柴油机与涡轮增压器的匹配..

k k 1
通过涡轮的流量：
mTm T FT T Tm 2 RT TTm T FT T pTm TTm 2 RT
式中， αT—— 脉冲系统流量缩小系数； ρTm—— 涡轮前平均
燃气密度；ψT——通流函数。
kT 1 2 k k 2kT pT 0 T pT 0 T T kT 1 pTm p Tm
式中，β——脉冲涡轮功率放大系数
kT k 1 RT K1 kT 1 k R TTm kT T0
' ' m
p m k k 1 K1 ' Tm p0 mk
kT 1 k 1 pT0 T pTm
2.3 压气机与涡轮的匹配
1 流量守恒： m T m c m e m c c m L0
转速相等： nc nT 功率平衡：
c C T ( c m
pc 1 kc 1 kc
T C T (1 1) m
pT 3
1
T
kT 1 kT
WT C T (1
p 0
1

k 1
k
) Tad
内燃机与涡轮匹配是否良好主要看涡轮流通能 力的选择是否合适：
涡轮流通特性线上标上内燃机工作特性线，如果内燃
机工作线偏离该型号涡轮的流通特性线，则选择较大型号
或较小型号的涡轮；如果内燃机和涡轮二者流通特性相差 不大，则可变换涡轮喷嘴环面积来改变涡轮的流通能力，
(1) 压气机喘振的调整
① 增压器和柴油机的流量不匹配，增压器的流量偏大：
可选小一点型号的涡轮增压器，使运行线脱离喘振线； ② 压气机和涡轮不匹配，压气机通流能力过大或涡轮
通流能力过小，致使压气机的运行点进入喘振区： a. 加大涡轮喷嘴环喉口面积或动叶喉口面积 b. 减小压气机喘振流量
内燃机与压气机；
内燃机与涡轮；
压气机与涡轮
2.1 压气机与内燃机的匹配
Compressor type JEF7-3B
4.200
N e g e s L0 m 103 3600
2Vh nv s m c 103 i 60
Pressure ratio
4.000 3.800 3.600 3.400 180000 3.200 3.000 2.800 160000 2.600 2.400 78% 2.200 140000 76% 74% 120000 70% 68% 64% 60% 56% 2.000 1.800 1.600 80% 200000rpm
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↓，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，故n↓→mk↓。此时
运行线易穿过喘振线。 曲线4是按螺旋桨特性工作的运行线。它处于外特性运 行线3和等转速运行线1之间。
涡轮增压柴油机的“伞形”运行范围
曲线 1 是柴油机以标定转速运转的等转速线。柴油机 在这个标定转速下 ，随着负荷的增大 ，废气能量增加
→nTk↑↑→πk↑↑→pz↑；柴油机在标定转速时的 pemax受
到nTkmax、pz和TTmax的限制。 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。
) c T m
3. 涡轮增压器与柴油机配合运行点的确定
问题： 如何根据发动机工况以及涡轮增压器几何确
定两者的配合运行点？
功率平衡:
kT 1 k 1 kT p kT k 1 T ' k mk RT0 k 1 mTm RT TTm 1 0 Tm pTm k 1 kT 1 k
压气机压比 涡轮流量 涡轮膨胀比
4. 涡轮增压器与内燃机配合特性分析
涡轮增压器与柴油机的配合特性曲线指的是二者联 合运行的工作线。 分析匹配优劣的主要方法：
将内燃机耗气特性线叠合到离心式压气机特性线上
去，根据两组特性线的相对位置来进行分析研究。
什么是内燃机耗气特性线？
涡轮增压器与柴油机的配合特性线 1――柴油机标定转速运转的等转速线；2――柴油机最低转速运行线； 3――柴油机外特性线；4――柴油机按螺旋桨特性工作的运行线
第八章 涡轮增压器与内燃机的匹配
涡轮增压器：旋转式机械
发动机：往复式机械
1.与内燃机匹配的涡轮增压器要求：
（1）满足内燃机所需的增压压力和空气流量；
（2）稳定工作，不发生喘振或堵塞
（3）联合运行线穿过压气机高效区（平行）；
（4）涡轮增压器可靠工作，不超速，不超温。
2. 内燃机与涡轮增压的匹配内容
匹配结果评价


一个好的匹配需要满足以下要求

好的低速转矩 好的外特性油耗（BSFC） 排烟小 排放好 加速性好 增压器不超速 增压器不过热 满足所有工况下的转速、叶轮效率和温度限制 满足增压度要求和整体密封性要求
转速

高海拔裕量


满足机械方面的要求

性能
ຫໍສະໝຸດ Baidu
性能
5. 涡轮增压器与柴油机配合特性线的调整
pc c RTc c p0 0 RT0
100000
1.400 80000 60000 1.200 1.000 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200
Corrected air flow(kg/s)
发动机与压气机良好匹配特征：
效率：内燃机特性线穿过压气机的高效区，且最好使
内燃机运行线与压气机等效线相平行， 喘振裕度：应防止内燃机耗气特性线处于压气机的低 效区或过于接近喘振线，甚至穿过喘振线，一般要求内 燃机低转速时的耗气特性线离开喘振线的距离约为10%
的喘振流量。
良好匹配的MAP图是什么样子？
2.2 涡轮与内燃机的匹配
涡轮功率与发动机排气温度、压力直接相关