(44)--废气涡轮增压器工作原理 （2）.ppt

3）两种增压方式比较（1）废气能量利用率 脉冲增压不仅利用E2,而且利用40-50%E1，即从废气中获得的能量较多，从而工作能力较大；定压增压仅利用E2，绝大部分E1在节流中损失。随着增压度提高，Pk增大，E2比例大，E1比例减小；当Pk0.2PMa时,采用定压增压有利。从高增压机部分负荷运转特性看：变工况运行多者采用脉冲增压，变工况少者采用定压增压+辅助扫气泵。（2）涡轮的工作效率（涡轮增压器综合效率）：脉冲增压:进入废气的压力和温度是周期性变化的，转速不稳定，涡轮效率低，特别是进气对叶片产生冲击，引起冲击（撞击）损失，再加上缸数不足3缸的倍数的进气或多进口的，有一部分时间没有进气或部分没有进气（不均匀），从而存在进气损失和鼓风损失，涡轮效率低；定压增压:进气压力和温度不变，涡轮转速稳定，涡轮效率高。废气涡轮增压废气涡轮增压器工作原理结构离心式压气机 轴流式涡轮轴流式废气涡轮离心式压气机轴承气封与油封废气涡轮增压器 1）废气涡轮增压器工作原理（1）单级轴流式涡轮端 组成：喷嘴环+工作叶轮 喷咀环：内、外环由铸铁制成，喷咀叶片先按设计的角度和位置排列好，喷咀环叶片为耐热合金钢。叶片前缘扭曲方向与旋转方向相反。收缩形流道，气体膨胀加速,压力能动能，P和T，C工作叶轮：叶根呈枞树形，叶身的凹面、凸面均为复杂的扭曲曲面。叶片用高强度镍基耐热合金钢锻造，并经仿形加工而成。叶片前缘扭曲方向与旋转方向相同。工作叶轮受力分析：压力差合力pu：气流作用在所有叶片上压力差的合力pu对转轴产生一个冲击力矩，使叶轮沿该力矩的作用方向旋转。反作用力矩：叶轮叶片收缩形流道,燃气膨胀继续加速。当气流在叶轮中流动时，给涡轮以反作用力，叶片得到一个反作用力矩使叶轮回转。燃气内能和动能叶轮机械能。P、T、C。反动式涡轮机：在冲击力矩和反动力矩作用下回转的涡轮机。废气涡轮增压器多为反动式涡轮机。冲动式涡轮机：只具有冲击力矩轴向推力pa：废气在通过叶片通道时，除产生使叶轮旋转的力pu外还同时产生轴向推力pa，这个力将使得转轴发生轴向(向压气机侧)窜动，因此必须装置推力轴承以防止轴的窜动。涡轮机能量损失：a、流动损失：流速越大，损失越大b、撞击损失叶片进口：当非平顺流动通道造成气流撞击动叶前缘，产生涡流和分离，导致损失。c、漏气损失：动叶与机壳径向间隙处d、摩擦损失：叶轮端面与燃气之间e、鼓风损失：部分或间歇进气（2）离心式压气机端组成：进气道1、叶轮2、扩压器3、排气涡壳4。工作叶轮有半开式和闭式两种结构半开式叶轮：没有盖板，用于大型高速增压器。优点：a.回转质量较轻，强度好 b.制造工艺简单 c.允许有较高轮缘速度，获得较高的增压压力导风轮:旋转导向装置。作用：保证空气无冲击的进人叶轮。工作叶轮有半开式和闭式两种结构闭式叶轮：有轮盖3，一般只用小型增压器中。优点：a.由于叶片间有封闭通道，叶轮气流摩擦流动损失小，效率高 b.轮盖可以加强叶片刚性，减少叶片振动。缺点：重量增加，制造工艺复杂，较少采用叶片式扩压器由叶片和金属圆环形平板组成，其叶片间的气流通道呈扩张形。一个工作轮与相邻的扩压器组成一个“级”排气蜗壳 其流道也是扩张形气体状态分析：进气道：为渐缩形流道，压力能动能，P和T,C；叶轮段：叶轮对气体作功，机械能动能和压力能,P和T,C。扩压段：为渐扩形流道，动能压力能，P 和T,C 涡壳段：为渐扩形流道，动能压力能，P 和T,C 1.1.废气对涡轮做功的多少主要取决于（废气对涡轮做功的多少主要取决于（）。）。A A废气流量和速度废气流量和速度 B B废气压力和速度废气压力和速度C C废气流量和温度废气流量和温度 D D废气流量和热状态废气流量和热状态2.2.在废气涡轮中废气流经叶轮叶片后参数变化不正确的是（在废气涡轮中废气流经叶轮叶片后参数变化不正确的是（）。）。A A压力降低压力降低 B B速度升高速度升高 C C温度降低温度降低 D D流量不变流量不变3.3.废气在涡轮机喷嘴环内流动过程中，其工作参数变化情况是废气在涡轮机喷嘴环内流动过程中，其工作参数变化情况是A A压力上升，速度下降压力上升，速度下降 B B压力和速度都上升压力和速度都上升C C压力下降，速度上升压力下降，速度上升 D D压力和速度都下降压力和速度都下降