第二章 涡轮增压器

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涡轮增压器介绍

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

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。

涡轮增压器参数范文

涡轮增压器参数范文

涡轮增压器参数范文涡轮增压器是一种常用于内燃机中,用于提高气缸进气压力和进气流量的设备。

它通过利用废气能量,将废气回收之后压缩并再次输送到气缸中,达到提高发动机功率和燃烧效率的目的。

在高海拔地区或需要高功率输出的情况下,涡轮增压器是一种非常有效的工具。

1.数据参数:涡轮增压器的数据参数包括进气流量、压力比和效率。

进气流量是指单位时间内通过涡轮增压器的空气量,通常以立方米/分钟(m3/min)或立方英尺/分钟(cfm)来表示。

压力比是指通过涡轮增压器后进气压力与进气压力之比,通常以压力单位(bar、psi等)表示。

效率是指涡轮增压器将废气能量转化为气缸进气压力的能力,通常以百分比来表示。

2.尺寸参数:涡轮增压器的尺寸参数包括涡轮盘直径、涡轮盘速度和涡轮增压器的整体尺寸。

涡轮盘直径是指涡轮盘的直径大小,通常以毫米(mm)来表示。

涡轮盘速度是指涡轮盘的自转速度,通常以转/分(rpm)来表示。

涡轮增压器的整体尺寸是指涡轮增压器的长度、宽度和高度等尺寸参数,通常以毫米(mm)来表示。

3.材料参数:涡轮增压器的材料参数包括涡轮盘材料、壳体材料和轴承材料等。

涡轮盘材料通常选用高温合金材料,以便承受高温高速的工作环境。

壳体材料可以是铸铁、铝合金或镍基合金等,以保证强度和耐腐蚀性能。

轴承材料通常选用高温耐磨的材料,以保证涡轮增压器的稳定运行。

4.控制参数:涡轮增压器的控制参数包括涡轮增压器工作压力和控制方式。

涡轮增压器的工作压力是指涡轮增压器的输出压力,通常通过控制涡轮增压器的进气门或泄压阀来实现。

控制方式可以分为机械控制和电子控制两种,机械控制通过机械装置来控制涡轮增压器的工作状态,而电子控制则通过电子控制系统来实现精确的控制。

总结起来,涡轮增压器的参数包括数据参数、尺寸参数、材料参数和控制参数。

这些参数的选择和设计需要考虑到发动机的要求和工作环境的特点,以确保涡轮增压器能够达到最佳的工作状态,提供高效的功率输出和燃烧效率。

涡轮增压器毕业论文[管理资料]

涡轮增压器毕业论文[管理资料]

河南职业技术学院毕业设计(论文)题目涡轮增压器故障原因分析及使用维护系(分院)汽车工程系学生姓名张俊学号07184008专业名称汽车检测与维修指导教师高云2010年4月26日涡轮增压器故障原因分析及使用维护张俊摘要:涡轮增压已经越来越多的被汽车所使用,也越来越多的被人们所知悉,他的好坏决定着现代汽车动力性,本文主要浅析涡轮增压的使用维护及简单故障原因分析关键词:涡轮增压、使用维护、故障分析一、引言:随着国民经济的迅猛发展,汽车产量逐年增加,2006年已达720万辆。

我国汽车保有量越来越多,车型也越来越复杂。

尤其是高科技的飞速发展,一些新技术、新材料在汽车上得到广泛应用,而涡轮增压在汽车上的应用则赋予汽车更强更大的动力性,且涡轮增压发动机的耗油量也并不比不增压的发动机耗油量高多少,在汽车使用中,增压器难免会有问题,而这将直接影响发动机的动力性,分析研究增压器故障,现象,探索和研究增压器的结构原因具有重大的现实意义。

本文重点通过增压器的结构原理及一些日常维护,正确认识增压器故障,更好的使用和维护增压器。

二、涡轮增压的日常应用:涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。

涡轮增压的英文名字为Turbo,一般来说,如果我们在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。

相信大家都在路上看过不少这样的车型,,,三、涡轮增压的原理与类型最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的,这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面,发动机就能够获得更大的功率。

众所周知发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机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汽缸来增加燃料量,从而提高燃烧作功能力。

因此在目前的技术条件下,涡轮增压器是惟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。

涡轮增压器的原理使用参考资料

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。

涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理涡轮增压器是一种常见的引擎增压装置,通过利用废气能量驱动涡轮,提高进气压力,增加气缸内的氧气浓度,从而使发动机产生更大的动力。

下面将详细介绍涡轮增压器的工作原理。

一、涡轮增压器的构造涡轮增压器主要由涡轮和压气机组成。

涡轮由排气系统中排出的废气驱动,压气机则将大气中的空气压缩并送入气缸内。

涡轮和压气机通过一个轴连接,共用一个壳体,涡轮位于进气管内,压气机位于出气管内。

二、涡轮增压器的工作原理1. 排气系统:当发动机工作时,废气由排气门进入涡轮,废气的能量使涡轮产生旋转。

涡轮的转动效应类似于一枚风车,其转速与排气流量和排气温度有关。

2. 压气系统:涡轮的转动通过轴将动力传递给压气机,压气机上的叶轮通过高速旋转将大气吸入,并在吸入过程中使空气被压缩。

经过压缩的空气然后通过进气管进入气缸。

3. 涡轮增压器与引擎关系:涡轮增压器通过将压缩后的空气送入气缸,增加了气缸内的氧气密度,提高了燃烧效率。

增加的氧气浓度可使更多的燃料燃烧,从而产生更大的动力。

三、涡轮增压器的优势1. 增强动力:涡轮增压器可以使发动机输出更大的推力,提高车辆的动力性能。

特别是在高海拔或环境条件不佳的地区,涡轮增压器能够充分利用废气压力,提供额外的气缸充气,从而使发动机性能更加出色。

2. 燃料经济性:由于涡轮增压器提高了发动机的燃烧效率,相同输出功率下的燃料消耗量相对较少。

这使得车辆在燃油经济性方面更具竞争力。

3. 减少尾气排放:涡轮增压器可提高燃烧效率,使发动机在燃烧过程中产生更少的废气。

这对于减少尾气排放、改善环境质量具有积极的影响。

四、涡轮增压器的应用涡轮增压器广泛应用于汽车、卡车以及航空发动机等领域。

在汽车领域,涡轮增压器通常被用于提高小排量发动机的动力性能,并实现节油减排的目标。

在航空发动机中,涡轮增压器则是提高飞机高空性能的关键装置。

总结:涡轮增压器是一种利用废气能量提供进气增压的装置。

它通过构建排气系统和压气系统来实现对发动机的增压,并以此增加气缸内的氧气浓度,提高燃烧效率,从而提供更强大的动力。

详解涡轮增压器之“涡轮”

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。

涡轮增压器资料

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。

汽油机废气涡轮增压器的毕业设计

汽油机废气涡轮增压器的毕业设计

当今时代,科学技术的迅猛发展,极大的促进了汽车技术和汽车工业的高速发展,汽车正日益广泛地深入到社会和人们日常生活的各个方案,这使得汽车修理称为引人注目、迅猛发展的行业。

废气涡轮增压型发动机是利用发动机本身排出的压力废气驱动涡轮旋转,涡轮轴带动叶轮式压气机来提高进气的压力,增加气缸的充气量。

采用涡轮增压技术能使发动机功率提高30%~100%,并降低发动机的比油耗和比质量,同时减轻发动机的排气污染,还可以扩大发动机的变形系列。

第一章增压器的简单概述 (4)1.1概述 (4)1.1.1 增压技术简介 (4)1.1.2 发动机进气增压的基本原理 (6)1.1.3 增压发动机的特点 (7)1.2 废气涡轮增压器及其增压系统 (8)1.2.1 废气涡轮增压器的结构和工作原理 (8)1.2.2 涡轮增压器的设计考虑因素 (10)第二章废气涡轮增压器常见故障的分析 (11)2.1分析与修理 (12)2.1.1简要分析 (12)2.1.2增压压力不足 (12)2.1.3 增压器涡轮进口温度过高 (13)2.1.4增压器的冷却水温度过高 (14)2.1.5 增压器轴承滑油温度过高 (14)2.1.6 废气倒流 (14)2.1.7 异响与振动 (15)2.1.8涡轮端气窗冒烟气和轴承油变质 (15)第三章涡轮增压器的优缺点及使用注意 (16)3.1涡轮增压器优缺点分析 (16)3.1.1 涡轮增压器优缺点的对比 (16)3.1.2 比较奥迪A6 1.8T与奥迪A6 1.8 (16)3.1.3 涡轮增压器的不足之处 (17)3.2 涡轮增压器的使用注意 (18)3.2.1工作环境 (18)3.2.2 不能着车就走 (18)3.2.3 不要立即熄火 (18)3.2.4 注意选择机油 (18)3.2.5 发动机机油保持清洁 (18)第一章增压技术的结构和工作原理1.1概述1.1.1 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,过去增压技术主要应用于柴油机上,现在汽油机上也开始大量采用增压技术。

涡轮增压器

涡轮增压器

第一节增压器发展史第一台废气驱动的增压器是由瑞士人波希在1909年至1912年间研制成功的,而多年以后盖瑞特产品才进入涡轮增压器市场。

波希博士是苏而寿兄弟研究室的总工程师,并于1915年提出了涡轮增压柴油机第一台样机的设想,但这个设想在当时几乎没有被人们所接受。

通用电气公司是在20世纪初期开始研制涡轮增压器的。

1920年,一架装有自由型发动机和通用电气公司研制的涡轮增压器的雷皮尔双翼飞机创造了33113英尺(10092米)飞行高度的记录。

在第一次世界大战期间,装有涡轮增压器的发动机开始少量地应用在飞机上。

直到20世纪30和40年代,首先在欧洲,然后在美国,才开始大规模地生产。

在美国,通用电气公司为军用飞机研制涡轮增压器。

在第二次世界大战期间,数千台涡轮增压器被用在战斗机和B-17型轰炸机上。

盖瑞特公司是由1936年创立的,该公司当时为B-17型轰炸机提供中冷器,它是装在通用电气公司的涡轮增压器与帕来特和瓦特纳公司的发动机之间的一个部件。

在20世纪40年代后期和50年代初期,盖瑞特公司接到大量委托设计20—90马力的小型燃气轮机的订单。

工程师们在壳体铸造、高速密封、径流涡轮和离心式压气机的研制方面具有丰富的经验。

由于有发展工业柴油机用涡轮增压器的良机,克立夫·盖瑞特先生于1954年9月27日决定把涡轮增压器部分重燃气轮机部门中独立出来,成立艾雷赛奇工业部,专门从事涡轮增压器的设计和制造。

艾雷赛奇工业部后来被称为盖瑞特汽车公司。

1985年末,盖瑞特汽车公司的母公司信号公司与联合公司合并,成立了联信公司。

联信公司由三个业务部门组成:联信汽车工业和联信航空工业和联信工程材料。

联信汽车工业部有盖瑞特、本迪克斯和福立姆等四大类产品,是世界上最大的独立汽车部件供应商之一。

1986年,联信公司购买了劳托—马斯特公司,它在售后服务市场上供应所有种类的涡轮增压器。

今天,把生产盖瑞特、艾雷赛奇、劳托—马斯特和雷杰牌涡轮增压器的公司,称为联信涡轮增压系统。

柴油机涡轮增压器喘振的分析及排除

柴油机涡轮增压器喘振的分析及排除

交通大学成人教育学院毕业论文(设计)题目柴油机涡轮增压器喘振的原因分析及排除铁道机车车辆专业学生班级指导老师职称(务)指导单位教研室主任完成日期年月日交通大学成人教育学院毕业论文(设计)评阅书学生班级题目柴油机涡轮增压器喘振的原因分析及排除指导老师职称(务)指导单位教研室主任1.指导教师评语:签名:2.答辩委员会综合评语:经毕业(论文)设计答辩委员会综合评定成绩为:答辩委员会主任(签字):年月日交通大学成人教育学院毕业论文(设计)题目柴油机涡轮增压器喘振的原因分析及排除起止日期年月日至年月日学生班级指导老师职称(务)指导单位教研室主任日期年月日任务及要求1.在查阅分析资料的基础上确定论文研究的主要容及论文提纲2.对我国铁路东风型燃机车废气涡轮增压器喘振的原因进行分析3.探讨影响我国铁路东风型燃机车废气涡轮增压器喘振的具体原因及消除方法4.提出消除东风型燃机车废气涡轮增压器喘振的几点建议5.论文要求容详实、论据充分、条例清楚、结构严谨、有独立见解、有所创新,论文符合《交通大学成人教育学院毕业设计的要求》。

毕业设计(论文)容计:说明书(论文)16页表格0插图0 幅附设计图0完成日期年月日摘要增压是提高柴油机功率最主要、最有效的途径,随着增压压力的提高,柴油机的功率成比例提高,因此增压器一旦工作异常或发生故障对柴油机的工作性能影响很大。

经调查发现,增压器故障在柴油机故障中所占比例正在逐年增大,而其中又以增压器的喘振最为常见,且危害巨大。

本文即深入分析柴油机涡轮增压器的喘振故障,又对增压器的特性进行探讨,并且对增压器与柴油机的配合进行讨论,进而深入分析增压器喘振故障的理论原因,并给出一些实际情况中引起喘振的具体因素和相应的预防、排除方法。

关键词:柴油机涡轮增压器喘振分析排除目录第一章引言································第二章增压器喘振原因的分析················2.1喘振的机理·························2.2增压器的配合及选配··················第三章影响增压器喘振的具体原因及消除方法··3.1 系统阻力增加·························3.2 增压器或柴油机本身故障········3.3 运转中的增压器与柴油机暂时失配····3.4 机车使用时对保护增压器的要求·····第四章几点建议··············结论··················辞··················参考文献····················第一章引言柴油机的功率决定于单位时间喷进柴油机的燃油量及其转化效果(热效率)。

涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理涡轮增压器利用发动机排气能量的动力,吹动涡轮,带动共轴的压气机轮一起高速旋转,压气机将新鲜空气压缩后供给发动机工作。

涡轮增压器使发动机功率大幅度提高,油耗率下降,噪声和排污减少,有效改善发动机的动力、经济和环保性能。

涡轮增压器工作原理:在讨论涡轮增压发动机系统之前,先回顾一下内燃机的基本工作原理及其同空气增压系统的关系。

内燃机是一种耗气机械,因为燃油需要与空气混合才能完成燃烧冲程。

一旦空燃比达到某一值后,再增加燃油,除了将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外,不会产生更多功率。

发动机供油越多,黑烟就越浓。

因此,超过空燃比极限后,增加供油量只会造成燃油消耗量过多、大气污染、废气温度升高,并使柴油机寿命缩短。

由此可见,增加空气量的能力对发动机来说是多么重要。

涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵。

废气驱动涡轮叶轮总成,它与压气机叶轮相连接,如图1 所示。

当涡轮增压器转子转动时,大量的压缩空气被输送到发动机的燃烧室里。

由于增加了压缩空气的重量,就可以使更多的燃油喷入到发动机里去,使发动机在尺寸不变的条件下而产生更多的功率。

涡轮增压有许多好处。

非增压发动机通过曲轴的运动直接从大气中吸进空气,而涡轮增压器向发动机提供压缩空气。

由于进入气缸的空气增多,所以允许喷入较多的燃油,使发动机产生较多的功率并具有较高的燃烧效率。

这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功率,或者说,一台小排量发动机经增压后可产生与较大发动机相同的功率。

其它还有节约燃油和降低排放等优点。

由于涡轮增压器为发动机提供了更多的空气,燃油在发动机气缸里燃烧时会燃烧得更充分、更彻底。

发动机进气管的空气保持正压力(大于大气压的压力)对发动机有几方面的好处。

当发动机进排气门重叠开启时,新鲜空气吹入燃烧室,清除所有残留在燃烧室里的废气,同时冷却气缸头、活塞和气门。

涡轮增压器可使非增压发动机在高原上工作时得到氧气补偿(使其达到标准大气条件)。

第二章 涡轮增压器

第二章 涡轮增压器
第二章 涡轮增压器与中冷器
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

第二章增压器喘振的机理讲解

第二章增压器喘振的机理讲解

第二章增压器喘振的机理增压器喘振是发生在离心式压气机部分的。

当压气机的流量小到一定值后,气体进入工作叶轮和扩压器的方向偏离设计工况,叶片背面气流出现分离并且不断扩大,同时产生强烈的脉动并有气体倒流,引起压气机气流的流量、压力出现波动,导致压气机产生强烈的振动并发出异常的响声。

喘振是压气机的固有特性,增压器工作时应尽量避免发生喘振。

在叶片扩压器进口处,气流速度可分解为相互垂直的圆周分速度和径向分速度。

当气流相对叶片的转速一定而流量变化时,气流的圆周分速度是不变的,而径向分速度是变化的。

当空气流量小于设计值时,气流径向分速度减小,气流速度也随之减小,其方向也偏离设计值,导致气流进入叶道时,撞击叶片前缘的凸面,而在凹面上产生气流的分离。

如图2-1中(c)所示。

9图2-1在叶轮进口处,气流速度同样可分解为相互垂直的圆周分速度和径向分速度。

当气流相对叶片的转速一定而流量变化时,气流的圆周分速度是不变的,而轴向分速度是变化的。

当空气流量小于设计值时,气流轴向分速度减小,气流相对于叶轮的速度也随之减小,其方向和叶片的构造角之间形成一个负冲角,导致气流进入叶道时,撞击叶片前缘的凹面前缘,而在凸面上产生气流的分离。

如图2-2中(c)所示。

图2-110在设计流量下,如两图(a)所示,气流平顺地流进叶片前缘和扩压器,气流与叶轮叶片、扩压器既不发生撞击,也不发生分离。

当流量大于设计流量时,如两图(b)所示,气流在叶轮叶片前缘冲向叶片的凸面,与叶片的凹面发生分离;在扩压器中气流冲向叶片的凹面,与叶片的凸面发生分离。

但是,由于叶轮叶片的转动压向气流分离区,扩压器中气流的圆周向流动压向气流分离区,气流分离区受到限制,不致随流量的增加而过分地扩大。

当压气机的工作情况正常时,随着空气流量减少到一定程度,在压气机的通流部分开始产生旋转脱离现象。

假如空气流量继续减小,旋转脱离就会强化和发展,当它发展到某程度后,由于气流强烈脉动,就会使压气机的出口压力突然下降。

涡轮增压课件

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
精品资料
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
44
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
精品资料
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

第二章 涡轮增压器和中冷器

第二章 涡轮增压器和中冷器
2.3.2 涡轮增压器的轴承 (一)滚动轴承 (二)向心滑动轴承 (三)推力轴承
2 . 3 涡轮增压器
2.3.3 轴承的润滑和冷却
2 . 3 涡轮增压器
2.3.4 涡轮增压器的密封与隔热
2 . 4 中冷器
作用:降低增压后的空气温度、密度增加,进气量增多;降低柴油机 热负荷;提高发动机的经济性、降低排放。 2.4.1 中冷器的冷却方式 (一)水冷式 (1)用柴油机冷却系的冷却水冷却 (2)用独立的冷却水冷却 (二)分冷式 (1)用柴油机曲轴驱动风扇 (2)用压缩空气涡轮驱动风扇
2 . 1 离心式压气机
(2)导风轮入口速度三角形分析: ①流量等于设计流量,相对速度的气 流角等于叶片入口的构造角,不产生 气流分离。 ②流量大于设计流量,气流撞击叶片 背部,腹部产生气流分离,被压服在 较小区域,不喘振。 ③流量小于设计流量,气流撞击叶片 的腹部,背部产生气流分离,背风面 分离被扩散,发生喘振。
2 . 1 离心式压气机
(四)压气机涡壳 (1)作用:收集从扩压器出来的 空气,并将其引导到发动机进气 管; (2)效率:实际转化量与定熵转 化量之比; (3)分类:变截面涡壳、等截面 涡壳;
2 . 1 离心式压气机
2.1.2 离心式压气机的工作原理 (一)压气机中空气状态的变化 (1)进气道:压力降、速度升、温度降; (2)压气机叶轮:压力升、速度升、温度 升; (3)扩压器:压力升、速度降、温度升; (4)压气机涡壳:压力升、速度降、温度 升;
2 . 4 中冷器
计算步骤校核方法 (一)原始数据准备 (二)传热系数计算 (1)中冷器的换热量:
Q = qmbc p b (Tb − Ts )
Tw2 Q = Tw1 + c pw qmw
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作用:使气流以尽量小的撞击进入叶轮。
压气机叶轮的分类(根据轮盘的结构形式)
开式压气机叶轮
没有轮盘,流动损失大,叶轮效率低; 叶片刚性差,易振动。
涡轮增压器上较少采用
闭式压气机叶轮
既有轮盘又有轮盖, 流道封闭,流动损 失小,叶轮效率高;
结构复杂,制造困 难;
在叶轮高速旋转时 离心力大,强度差。
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
作用:收集从扩压器 出来的空气,将其引 导到发动机的进气管; 同时进一步将扩压器 出来的空气的动能转 化为压力能,有一定 的扩压作用。
进气道——渐缩—— 少部分的压力能转化为 动能——Pa略有下降, 速度Ca略有上升, 温度Ta随之降低。
2.1.2.1 压气机中空气状态的变化
压气机叶轮—— 叶轮对空气做功—— 空气的压力、温度、 速度都上升。
2.1.2.1 压气机中空气状态的变化
扩压器流通截面渐扩 ——气体部分动能转化为 压力能——空气速度下降,
叶轮中完成,因此效率高, 应用较多。
前弯后曲式叶轮(后掠式叶轮)
叶片沿径向后弯的同时向旋转方向钱倾。 压气机效率高,高效范围广。
2.1.1.3 扩压器
作用:将压气机叶轮出口的高速空气的动能 转变为压力能。
效率: 叶轮出口空气动能转换为压力能的转化量 扩压器效率= 定熵过程动能转化为压力能的转化量
压气机叶轮的分类(按叶片的长短)
全长叶片叶轮
叶轮进口流动损失小,效率高 对于小直径叶轮,进口处气流阻塞较为严重
长短叶片叶轮
小型涡轮增压器多采用
压气机叶轮的分类(按叶片沿径向的弯曲 形式)
前弯叶片
叶片沿径向向旋转方向弯曲。
对空气的做功能力最强。
主要增加空气动能,对压力 能增加较少,要求空气的动 能更多的在扩压器和蜗壳中 转化为压力能。
压力降低, 气流倒灌
转速一定、流量变化时,叶片扩压器内气 体的流动情况
(a)设计流量时; (b)大于设计流量时; (c)小于设计流量时
流量一定时,转速的变化是否 也能引起喘振?
2.1.3.3 压气机性能曲线形状的成因
定熵过程增压比特性和 效率特性呈水平线a-a 非定熵过程,其流动 损失包括摩擦损失和撞 击损失 流量越大,流速越大 摩擦损失越大,b-b 流量偏离设计流量余越 大,撞击损失越大,A-c
2.1.2.3 压气机的主要性能参数
增压比 空气流量 定熵效率 转速
增压比
压气机进口和出口的气体压力之比
b
p1
空气流量
单位时间内流经压气机的空气质量,kg/s 当压气机工作的环境状态不同于标准大气状
态时,其空气流量也不同。因此常用相似流 量或者折合流量代替。
相似流量:以马赫数作为相似准则推导出的 无量纲流量。
喷嘴环
喷嘴环由一排固定的 叶片形成的一组渐缩形 通道。 喷嘴环叶片截面形状: 机翼形、平板形
轴流式废气涡轮示意图
1-工作叶轮;2-喷嘴环;3-废气入口; 4-轮盘;5-轴
叶轮
由装在轴上的轮盘和 装在轮盘周缘的一排叶片 组成。 叶片一般焊接在轮盘上 少数大型涡轮增压器 采用可拆卸的枞树形榫 头镶嵌在轮缘槽内。
2.1.1.1 进气道
将外界空气导向压气机叶轮。 渐缩形 分轴向进气道和径向进气道两种
为什么要做成渐缩形?
提示:流速增加,压力减小!
2.1.1.2 压气机叶轮
将涡轮提供的机械能转变为空气的压力能和 动能。
分为导风轮和工作叶轮两部分
导风轮
叶轮入口的轴向部分,叶片入口向旋转方向 前倾,直径越大处前倾越多。
以焓与a点相同
2.1.2.2 压气机中的焓熵图
压气机定熵做功叶 轮出口滞止状态
压气机实际出口 状态2的滞止状态
压气机定熵做功 叶轮出口状态
4s*与1*两点间的焓 差即为定熵过程压气
机的压缩功
叶轮对空气做功, 空气压力升高
压气机出口 空气的动能
实际的定熵 压缩功
结论:Wb>Wabd,定熵过程耗功最少!
涡轮增压器上较少采用
半开式压气机叶轮
只有轮盖,性能介 于开式与闭式之间。
结构相对简单,制 造方便,且强度和 刚度都较高。
涡轮增压器中应用广泛
星形压气机叶轮
在半开式叶轮的轮 盘边缘叶片之间挖 去一块,减轻了叶 轮质量,减小了叶 轮应力,并保证了 一定的刚度,能承 受很高的转速。
多在小型涡轮增压器中应用
排气壳
通常排气壳内有一段扩压环 作用是导流和回收从动叶出口的部分余速
2.2.2.2 径流式涡轮的结构
多采用切向进气(流动损失小) 进气通道数量:单通道、双通道和三通道 常压增压采用单通道 脉冲增压采用双通道或者三通道 双通道有分360°全周进气和180°分隔进

喷嘴环
无叶喷嘴环:与涡轮壳做成一体,构成无叶 蜗壳。
压力升高,温度随压力 升高。
2.1.2.1 压气机中空气状态的变化
压气机蜗壳——动能 进一步转化为压力能 ——空气速度下降, 压力、温度上升。
压气机空气状态分析的要点
压气机中只有叶轮对空气做功,其他部件不 做功,仅存在工质能量的转化。
若不计传热损失,进气道出口空气总能量与 进气道进口空气总能量相同,即进气道出口 空气滞止温度等于环境空气滞止温度。
第二章 涡轮增压器与中冷器
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
2.1.3.2 压气机产生喘振的原因
当流量减少到一定程 度时,压气机工作开 始变得不稳定,流过 压气机的气流开始强 烈的脉动,使压气机 叶片产生强烈振动, 出口压力显著下降, 而且有可能造成压气 机的破坏。我们把这 种现象称为压气机喘 振。
导风轮入口
气流绝 对速度
导风轮圆周 速度
气流流入导风 轮的相对速度
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。
其压力差推动工作 叶轮旋转
沿涡轮工作叶片表面的压力分布
轴流式涡轮级中气 体参数变化和速度三角形
1-工作叶片; 2-喷嘴叶片
C1——气体由喷嘴流出的绝对速度; W1——气流流入叶轮的相对速度; U——叶轮的旋转线速度; C2——气体在叶轮出口处的绝对速度;
径流式涡轮及其速度三角形
分类:变截面蜗壳、 等截面蜗壳。
变截面蜗壳
截面面积沿周向越接近出口越大,流动损失 小,效率较高。
外形尺寸小,应用广泛
等截面蜗壳
流通截面沿周向不变,截面面积按压气机最 大流量确定。
流动损失大,效率低。
蜗壳截面形状与出口形式
2.1.2 压气机工作原理
2.1.2.1 压气机中空气状态的变化
特点:尺寸小、质量轻,结构简单,成本低 适用于经常处于变工况条件下工作的增压器
有叶喷嘴环:由喷嘴叶片和环形底板形成径 向收敛的通道。
整体铸造式 装配式
2.2.3 涡轮的工作原理
进气壳——膨胀、加速 喷嘴环——压力、温度降低,速度达到最大 叶轮——气体动能转化为机械能
原理
当废气通过工作叶 轮叶片时,由于气 流转弯的离心作用 和气流对叶片的反 作用力,叶片凹面 压力提高,凸面压 力减小;
扩压器和蜗壳中空气总能量等于叶轮出口处 空气总能量,即叶轮出口处、扩压器出口处 和蜗壳出口处的滞止温度相同。
2.1.2.2 压气机中的焓熵图
环境状态:进 气道入口处的
滞止状态a
进气道出 口状态1
a——1有流动损失, 因此熵增;出口滞止 压力p1低于进口滞 止压力p1*
1*为进气道出口处的 滞止状态,因绝热,所
2.2 涡轮
把发动机的废气能量转化为机械功来驱动压 气机叶轮的一种原动机。
轴流式废气涡轮示意图 1-工作叶轮;2-喷嘴环;3-废气入口;
4-轮盘;5-轴
2.2.1 分类
按照气体在涡轮中的流动方向分类
轴流式涡轮 径流式涡轮:废气由蜗壳引入喷嘴环中,再从
工作叶轮外缘流向中心(径向), 混流式涡轮
2.1.3 离心式压气机的特性
离心式压气机的主要性能参数随压气机运行 工况的变化而变化;
压气机的主要性能参数在各种工况下的相互 关系曲线称作压气机的特性曲线。
2.1.3.1 压气机的特性曲线
压气机的特性曲线:不 同转速下,增压比和定 熵效率随流量的变化关 系——流量特性。
绘制方法
在ηk-Gk曲线上,作 许多ηk=常数的水平 线,每条水平线与不 同转速时的各效率曲 线相交(这些交点效 率相等),再把这些 交点对应地移到增压 特性线,并分别把它 们连结起来。
2.1.2.2 压气机中的焓熵图
由于扩压器与蜗壳 不做功,因此其出 口状态的滞止焓相
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