(1.6.2)--3.2 废气涡轮增压器的工作原理.pdf

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1、汽汽 车车 发发 动动 机机 原原 理理Principle of Automobile Engine第三章 发动机废气涡轮增压第三章 发动机废气涡轮增压主要内容废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engi

2、ne第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理径流式涡轮增压器轴流式涡轮增压器离心式压气机中间体径流式涡轮汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮

3、增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理一.径流式涡轮机1.功用 将废气所拥有的能量尽可能多地转化为涡轮旋转的机械功。汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理2.工作原理 喷嘴环由周向均匀安装、带有一定倾角的多个叶片组成，叶片之间形成渐缩通道，柴油机排出的具有8001000K高温和一定压力的废气，经排气管进入涡轮壳里的喷嘴环。由于喷嘴环的通过面积是逐渐收缩的，因而废气的压力和温度下降，速度被提高，使其动能增加。这股高速废气流，按一定的方向冲击涡轮，使其高速旋转。废气的压

4、力、温度和速度越高，涡轮转得就越快，通过涡轮的废气最后排入大气。汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理3.涡轮机主要参数涡轮效率膨胀比气体质量流量涡轮转速 nT1000mTTTTqHP涡 轮 机 功 率（KW）TTTWH0TTppmTq第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine（1）滞止现象：l当气流在物体表面掠过时，由于摩擦、撞击等使气体在物体

5、表面上受阻，气体相对于物体的速度降低为零。这种现象称为滞止现象。（2）绝热滞止状态与滞止参数：l如果发生滞止时过程中的散热损失可以忽略不计，则可以认为过程是绝热的。这时气体的状态称为绝热滞止状态。l绝热滞止状态下气体的状态参数称为滞止参数。第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine4.涡轮机特性曲线l转速一定，相似流量随膨胀比的增大而增大第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Au

6、tomobile Enginel 在一定转速下，随着流量的增加，涡轮机也存在一个阻塞流量。l 阻塞发生意味着在涡轮的内部某 处气流速度已达到当地声速。l 阻塞一般易发生在喷嘴出口截面。第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Enginel优点：效率高 膨胀比大 结构简单 尺寸小 制造成本低l 缺点 变工况性能不佳 热应力大多用于小功率内燃机第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automo

7、bile Engine二.离心式压气机1.结构第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine2.工作原理新鲜充量沿截面收缩的轴向进气道进入工作轮，压力温度略有下降，气流略有加速。气流进入高速旋转的工作轮上叶片组成的气流通道内，吸收叶轮的机械能，使气体的压力、流动速度和温度均有较大的增长。通道流通截面积逐渐增大，气体动能大部分转变为压力能，压力和温度进一步升高，速度下降。收集气体向发动机进气管输送。第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽

8、 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine压气机消耗的功率为：压气机的绝热效率为：adkkkkkadkhPmm h第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine3.压气机主要参数kadkkkadhPm压 气 机 功 率（KW）增压比每秒质量流量压气机转速 nk压气机绝热

9、效率a dka dkkhh0kkppkm第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine4.压气机特性曲线（2）万有特性 以流量为横坐标，增压比为纵坐标，把不同转速下的压气机特性曲线绘制在一起，其中效率以等值线的形式表示，称为压气机的万有特性。（1）流量特性转速不变时，压气机增压比和绝热效率随压气机流量的变化关系简称为压气机的（流量）特性。第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Auto

10、mobile Engine（3）压气机的喘振（surge）喘振：在一定的转速下，当压气机的气体流量减小到一定程 度后，气体就会在叶轮或扩压器入口处出现边界层的 分离，导致气体回流，扩展到压气机的其他部分，气 流出现强烈的振荡，引起工作轮叶片强烈的振动，并 产生很大的噪音。严重时会损坏压气机叶片。喘振线：各种转速下出现喘振的工作点联在一起 含义：压气机工作在喘振线右侧，稳定 压气机工作在喘振线左侧，不稳定喘振流量：出现喘振的流量解决方法：小型增压器采用无叶扩压器第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Au

11、tomobile Engine（4）压气机的堵塞（CHOKING）l某一转速下，当流量增加到一定数值后，压气机的增压比和效率均急速下降，而流量却不会增加的现象。l一般当压气机效率低于65后就认为压气机发生堵塞。l增加转速才能继续增加流量堵塞离心式压气机在高转速时可能发生堵塞，在低速时可能发生喘振。第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine（5）压气机的通用特性（UNIVERSAL PERFORMANCE MAP）折合流量:折合转速:2933.10100Tpmmbnp0293Tnnbnpl根据相似理论，不管压气机进口条件如何，只要马赫数相同，在压气机内的气体流动就相似，流动损失也相似。l马赫数表示流动相似不直观，采用与上述相似参数成正比的折合参数来表示。折合参数为:第第3 3章章第第2 2节节 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理汽 车 发 动 机 原 理 Principle of Automobile Engine感谢观看感谢观看Thank You