涡轮增压器与发动机匹配介绍..ppt

寿光市康跃增压器有限公司 涡轮增压器基本知识培训 涡轮增压器与发动机匹配介绍 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 。 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）。 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 8v四脉冲比双脉冲油耗率高5g/kWh，排气温度高30℃，功率低130kW 双脉涡轮断叶片（70h左右） （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。 （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 （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） 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 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。 有一定的喘振裕度 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。 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。 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。 （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 （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。 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