在吸气过程中理论上可以吸入的最大空气量等于该气缸的体积(0.7854 x内径x口径x冲程)。
由于每个气缸在曲轴转两周的过程中就有一个吸气冲程,那么在曲轴每转一圈中气缸理论上可吸入的最大空气量就等于气缸容积的一半。
这个方程式是讲解如何计算出多少体积的空气进入到引擎内。
举例说明,一台231立方英寸排量的发动机,进气气门每当引擎转动两周都会打开一次,那么,引擎没转两周就会吸入231立方英寸的空气。
那么在同体积下有多少磅的空气进入引擎,就要看近期的压力是多少,但是引擎每两转周的进气体积体积永远是231立方英寸。
注:1立方英寸= 16.387064cc 231立方英寸= 3785.411784cc理想气体定律P(绝对压力)V(容积cu.ft/min)=n(进气量lb/min)RT(绝对温度)理想气体定律是一个非常有用的方程式,它把进气压力,温度,进气体积和进气量联系到了一起,如果你知道其中任意三个数值,就可以求出来另外一个。
当代主流涡轮增压技术解密
当代主流涡轮增压技术解密现代的汽车工业向着高效、节能两方面不断的努力和发展,因此面世的汽车才能越来越完美。
为了实现这个目标,很多其它领域的技术也被借鉴到了汽车的身上,涡轮增压就是其中一项非常重要的技术。
涡轮最早运用在飞机制造上,直到1976年改行制造汽车的萨博才首次将涡轮增压技术使用在了saab 99 Turbo的身上,这也是现在众多涡轮增压车型的鼻祖。
涡轮增压这个概念对大多数人来说已经司空见惯了,大多数人认为涡轮增压就是形容汽车发动机的一个性能标志,带“T”的车比不带“T”的性能好、动力强,仅此而已。
有一定汽车知识的人或者初级车迷大概能了解涡轮的工作原理,并且可以解释汽车增压的原理,例如机械增压和涡轮增压的区别。
而少数资深车迷或者汽车圈的从业者才能解释的清楚废气涡轮的工作原理、存在的意义、优缺点和如何使用涡轮才能帮助发动机更好的运转工作。
涡轮增压之所以如此普及是与它高效节能的特性分不开的。
顾名思义,废气涡轮是由发动机运转产生的废气排放来驱动的。
一般的发动机大约有1/3的能耗浪费在排气上,而这些浪费的能耗通过涡轮又重新利用,这也是涡轮增压相比机械增压的优势所在。
当然涡轮增压也有明显的缺点,涡轮迟滞现象是最大的诟病,它无法做到自然进气发动机那样平顺自如的动力输出,在加速的时候往往会给人一种加速度的感觉,虽然这样在直线加速的时候很过瘾,但是你会因为动力不能“随叫随到”而苦闷。
普通的放气阀涡轮增压器这种涡轮就是我们平时接触到的最普遍的废气涡轮,涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量。
它的原理是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。
当发动机转速增快,排气速度加快同时带动连杆另一端的叶轮也越来越快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以使燃烧更充分产生更大的动力,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。
涡轮增压
涡轮增压器发动机是靠燃料在气缸内燃烧作功来产生功率的,输入的燃料量受到吸入气缸内空气量的限制,所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量,提高燃烧作功能力。
在目前的技术条件下,涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。
构造涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器,涡轮室进气口与排气歧管相连,排气口接在排气管上;增压器进气口与空气滤清器管道相连,排气口接在进气歧管上。
涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内,二者同轴刚性联接。
原理涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。
它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。
当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。
技术涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上,处在高温,高压和高速运转的工作状况下,其工作环境非常恶劣,工作要求又比较苛刻,因此对制造的材料和加工技术都要求很高。
其中制造难度最高的是支承涡轮轴运转的“浮式轴承”,它工作转速可达10万转/分以上,加上环境温度可达六、七百度以上,决非一般轴承所能承受,由于轴承与机体内壁间有油液做冷却,又称“全浮式轴承”。
缺点另外涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用,但也有它的缺点,其中最明显的是,“滞后响应”,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即使经过改良后的反应时间也要1.7秒,使发动机延迟增加或减少输出功率。
这对于要突然加速或超车的汽车而言,瞬间会有点提不上劲的感觉。
改进但是涡轮增压器毕竟是无本生利的事情,它是利用发动机的废气工作的,这些废气的能量如果不加以利用也会白白地浪费掉。
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涡轮增压技术103这篇文章涉及较多的涡轮技术,包括描述压缩机的部分特性曲线图、计算发动机的增压比和空气质量流量,怎样在特性曲线图上绘制点来帮助你选择合适的涡轮增压器。
把你的计算器放在手边吧。
一压缩机部分特性曲线图[1]压缩机特性曲线图是详细描述压缩机压缩效率、空气质量流量范围、增压性能和涡轮转速等性能特性的一种图表。
下面展示的是一幅典型的压气机特性曲线图:[2]增压比增压比()被定义为出口处绝对压力除以进口处绝对压力注:=增压比、P2c=压气机出口绝对压力、P1c=压气机入口绝对压力[3]在压气机入口和出口处使用绝对压力为计量单位非常有必要,一定要记住绝对压力的基础是14.7磅/平方英寸(在这个单位下“a”代表绝对压力)这被称为标准大气压力和标准情况。
[4]表压即计示压力(在计量单位为磅/平方英寸下“g”代表表压力)测量的是超过大气压力的大小,所以表压力在大气压力下应该显示为“0”。
增压表测量的岐管压力是相对于大气压力的,这就是表压力。
这对于决定压缩机出口处的压力是非常重要的。
比如说增压表上读出的12磅/平方英寸意味着进气歧管的压力高于标准大气压力12磅/平方英寸。
即:歧管压力26.7磅/平方英寸=12磅/平方英寸(表压力)+14.7磅/平方英寸(标准大气压力)[5]这个条件下的增压比就能计算了:(26.7磅/平方英寸[绝对压力])/14.7磅/平方英寸(标准大气压力)=1.82[6]然而这是在假定压气机入口处没有空气滤清器影响的情况下[7]在决定增压比的时候,压气机入口处的绝对压力时常比环境压力小,特别是在高负荷时。
为什么会这样呢?因为任何对空气的阻碍(这其中就包括空滤器管道的限制)都会对进气造成压力损耗,在决定增压比时,压气机上游的损耗都需要被计算。
这种压力损耗在某些进气系统上可能达到或超过1磅/平方英寸的表显压力。
在这种情况下压气机入口处压力应该如下取值:压气机入口绝对压力=14.7psia – 1psig = 13.7psia[8]带入最新的入口处压力进行增压比计算应该是下面这样(12 psig + 14.7 psia) / 13.7 psia = 1.95.[9]以上计算方法很好,但是如果你不是在标准大气压下呢?在这种情况下,在计算工式中简单地用真实的大气压力替代标准大气压力14.7psi能够使计算更精确。
在较高的海拔下会对增压比有显著的影响。
比如说:在丹佛5000尺的海拔高度下,大气的平均压力在12.4psia,在这种情况下带入的进气真空度在压缩比计算时:(12psig + 12.4psia)/(12.4psia – 1psig)=2.14(增压比)这样的结果和最原始计算的增压比1.82相比有很大的不同。
[10]从以上的例子总可以看出增压比取决于很多参数,不仅仅是增压器。
1.空气质量流量[1]空气质量流量是在给定的一段时间空气流过压气机(或发动机)的量,常被表示为lb/min(磅/分钟)。
质量流量可以使用物理方法测量。
但是许多情况下在选择适当的涡轮过程中估计质量流量就已经足够了。
[2]许多人使用体积流量(表达为:立方英尺/分钟CFM或者ft3/min)代替质量流量。
体积流量可以通过乘以空气密度转换成质量流量。
标准大气压下空气密度为0.076 lb/ft3。
[3]质量流量我应该取多少?一般情况下涡轮增压的汽油引擎每1 lb/min质量流量可以产生9.5-10.5马力(飞轮上测得),所以如果一个引擎想要400马力那就要求空气质量流量为36-44 lb/min,这样的计算只能粗略地帮助你缩小增压器的选择范围。
2.喘振线[1]喘振线是压气机特性曲线图的左边界,喘振线的左边是流动不稳定的区域。
这一区域内压气机内气体从小波动变化到大波动。
如果在这一区域内连续运转会因为涡轮的高轴向负载导致涡轮失效。
[2]根据经验在以下两种情况下涡轮喘振经常发生。
第一种也是最严重的一种就是在负载过轻时的喘振。
这种情况下很明确就是涡轮太大。
喘振经常发生在增压后节气门快速关闭时。
随着节气门快速关闭气体质量流量快速减少,但是节气门仍然高速旋转长生压力,导致喘振发生。
这立刻驱使涡轮工作状态远远超出压气机特性曲线图左边的区域立刻导致喘振。
一旦涡轮转速减到足够小减少增压并将工作状态移到稳定工作区域喘振将会减弱。
这种情况常用一个泄压阀或者式旁通阀解决。
泄压阀的作用是减少进气压力到大气压力以至于缓慢地降低气体质量流量,防止涡轮喘振发生,在使用循环旁通阀的情况下,气流会再循环到涡轮进气口。
[3]一个有旁通道的涡壳(看图2)组成了压气机汽缸的一部分,它的作用是通过允许气流不通过涡轮叶片直接通过涡轮,把喘振线移到更左边(看图3),防止出现喘振。
这增加了额外的可用范围同时允许更大的增压器被使用在对气流有更高要求同时要求增压器不能出现喘振的条件下。
涡壳旁通道有一个较小的副作用,那就是降低了压气机效率。
3.阻塞线阻塞线是压气机特性曲线图的右边界。
对于Garrett增压器曲线来说,典型的阻塞线被定义为特性曲线图上效率低于58%的点。
除此之外快速下降的增压效率经过这个点,涡轮转速将接近或者超过涡轮的极限转速。
如果你确实或者打算让我轮工作超过这个极限转速,建议你还是换个大涡轮吧。
4.涡轮转速线涡轮转速线是许多固定的转速线。
在这些线之间的涡轮转速可以通过插值法计算。
随着涡轮转速的升高,增压比和、或气体质量流量增加。
根据以上多余阻塞线的描述,涡轮速度线非常靠近特性曲线图的右边缘。
一旦压气机的工作超过了阻塞极限,涡轮转速升高非常快,此时涡轮就已经超速了。
5.效能区域增压效能区域是指特性曲线图上一些代表增压器效率的任意点所形成的同心区域。
靠近特性曲线图中心的最小的区域是效率最高的区域。
随着转速离开这一区域,增压效率下降直到达到喘振或者阻塞区域。
二计算增压器特性曲线图数据这一部分将呈现,计算增压压力和气体质量流量的方法来达到所要求的目标马力。
这些计算的数据将用来指导你选择合适的压气机和涡轮增压器。
在选择过程中有明确的马力目标在心里是很重要的。
除此之外增压压力和空气流量的计算也是必要的,把马力作为目标就要求选择适合的喷油器、喷油泵、调整器、以及发动机的其它部件。
1.估算要求的空气流量和增压压力达到既定的马力目标[1]需要知道的参数:1)马力目标2)发动机排量3)最大转速4)环境条件(大气压力和温度,大气压力经常给定的数据时汞柱的尺寸,需要进行换算到psi)[2]需要估算的值:1)发动机的体积效率,现在常用的顶置四气门多缸发动机最大体积效率范围在95%~99%,两气门发动机在85%~95%。
如果你有发动机的扭矩曲线,那么你可以用它计算出发动机不同转速体积效率。
在一个调整好的发动机上,体积效率会随着转矩到达最高点。
这个数可以被用来等比例计算其他转速的体积效率。
一个典型的四气门发动机比两气门发动机有更高的体积效率。
2)进气歧管温度,具有高体积效率的压气机会带来更低的进气歧管温度。
有中冷器的歧管温度一般在华氏100~103度。
没有中冷的歧管能够达到华氏175~300度。
3)单位燃油消耗率(BSFC),描述产生每一马力所需要的燃料流率。
对于涡轮增压汽油机来说燃油消耗率的大体在0.5~0.6之间变动,或者更高。
它的单位是lb/(hp*hr)。
燃油消耗率越低则说明产生相应功率时消耗燃油的速率越小。
为了达到上述的最低燃油消耗率,需要选择好燃油种类和做好积极的匹配调整。
在下面的方程式中我们将除以60将小时化为分钟计算。
4)为了绘制压气机的工况点,首先计算空气流率。
Wa = HP * (A/F) * (BSFC/60)其中Wa = 实际空气流率(lb/min)HP = 飞轮端目标马力A/F = 空燃比BSFC/60 = 单位燃油消耗率[lb/(hp*hr)]/60[3]举例我有一台发动机,我想要它输出400马力我想要选择空燃比为12,燃油消耗率为0.55,把这些参数带进方程式计算Wa = 400*12 *(0.55/60) = 44.0(lb/min)这样,我的压气机特性曲线图上就要有泵44磅气体每分钟的能力作为起始点。
注意:我们在这个计算中没有输入任何发动机排量和转速。
这就意味着对于任何发动机想要输出400马力那么他就需要44磅每分钟的泵气量(这是在假定任何发动机的燃油消耗率都是0.55的时候得出的)显然,一个小排量的发动机和大排量发动机相比就需要更多大的增压或者更高的转速。
那么究竟需要多高的增压呢?[4]计算达到目标马力或者进气量需要的歧管压力:MAPreq = 想要达到目标马力需要的歧管绝对压力Wa = 实际空气流率R = 气体常数= 639.6Tm = 进气温度(F)VE = 体积效率N = 发动机转速(RPM)Vd = 发动机排量(CI)(CI = L * 61.02 )[5]举例:继续上面举到的例子,假设一个2.0L的发动机其他参数如下:Wa=44lb/min(上一例子所得)Tm =130(F)VE = 体积效率92% (峰值)N = 发动机转速7200(RPM)Vd = 发动机排量122(CI),(CI = L * 61.02 )=41.1psia(记住,这是绝对压力需要减去大气压力得到表压力)41.1 psia – 14.7 psia (标准大气压) = 26.4 psig 表压力[6]作为比较,让我们再计算更大排量的发动机5.0LWa=44lb/min(上一例子所得)Tm =130(F)VE = 体积效率85% (峰值)(一台带推杆的V8 发动机)N = 发动机转速6000(RPM)Vd = 发动机排量4.942*61.2 = 302(CI),(CI = L * 61.02 )=21.6 psia(表压力为6.9)这个例子阐明了想要达到400马力,一个更大排量的发动机需要的歧管压力更低,但是仍然需要44lb/min的泵气量。
这对于我们选择增压器有显著的指导作用。
随着进气流量和歧管压力的计算,我们已经快要准备好在特性曲线图上绘制点了。
下一步就是确定进气歧管和压气机之间有多少压降。
最好的方法就是使用数据采集系统记录压降,但是多数情况下不现实。
根据上面计算空气流量,中冷器特性、管尺寸、转弯的数量、节气门体的限制等,气管内的压降可以计算出来,在一个设计的很好的进气系统中,压降可能是1psi或者更少。
在某些限制性的设置下,尤其是那些已经高于气流水平的设置下,压降会达到4psi或者更大。
对于我们的举例,我们假设压降为2psi。
所以在确定压气机出口处压力时,我们需要加上上面计算的2psi压降P2c = 压气机出口绝对压力(psia)MAP = 歧管绝对压力(psia)ΔPloss = 歧管到压气机的压降对2.0L发动机来说= 43.1psi还记得我们在讲解压力比时讨论过的进气压力会因为进气系统形状和空滤器而降低吗,我们说过典型的压降大概是1psi,所以那将被带入到计算,比如说,假设我们在海平面,那么标准大气压力为14.7psi那么我们将减去1psi把大气压力换算成压气机入口处的压力。