增压器的选取设计增压系统，确定涡轮增压器布置方案关于增压系统的设计涡轮增压器的布置方案确定中冷器形式和结构尺寸明确中冷的作用中冷器的选择中冷器的尺寸计算增压后燃烧系统，供油系统和配气系统适应性分析与改进燃烧系统的适应性分析与改进供油系统适应性分析与改进配气系统适应性分析与改进华中科技大学文华学院毕业设计论文结束语参考文献致谢华中科技大学文华学院毕业设计论文柴油机模件式涡轮增压加中冷的研究摘要本次毕业论文的主要内容，首先是增压后功率时确定涡轮增压参数以及选配涡轮增压器。对于涡轮增压参数，般就是确定涡轮增压器供给柴油机所需的空气流量，和所需的增压压力，然后在满足选配要求的情况下选配合适的涡轮增压器，并且得出增压后的温度。其次是设计增压系统，确定涡轮增压器的布置方案，对于的系统涡轮增压器般采取旁置，涡轮的进气口直接与排气管的出口相连接，压气机的出口连接中冷器。再是确定中冷器形式和结构尺寸，对于中冷器我选着的是管壳式，利用冷却水走管程，增压空气走壳程的逆流设计。最后是对增压后燃烧系统供油系统配气系统的适应性分析与改进，其具体的分析与改进办法在后文将详细叙述。关键词空气流量增压压力旁置管壳式逆流华中科技大学文华学院毕业设计论文华中科技大学文华学院毕业设计论文前言对于柴油机涡轮增压的发展，近二十年来，涡轮增压器的研究和制造工作取得了长足进步，迅速向超高压比高效率宽流量范围等方面发展。目前单级涡轮增压器的，个别的。随着越来越高，出现了超高涡轮增压柴油机。涡轮增压器的效率也在不断的提高，从五十年代的系列的左右到九十年代的系列的以上，最大的型涡轮增压器。同时，为了满足中高速中等功率的高增压柴油机的需要，径流涡轮增压器效率也在不断提高。而随着增压比的增加，不但压气机效率有所下降，而且流量范围也在变窄，因而可以匹配的柴油机功率范围也变小。故在提高增压比的同时，应该注意采取措施拓宽涡轮增压器的流量范围。例如公司的压气机，若取其年的空气流量为，则年扩大至，年扩大至，年扩大至。但车用增压柴油机，随着增压压比的提高，低工况进气不足的问题尤显突出涡轮响应滞后不仅影响了加速性，还造成了车辆启动时排放指标的恶化，同时涡轮增压器本身的性能及可靠性也制约着涡轮增压技术的发展。当前采用新的增压系统可以解决。而新的增压系统就有高工况放气系统。高工况放气是改善车用增压柴油机低速工况的最常见措施，采用带旁通阀的增压器，其原理是按增压压力的要求通过螺旋弹簧预先压紧橡胶膜片，旦增压压力达到弹簧的预加负荷，放气阀门就打开，使涡轮内部的废气进入排放系统中。为了确保低速性能，放气点般选在发动机最大扭矩点处，柴油机在告诉工况工作时，通过旁通阀前的部分废气，以降低增压转速和压比来限制最大爆发压力。这是目前国内采用最多的方法，不足之处是由于放走了以部分废气，造成了能量损失，牺牲了增压器的效率，柴油机高工况的燃油消耗有所增加。目前，国外还采用种增压压力电子控制系统，同单纯的由压缩空气操纵的仅限制全负荷压力的控制系统相比，弹簧的预加负荷非常低，它按照增压空气温度点火提前角和燃油的特性等众多参数来进行控制，允许最佳部分符合增压压力的建立，在加速期间暂时的超高增压也是允许的，其适应性更强。低工况进排气旁通系统。进排气旁通系统的原理是当柴油机低速运行时，增压空气绕过气缸，直接进入涡轮前的排气管，由此增大气体流量，提高增压压力，这样可以避免低工况的喘振，改善发动机低速工况性能，如利用废气余热对旁通的空气加热，效果会更好，德国公司柴油机就采用了进排气旁通系统来改善低速工况性能，但该系统控制调节部分难度大，主要应用于大功率高增压柴油机。华中科技大学文华学院毕业设计论文可调涡轮喷嘴截面增压系统。可调涡轮喷嘴截面增压系统的核心技术是通过改变喷嘴环叶片的出口角来控制增压器转速，在发动机低速时，通过关闭喷嘴环减小涡轮流通截面积，使增压压力提高，从而改善发动机低速特性。发动机高速时，喷嘴环逐渐打开，涡轮流通截面积增大，使增压压力比非控制的涡轮箱压力减小。采用该系统可在不损害高工况经济性的同时，低速扭矩增大约，并可扩大低油耗率运行区，提高柴油机的加速性与使用废气放气阀相比，大大减小了高工况时涡轮效率损失。该系统在欧美日正得到广泛的应用，五十铃柴油机既采用了可调涡轮喷嘴截面增压器，盖瑞特公司公司均研制了可调涡轮喷嘴截面增压器。但般的可调喷嘴增压器均有个缺点，即为了使喷嘴叶片自由转动，需要在叶片和涡轮箱之间留有较大间隙，这就增大了涡轮的漏气损失，使增压器效率降低。公司研制的可调涡轮喷嘴截面增压器采用了享有专利的喷嘴环叶片与涡轮箱之间零间隙设计，使得柴油机在全工况范围内涡轮效率损失降至最低。该型增压器年已经进行装车试验，使发动机在部分负荷工况下燃油消耗率降低了，在高负荷低转速下燃油消耗率降低了。欧美日为了达到严格的排放法规，在增压柴油机全工况范围内进行调节，采用可调涡轮喷嘴截面增压器已成为主流。国内部分高校及研究所正在开展这方面的研究，目前尚未实现商品化。电动放气涡轮增压系统美国特博达恩公司开发的电动放气涡轮增压系统主要用来解决增压柴油机涡轮滞后现象，其原理是把带旁通阀增压器的转子总成和台电机相连接，以便来提高加速时的运转速度，从低怠速达到转矩峰速，电机带动增压器转动保证发动机的充气量当涡轮增压器转子达到足以充分向发动机充气的速度时。电机与供电系统断开。在高速工况，通过放气阀放走多余废气，以限制增压器的最高转速。该系统允许电机在发动机高速范围内成为发电机，使发电机废气中过剩的能量转换成电能，电机向电路回输电流，通过合适的电子控制装置，把电机中的电能分配给发电机有用的方面，该系统可显著改善发动机的低速特性，特别是启动性能，大大减少车辆启动时的有害排放，消除涡轮滞后，改善油耗，比较适合城市客运车辆。增压转换系统增压转换系统是指顺序增压系统及两级增压系统，主要为了解决发动机部分负荷特性问题，可在降低燃油消耗的同时功率提高约。在顺序增压系统中，通过转换阀把多个增压器并联起来，发动机低速时只有小增压器在工作中速时华中科技大学文华学院毕业设计论文小增压器关闭，大增压器打开高速时，大小增压器同时工作，以此实现低速时的高扭矩。与般增压发动机相比，采用顺序增压的发动机，可使多台增压器都处于压气机最佳效率区，使发动机在不同工况范围内有不同的最佳配合点。该系统已在公司的系列产品等机型得到了成功应用。两级增压系统可使两级增压器都运行在压气机最佳效率区。在小型车用发动机上，通过机械增压预压空气作为首级增压的方案也正在研究。此外还有超高增压系统，扫气旁通系统及谐振复合增压系统等，这些在中小功率车用柴油机上应用不多。对于涡轮增压技术发展的未来。涡轮增压技术的发展与柴油机未来发展的要求密切相关，主要服从于未来的排放法规要求和进步降低燃油耗。涡轮增压系统应有更高的热效率在增压系统与发动机的匹配上有可能采用电子模糊控制系统，使增压系统与燃油系统在发动机全工况内实现最佳匹配，对车用涡轮增压器将要求尺寸更少，质量更轻，效率更高，同时要求增压器有良好的可靠性，并可按发动机工况要求进行调节。本次设计的任务内容本次毕业设计的内容分为四步增压后功率，确定涡轮增压参数，选配涡轮增压器设计增压系统，确定涡轮增压器布置方案确定中冷器形式和结构尺寸增压后燃烧系统，供油系统，配气系统适应性分析与改进。涡轮增压参数确定与涡轮增压器的选配柴油机原始参数主要规格和技术经济指标如下气缸数气缸直径活塞行程压缩比活塞总排量额定转速额定功率持久功率工作转速范围空车最低稳定转速燃油消耗率克瓦﹒小时华中科技大学文华学院毕业设计论文机油消耗率克瓦﹒小时平均有效压力活塞平均速度最大扭矩气缸发火顺序曲轴旋转方向面向飞轮端看逆时针柴油机净重公斤涡轮增压参数计算基本参数的选取过量空气系数的选取对于增压中速四冲程柴油机。但值小，往往会引起柴油机燃烧不完全，气缸热负荷增大，排气温度增高，热效率下降等。而值大则与上述情况正好相反。增压柴油机采用较高的值是为了降低热负荷，用更多的空气以扫气的方式带走燃烧室部件的热量。所以综合考虑选取扫气系数的选取增压后柴油机进气管压力大于排气管压力，有时进排气门叠开期加大，若排气压力波组织合理，扫气效果更佳。因此，增压后的扫气质量改善，扫气系数大于。对于般增压四冲程柴油机，增压后扫气系数。增压后扫气质量提高，则扫气系数较非增压降低。增压后扫气系数取为。燃油消耗率的选取增压后指示效率和机械效率均会提高，则增压柴油机的燃油消耗率般可较非增压柴油机降低甚至更多。取，则燃油消耗率﹒充量系数的选取充量系数是表征实际换气过程完善程度的个重要参数。增压后，固然缸内温度升高，但增压空气温度升高的更多，使缸盖缸壁活塞顶与新鲜充量的温度差减小，进气压力较高。这均使增压后的充量系数较非增压的高。般增压高速四冲程柴油机，有扫气的情况下的充气系数为，则取其为。空气流量的计算涡轮增压柴油机所需的空气量可按下列公式计算其中增压后油耗率增压后功率利用式计算得空气流量华中科技大学文华学院毕业设计论文增压压力的计算增压压力增压后有效功率其中气缸数气缸工作容积平均有效压力工作转速冲程系数，对于四冲程为，对于二冲程为。其中柴油机进气温度，般增压四冲程柴油机，取。充量系数。其余参数见开头选取值。利用式算得增压后平均有效压力，再带入式求的，将带入式得。即增压压力，则增压比。增压空气温度计算增压空气温度其中环境温度，取增压比，，为环境压力压气机效率，般，取。增压比。则由式算得增压空气温度，即。涡轮增压器的选取涡轮增压器的