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增压技术
发动机性能提高要求
1.较高的输出功率和较宽的速度范围
2.良好的低速扭矩特性
3.良好的加速性能
4.良好的燃料经济性
5.良好的低温启动性能
6.低噪声、低污染
7.发动机的制动性能
8.尺寸小、重量轻、结构简单、工作可靠
9.造价低、使用维护费用低
10.使用寿命长
内燃机的升功率公式:
NL=Pe∙n/τ
其中,
NL:
单位气缸容积功率;Pe:
平均有效压力;n:
转速;τ:
冲程数。
注:
根据单位换算系数未表示
提高内燃机的功率的方法有以下几种:
增加内燃机的排量(即改变内燃机的结构尺寸);
提高内燃机的转速;
采用二冲程内燃机;
提高内燃机的平均有效压力Pe
平均有效压力:
Pe=Hu∙ηi∙ηm∙ηv∙ρs/(α∙L0)
其中,Hu:
燃料的低热值;α:
过量空气系数;L0:
燃烧1kg燃料所需要的理论空气量;ηi:
发动机指示效率(0.43-0.50);ηm:
发动机机械效率(0.78-0.85);ηv:
发动机容积效率(0.80-0.90);ρs:
气缸中的充气密度。
提高Pe的主要途径是增加进入气缸的空气密度ρs
用增压器来提高进气充量密度,从而增加进入气缸内的空气量,这样就可在气缸内喷入更多的燃油来达到提高Pe的目的。
增压的定义
凡是能将内燃机进气的空气密度提高到高于周围环境的空气密度的一切方法
实现增压的装置称为压气机或增压器。
增压后的压力为增压压力,用pc来表示
低增压pc<0.18MPa
(平均有效压力pe=0.8~1.OMPa)
中增压pc=0.18~0.25MPa
(平均有效压力pe=0.9~1.5MPa)
高增压pc=0.25~0.35MPa
(平均有效压力pe=1.4~2.2MPa)
超高增压pc>0.35MPa
(平均有效压力pe>2.0MPa)
增压度——指增压内燃机标定工况的输出功率(增值)与原功率的比值
增压度φ=(Peb-Pe0)/Pe0
式中:
Peb和Pe0分别为增压前、后标定工况的功率。
四冲程增压柴油机的增压度可高达300%以上,
而车用增压发动机的增压度一般在10%~60%之间。
增压比:
指内燃机标定工况时,增压器压气机压缩空气后的压力与压缩前的压力(一般为大气压力)之比值。
πk=Pb/P0
增压比πk与增压度φ有一定函数关系,但不成正比。
由于πk是状态参数压力的比值,在增压器性能分析中应用较广。
增压中冷:
在增压柴油机中,为降低进入气缸的空气温度,增加空气密度,使增压后的空气先在中间冲却器中冷却后,再进入气缸,这就称为增压中冷。
为了反映中间冷却程度,通常用中冷度来表示。
其中:
δb=(tb-tb’)/tb
tb:
中冷前进气温度;tb’:
中冷后进气温度。
发动机的热平衡图:
燃料热能100%
排气36%(29%),冷却水33%(32%),热辐射7%(7%),制动功率24%(32%)
增压的类型
根据驱动增压器所用能量来源的不同,增压方法可分为以下五种:
机械增压,废气涡轮增压,气波增压,复合增压,惯性增压。
机械增压
机械增压系统的增压器由内燃机通过齿轮、皮带、链条等传动装置驱动,将空气压缩后送入气缸。
增压器采用离心式或罗茨式压气机。
在增压器发展过程中,早期多为机械增压,后来被涡轮增压取代,近来由于汽车要求加速性、转速范围宽、新技术发展(发动机n增,增压器n减)使机械增压重新被使用。
机械增压特点:
不增加内燃机的排气背压,但其要在内燃机上安装一套传动装置,而且还要消耗内燃机的有效功率,使内燃机的经济性有所下降。
增压器与内燃机容易匹配,结构比较紧凑,机械的响应也比较快。
机械增压系统多用于小型内燃机上,二冲程应用多,特殊发动机(潜艇)。
增压压力一般不超过0.15~0.17MPa。
一般机械增压后,比油耗ge要增加3%-5%。
废气涡轮增压器:
由涡轮机和压气机组成,将内燃机排出的废气引入涡轮机,利用废气所包含的能量推动涡轮机叶轮旋转,并带动与其同轴安装的压气机叶轮工作,新鲜空气在压气机内增压后进入气缸。
废气涡轮增压器的特点:
涡轮增压器与发动机只有气体管路连接而无机械传动,因此这种增压方式比机械增压结构简单,不消耗轴输出功.
废气涡轮增压器的优点:
较少增加发动机体积和重量和改变结构,容易提高功率20-50%,压比受到限制少,高增压可能;回收部分废气能量,有利于发动机经济性,一般可提高5%左右.加之相对减少发动机的机械及热损失(提高机械效率和热效率),ge减少可达10%.对海拔高度变化有较高适应能力;排气噪声降低,对排放有影响.
废气涡轮增压器的缺点:
加速性逊于机械增压;热负荷严重;对大气温度和背压敏感.
复合增压系统
除了应用废气涡轮增压器以外,同时还应用机械增压器,这种增压系统称为复合增压系统。
复合增压系统有两种基本形式:
n串联增压系统,内燃机的废气进入废气涡轮带动离心式压气机,以提高空气压力,然后送入机械增压器中再增压,进一步提高空气压力后进入内燃机;
n并联增压系统,废气涡轮增压器和机械增压器分别将空气压力提高后,进入内燃机
中。
一般只用于二冲程增压柴油机。
并联增压系统由于同时供气,增压器尺寸可减小.
复合增压系统由于结构复杂,一般只用于二冲程柴油机(扫气和排温低)和特殊场合.
气波增压系统
气波增压器中有一个特殊形状的转子3,由内燃机曲轴带轮经传动带4驱动。
在转子3中内燃机排出的废气直接与空气接触,利用排气压力波使空气受到压缩,以提高进气压力。
利用气体的压缩波(高温高压燃气作用于进气使之压力上升)和膨胀波(低压空气作用于高压燃气使其温度压力下降后排出)进排气的压力差,和转子的转动来完成能量交换(排气à进气),以提高进气压力,由于进排气管路的设计,使气体虽然接触但不混合。
气波增压的优点:
结构简单,加工方便,材料要求低;扭矩特性优于涡轮增压(低速时增压压力高);
加速性能好(靠压力波传递能量,惯性小);工况变化范围大(无喘振,阻塞现象);
气波增压的缺点:
重量和尺寸大于涡轮增压;一般由曲轴驱动,消耗有用功,位置受限制;
燃气接触空气时传热影响效率,全负荷油耗高;噪声大;
惯性增压
利用空气在进气管中的惯性效应、脉冲波动效应及共综合效应来提高发动机每一循环充量的方法,即所谓惯性增压。
其效率的高低,直接与发动机的转速、进气管的大小和长度、气缸容积以及配气机构的相位等参数有关。
惯性增压的应用
内燃机装有特殊设计的进排气管(主要是进气管),利用其中气体运动的惯性效应和波动效应实现增压。
这是一种简便的方法,用在单缸内燃机上效果比较明显,功率最大可提高10~15%。
惯性增压与涡轮增压联合工作,形成复合式惯性增压系统
各种增压方式应用特点
像惯性增压的不用专门增压装置的增压方式增压作用有限,只在某些场合起辅助作用.
在增压技术发展初期,由于结构可靠性以及效率低的原因,增压方式多元.
现在,随着废气涡轮增压技术的进步,其扭矩特性提高(车用发动机功率储备大也是一个原因),加上其能量利用和结构紧凑的优势,使其成为主要的增压方式,尤其在多缸4冲程柴油机上得到广泛应用.
增压对内燃机的正面与负面影响
改善了发动机性能
提高了内燃机的机械效率
当内燃机转速一定,其平均摩擦压力随增压压力的增加要比平均有效压力的增加缓慢。
这意味着在同样功率下内燃机的体积功率、质量功率增大,经济性变好。
改善了燃烧过程
增压使柴油机空燃比增大,有利于及时、完全燃烧,使柴油机的指示热效率增大,而热负荷减轻。
提高发动机燃油经济性
柴油机尤为突出,现代涡轮增压轿车柴油机已使燃油经济性改善50%;对提高汽油机效率也十分明显,采用增压技术以后汽油机效率可达37%。
增压扩大了内燃机高原使用的适应性
我国幅员辽阔,但65%的土地是地处高原,我国有一半以上的汽车在高原行弛。
高海拔地区平均每上升1000m,内燃机功率下降8%左右,增压发动机可解决高原功率恢复。
目前我国增压技术可以解决在4300m高原处,在油耗不增加情况下发动机功率仅下降3%。
这为我国增压技术开拓一块“新天地”。
提高额定功率
增压技术是提高发动机功率最有效途径。
非增压非直喷式柴油机升功率为20~25kW/L
涡轮增压非直喷式柴油机升功率为25~30kW/L
涡轮增压直喷式柴油机升功率为35~40kW/L
变喷嘴涡轮增压直喷式柴油机升功率为45~50kW/L
变喷嘴涡轮增压新一代升功率为55~60kW/L
非增压汽油机升功率为50~55kW/L
涡轮增压汽油机升功率为70~75kW/L
减少排放
增压技术可以全面改善发动机性能,减少发动机有害气体排放。
排放物:
CO2,PM,NOX,HC,CO等
减少温室气体CO2排放
CO2排放与燃油耗成正比,由于采用增压技术,发动机效率有所提高,CO2排放降低。
缺点:
增压加重了内燃机的机械和热负荷
加重了内燃机的机械负荷
加重了内燃机热负荷
低速扭矩特性与动态性能下降
小型车用柴油机增压效率偏低
但是:
可变喷嘴环技术,电控燃料喷射技术的发展一定程度化解了这些缺欠。
几十年的发展历史表明:
涡轮增压技术:
是提高发动机功率和改善经济性的最有效措施;是发动机强化的必然途径;
是内燃机发展的重要方向。
涡轮增压技术的发展现状
车用小型涡轮增压器应用日益广泛
增压器性能提高转速提高,可达260000rpm;压比增加,3-5;效率提高,压气机0.78-0.80,
总效率0.6;小型化,叶轮直径34mm,寿命3000-5000h,50万km。
四冲程柴油机Pe3MPa,车用发动机Pe1.8MPa
国内1958年开始仿制并成功,60年代开始攻克小型化难关,70年代中期形成规模生产。
经过40年的努力,品种和性能有一定基础,生产能力提高。
80年代以来,随着对外开放,以及技术引进,我国在生产能力和增压器研制以及性能方面都有快速成长
涡轮增压器的发展方向
小功率和汽油机方向柴油机几乎全部实现增压;
但是汽油机虽然应用增压技术早于柴油机,但是由于爆震和热负荷的原因发展不快。
其历程大致如下:
1910年研制成首台机械增压航空汽油机;
1921年装有压气机的汽油机出现,但是只能在低速时使用增压;
1939年第一台涡轮增压二冲程汽油机进行飞行试验,没成功应用;
1952年涡轮增压汽油机应用于赛车;1969年以后相当时期,赛车会冠军均为增压汽油机。
1958-63年美国普通车用增压汽油机,66年GM生产增压汽油车但是受到爆震以及控制复杂等影响,不成功。
70年代开始增压技术被广泛用于汽油机中
近年来,由于电喷技术等对燃烧的有效控制,汽油机增压技术过关。
汽油机涡轮增压技术要点:
通过中冷实现爆震抑制;涡轮前旁通放气;耐热涡轮;电喷技术应用。
高增压和超高增压:
增压器本身:
(材料、工艺、控制)提高性能;小型化,可靠性和抗热负荷;
可调增压和采用陶瓷新材料涡轮;增压器叶轮流道计算水平增加(三元流计算)。
涡轮增压器的总体结构
废气涡轮增压器:
用内燃机的排气推动涡轮机来带动压气机,以压缩进气,达到进气增压的要求。
压气机有轴流式和离心式。
由于离心式压气机结构紧凑,质量轻并且在较宽的流量范围内保持较好的效率。
对于小型压气机效率优于轴流式。
所以,增压器中多采用离心式压气机。
_废气涡轮按其废气在涡轮中的流动方向来区分,有径流式和轴流式和混流式涡轮。
轴流式:
体积大大流量时效率高,用于大型涡轮增压器。
径流式:
结构紧凑、体积小、在小流量范围效率高,叶轮强度好,适于高转速。
用于中小型增压器。
混流式:
特点介于两者之间。
车用和中小功率发动机所用涡轮:
以径流式为主,轴流式很少使用,混流式几乎不用。
废气涡轮增压器:
涡轮部分承受高温(900度)
增压器转速高(几万rpm—几十万rpm)
废气涡轮增压器的组成部分:
压气机
涡轮
支承装置(轴及轴承)
密封装置
润滑装置
冷却装置
增压器总体布置提出以下要求
1)效率高
2)尺寸小、重量轻
3)能迅速反应发动机工况的变化
4)增压器工作可靠,同时其寿命应与发
动机寿命尽量一致
5)增压器的拆装维修方便
6)零部件的制造工艺好,价格低廉
转子的几种布置型式
(1)轴承外置
优点:
转子的稳定性较好,两叶轮之间的空间位置较多,便于对
气体进行密封;两端的轴承可采用单独的润滑系统,使轴
承受高温气体的影响较少;转子轴颈直径较小,降低了轴
颈表面的切线速度,提高了轴承的工作可靠性,延长其寿命。
缺点:
结构复杂,质量和尺寸都较大;压气机不能轴向进气,使
其进口空气流场较难组织;清洗叶轮较难。
这种布置形式多用于大型涡轮增压器
轴承内置,涡轮与压力机叶轮悬臂布置
优点:
结构较简单,质量和尺寸都较小;压气机轴向进气,流阻损失小;清洗工作轮较容易,且不会因轴承破坏转子的平衡。
缺点:
两工作轮之间的空间较小,较难安排油、气密封装置;支承轴颈较粗,使其表面切线速度增加;两轴承采用同一润滑系统,使靠近涡轮的轴承热负荷较大。
影响轴承的工作寿命。
这种布置形式多用于中、小型涡轮增压.
涡轮与压气机叶轮背靠背布置
优点:
轴承均在低温处,有利于轴承的工作;叶轮做成一体,结构紧凑,质量和尺寸小;涡轮盘可得到较好的冷却;漏气损失也较小。
缺点:
涡轮的热量易传至压气机,使其效率降低;转子的悬臂力矩大,稳定性不好;压气机进口空气流场受到不利影响;清洗两个工作轮较难。
这种布置形式在极少场合使用
转子的几种布置型式总结:
涡轮增压器总体布置的核心问题是:
确保告诉转子-支承系统的可靠工作;
同时解决好:
润滑;密封;冷却;隔热
涡轮增压器的组成
由离心式压气机和径流式涡轮机及中间体三部分组成。
涡轮:
由叶轮及涡轮壳体组成,其作用是利用废气能量做功,带动压气机工作;
压气机:
由叶轮及其壳体组成,与涡轮叶轮同轴,作用是对空气做功,增加其压力,提高其密度;
中间体(轴承体):
由径向轴承和止推轴承及润滑和密封等部分组成,其作用是支撑叶轮转子,并对轮轴进行润滑、冷却和密封。
典型车用涡轮增压器----径流向心涡轮与离心压气机
转子结构:
增压器转子由压气机叶轮、涡轮叶轮、密封套及止推片等通过转轴和锁紧螺母连接成一体转轴结构如下图
转子是涡轮增压器的关键部件,高速运动+负荷最大,直接影响涡轮增压器的效率、寿命和可靠性,其结构设计注意事项:
气动性要好,转动惯量低_瞬态响应好
与加工精度相比,动平衡精度要求高
对称结构+零件数量少
由于其工作转速高,工作稳定性要求其振动小,叶轮工作时不与壳体相蹭
涡轮叶轮与轴的连接方式:
压配合:
转轴压入涡轮后端孔(有时要加销钉)或涡轮后端轴压入转轴端部孔(轴端尺寸大)。
套筒加拉紧螺栓:
叶轮通过汉斯接头的端面齿与转轴连接,转轴套筒内孔插入拉紧螺栓(定位作用,涡轮热对轴承影响小)。
键连接:
简单但不可靠,用于试验机上转轴与叶轮铸成一体:
成本高。
焊接:
结构简单,工作可靠。
(焊接接头中空结构减少热传递)
压气机叶轮与轴的连接方式:
花键或单键连接:
转速升高--不可靠,早期连接方式
间隙配合或过渡配合:
压比、叶轮直径大时,配合方式间隙--过渡--少许过盈(拆装不方便,影响精度)
转轴直径选择:
按柔性轴设计--刚度和摩擦损失
轴细:
切线速度低,摩擦损失小,轴承稳定可靠,但刚性差。
--经验设计:
d与叶轮直经Dr之比0.12-0.16,先根据经验选取d,再计算确认。
离心式压气机的结构
离心式压气机由进气道6、压气机叶轮3、无叶式扩压器2及压气第一节废气涡轮增压器构造机蜗壳1组成。
压气机叶轮包括叶片和轮毂,并由增压器轴5带动旋转。
1.进气道
进气道的作用是将外界空气导向压气机叶轮。
为降低流动损失,其通道为渐缩形。
轴向进气道
气流沿转子轴向不转弯进入压气机叶轮,其结构简单流动损失小。
径向进气道
气流开始沿径向进入进气道,然后转为轴向进入压气机叶轮,其流动损失较大。
一般在大型增压器或空气滤清器空间布置受限制时采用
2.压气机叶轮
压气机叶轮是压气机中唯一对空气作功的部件,它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。
导风轮:
叶轮入口的轴向部分,向旋转方向前倾,作用:
使气流对叶片的冲击尽量小。
压气机叶轮:
按叶轮轮盘的结构形式,可分开式、半开式、闭式和星形4种形式。
开式叶轮无轮盘。
结构简单、质量小、加速性好、没有轴向力,但刚度差、易振动、效率差。
闭式叶轮既有轮盘又有轮盖。
效率高、结构复杂、质量大,不适合高速工作的车用增压器。
以上两种很少用于增压器。
半开式叶轮只有轮盘,无轮盖。
强度高、刚度好、效率居中,被广泛采用。
星形叶轮是在半开式叶轮轮盘边缘的叶片间挖掉一些,以减轻质量,适于高速。
压气机叶轮按叶片长短可分为全长叶片叶轮和长短叶片叶轮。
全长叶片叶轮进口流动损失小,效率高,但是对于小直径叶轮,进口处气流阻塞比较严重。
所以小型增压器多采用长短叶片。
压气机叶轮按叶片的径向弯曲形式可分为:
前弯叶片叶轮;径向叶片叶轮;后弯叶片叶轮;前倾后弯(后掠)叶片
叶轮前弯叶片叶轮:
叶片按径向旋转方向弯曲;叶轮对空气的做功能力最强,但做功主要增加了空气动能,对压力能提高较少。
这就要求空气动能更多地在扩压器和涡壳中转化为压力能。
转换效率低。
涡轮增压器不采用这种叶轮。
径向叶片叶轮:
叶片按径向分布,不弯曲;采用这种叶片的叶轮压气机效率比前弯叶片叶轮高。
比后弯叶片的低。
但是其强度和刚度最好。
能承受较高的圆周速度。
在压比较低的增压器中应用较多。
后弯叶片叶轮:
叶片逆旋转方向弯曲;虽然其做功能力小,但是空气压力的提高大部分是在叶片中完成。
采用这种叶片的叶轮压气机效率高。
应用较多。
前倾后弯叶片(后掠式)叶轮:
叶片沿径向后弯的同时还向旋转方向前倾;这种叶片不仅压气机效率高,而且高效率的范围广。
近年来,在车用柴油机涡轮增压器上受到重视和应用。
压气机叶轮按压气机叶轮的叶片形状有:
前弯叶片;径向叶片;后弯叶片;前倾后弯叶片
压气机叶轮形状小结:
前弯叶片:
对空气的作功能力最大,但其作功主要是增加了空气的动能,对压力能却提高较少,故效率低。
径向叶片:
这种叶轮的压气机效率比前弯的高,比后弯叶片的低。
但其强度和刚度最好,能承受较高圆周速度。
后弯叶片:
作功能力小,空气压力的提高在叶轮中完成,压气机效率高,应用也较多
前倾后弯叶片:
不仅压气机效率高,而且高效率范围宽广,应用最多。
应用:
在车用高速小型增压器上广泛采用半开式、径向叶片或半开式、后弯(或前倾后弯)叶片的压气机叶轮。
叶片采用符合气体流动规律的型线。
叶轮常用铝合金进行精密铸造。
叶轮通道不需加工。
例:
当压比为3.5时,涡轮增压器绝热效率可达60%~65%。
如BBC公司的车用高速柴油机的带前倾后弯叶片小型涡轮增压器。
它的匹配功率可达290~760KW。
3.扩压器
扩压器的作用是将压气机叶轮出口高速空气的动能转变为压力能,扩压器的效率对压气机效率有重要的影响。
无叶扩压器:
是一个环形通道,也被称为缝隙式扩压器。
由环状平板构成。
气流在其中气流的流动路线长,流动损失大,效率低,扩压器出口流通面积小,扩压能力低。
但其流量范围宽,结构简单,制造方便,在处于变工况运行的小型涡轮增压器上得到广泛运用。
有叶扩压器:
是在环形通道上加有若干导向叶片,使气流沿导向叶片流动。
气流的流动路线短,流动损失小,效率高,气流流通面积迅速增大,故扩压能力大,尺寸小。
当流量偏离设计工况时,将产生冲击损失,效率急剧下降。
在工况变化不大的大、中型涡轮增压器上运用。
平板形和圆弧形叶片制作简单,性能差。
增压比低时应用较多。
机翼形叶片性能好但制作复杂,在增压比高时应用较多。
4.压气机蜗壳:
收集从扩压器出来的空气,将其引导到发动机的进气管,也具有一定的扩压作用。
变截面蜗壳:
流动损失小,效率高,外形尺寸小。
等截面蜗壳:
流动损失大,效率低,故用得较少。
压气机叶轮旋转动能——气体压力能+气体动能
气流通道:
气体动能——气体压力能
压气机中空气状态的变化(增压的结果)
进气道:
速度↑、温度↓、压力↓;
工作轮:
速度↑、温度↑、压力↑;
扩压器:
速度↓、温度↑、压力↑;
涡壳:
速度↓、温度↑、压力↑。
四、涡轮机
将内燃机排气的能量转变为机械功的装置。
例如:
径流式轮机由蜗壳、喷嘴环、叶轮和出气道等组成。
1.工作过程:
蜗壳4的进口与内燃机的排气管相连,内燃机排气经蜗壳引导进入叶片式喷
管3。
喷管是由相邻叶片构成的减缩形流道。
排气流过喷管时降压、降温、增速、膨胀,使排气的
压力能转变为动能。
由喷管流出的高速气流冲击叶轮1、并在叶片2所形成的流道中继续
膨胀作功,推动叶轮旋转。
2.涡轮类型:
涡轮有轴流式涡轮、径流式涡轮和斜流式(混流式)涡轮。
轴流式涡轮,废气沿平行于叶轮旋转轴线的方向流动。
在小流量工作条件下,效率低。
喷嘴1和叶轮2的叶片造型复杂。
涡轮径向尺寸较大,转子惯性大。
适用于大流量的涡轮增压器上。
径流式涡轮,废气从涡轮叶轮外缘径向流入叶轮,轴向流出。
在小流量工作条件下,径流式涡轮效率高、结构简单,可精密铸造且转动惯量小,适于变工况工作。
车用涡轮增压器广泛使用这种涡轮。
3.径流式涡轮喷嘴环:
又称导向器,流通截面呈渐缩形,其作用是使具有一定压力和温度的燃气膨胀加速并按照规定方向进入工作叶轮。
分为有叶喷嘴环和无叶喷嘴环。
有叶喷嘴环:
适应面广,但零件数量多。
无叶喷嘴环:
与涡轮壳体做成一体。
尺寸小,质量轻,结构简单成本低。
变工况时效率变化平坦,但效率低。
适应范围小。
4.涡轮机叶轮:
唯一承受气体作功的元件,与压气机叶轮同轴,把气体的动能转化为机械功向压气机输出。
经常在900℃高温的排气冲击下工作,并承受巨大的离心力作用,所以采用镍基耐热合金钢和陶瓷材料制造。
用质量轻并且耐热的陶瓷材料可使涡轮机叶轮的重量大约减轻2/3,涡轮增压加速滞后的问题也在很大程度上得到改善。
冲击式叶片涡轮特点:
与废气接触面为平面,靠废气的冲击工作。
适用于小流量。
反力式叶片涡轮特点:
叶片呈弯曲状,在其中废气膨胀,受其反动力而工作。
适用于中小流量。
斜流式叶片涡轮特点:
废气斜方向作用于叶片,叶片受力面积大,效率高。
适用于大流量。
5.涡轮的进出气壳:
涡轮进气壳:
连接发动机的排气管;组织发动机排气进入涡轮,有效利用排气能量。
出气道收集叶轮排出的废气并送入大气。
为了降低叶轮的背压,使气体在叶轮中充分膨胀作功,出气道是一个渐扩形的管道。
废气涡轮涡壳的A/R
废气进入涡壳后,慢慢被压缩(流道变窄),吹气口A的面积与R的比值反映出涡壳的特
点。
其值越大废气流速小,弱,透平转速慢,但是适用于大流量。
废气涡轮增压器:
涡轮部分承受高温(900度),增压器总成转速高(几万rpm—几十万rpm)
废气涡轮增压器中多采用离心式压气机。
车用和中小功率发动机所用涡轮:
以径流式为主离心式压气机由进气道、压气机叶轮、无叶式扩压器及压气机蜗壳组成。
压气机叶轮包括叶片和轮毂,并由增压器轴带动旋转。
径流式涡轮由径流式轮机由蜗壳、喷嘴环(有叶和无叶)、叶轮和出气道等组成。
一、轴承
废气涡轮增压器三个重要组成部分:
涡轮、压气机、轴承
轴承的重要性:
影响总效率:
ηTC=ηT∙ηC∙ηm
其中
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