增压匹配计算
增压器匹配
0,6
0,5
Pressure ratio = 1.71
0,4
0,3
1200 rpm
0,2
0,1
2,5
3
TC Simplified Model - Max. Torque
Turbine Discharge Coefficient = Aeffective/Ageom≅ 0.1413
Effective Area
5
TC Simplified Model - Basic Equations Turbine Efficiencies 涡轮机效率:
ηTTT =
T03 − T04 = T03 − T04 S
T04 1− T03 p04 1− p 03 T04 1− T03
κ −1 κ
13
TC Simplified Model - Max. Torque
Load the model “ TC_simple_basic.bwf” and store it as “TC_simple_1200.bwf”
14
TC Simplified Model - Max. Torque
1200rpm为 最大扭矩点
18
TC Simplified Model - Max. Torque
19
TC Simplified Model - Max. Torque
20
TC Simplified Model - Max. Torque
21
TC Simplified Model - Max. Torque
Mass flow = 0.2922kg/s Temperature = 297.7K p0= 0.09519Mpa => Corrected mass flow = 52.96kg*sqrt(K)/(s*MPa) Pressure ratio = 2.3
104_某柴油机增压器匹配计算__江淮汽车_高东东
某柴油机增压器匹配计算高东东，王军（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽省合肥市230601）[摘要] 利用A VL BOOST软件对某款涡轮增压中冷柴油机进行增压器匹配选型。
通过计算模型的标定，计算结果和试验数据吻合较好，证明计算模型的准确性。
在标定模型的基础上，提高目标扭矩，基于相同的全负荷和增压比，计算增压器1和2的匹配效果。
计算结果表明，增压器1的匹配效果明显优于增压器2，建议选用增压器1匹配新机型。
关键词：柴油机，增压器匹配，模型标定主要软件：A VL BOOSTTurbocharger Matching Calculation of A Diesel EngineGao Dongdong, Wang JunAnhui Jianghuai Automobile Co.Ltd, Anhui Hefei 230601[Abstract] Turbocharger matching and selection for a turbocharged and intercooled diesel engine were done by A VL BOOST software. By calibrating the calculation model, the calculated results had good agreement with the test data, which verified the accuracy of calculation model. On the basis of the calibration model, to boost target torque, matching effects of turbocharger 1 and turbocharger 2 were calculated based on same full load and pressure ratio. The calculation result indicated that matching effect of turbocharger 1 was better than turbocharger 2, so turbocharger 1 is typically recommended to match new model.Keywords: Diesel engine, Turbocharger matching, Model calibrationSoftware: AVL BOOST1引言涡轮增压系统是发动机领域内强化升功率、改善燃油经济性、降低排放和恢复发动机高原动力性的有效技术措施[1-2]。
增压器与柴油机的匹配计算
增压器与柴油机的匹配计算摘要发动机与增压器的匹配是否良好，对发动机的运行起着十分重要的作用。
本文主要的内容是用计算出发动机与增压器匹配的最佳运行点。
总结出各种匹配的要求和匹配不好的原因。
1. 增压参数的确定为了保证发动机与增压器的良好匹配，即达到预定的增压发动机各项性能指标，首先要正确确定增压参数。
增压参数主要有：1）增压压力K p 或压比K π；2）空气流量A m （Kg/s ）或容积流量V m （m³/s ）；3）涡轮前废气平均温度T t ；4）大气压力0p 和大气温度0t 。
增压参数中最重要的是通过计算正确确定流量A m 和压比K π。
如果流量A m 选择不当，不但使增压器与发动机匹配不好，更重要的是涡轮流通能力确定不当，从而导致增压压力K p 远离设计值。
而K π根据A m 计算得出，如果A m 确定不合适，将导致K π有较大的偏差。
正确确定K p 或K π也很重要，如果K p 选的过低，将造成达不到预定的增压发动机功率和出现发动机排气温度T t 过高的后果；如果K p 选的过高，又会导致过高的发动机最大爆发压力max p 以和增压器过高的转速。
在不同的地方大气压力0p 和大气温度0t 也是不相同的，这要根据当地的情况来决定，一般情况是取标准值。
[]81.1 用计算法确定增压参数增压后发动机所需要的空气流量A m （即压气机流量K m ）为K m =03600L g N s e e ⋅⋅∂⋅⋅η Kg/s (1—1) 式中 e g ——燃油消耗率，Kg/（Kw.h ）；∂——过量空气系数；s η——扫气效率。
另外，对四冲程发动机K m 又可表示为：s v K h K v n m ηηρ⋅⋅⋅⋅⋅=1201 (1—2) 式中 n ——发动机转速，r/min ；v η——发动机容积效率。
故压气机出口的空气密度：sv h K K v n m ηηρ⋅⋅⋅⋅=120 (1—3) 以式（2—1）求得的K m 代入式（2—3），即可求得K ρ。
涡轮增压技术及算法详解
涡轮增压技术103这篇文章涉及较多的涡轮技术，包括描述压缩机的部分特性曲线图、计算发动机的增压比和空气质量流量，怎样在特性曲线图上绘制点来帮助你选择合适的涡轮增压器。
把你的计算器放在手边吧。
一压缩机部分特性曲线图[1]压缩机特性曲线图是详细描述压缩机压缩效率、空气质量流量范围、增压性能和涡轮转速等性能特性的一种图表。
下面展示的是一幅典型的压气机特性曲线图：[2]增压比增压比（）被定义为出口处绝对压力除以进口处绝对压力注：=增压比、P2c=压气机出口绝对压力、P1c=压气机入口绝对压力[3]在压气机入口和出口处使用绝对压力为计量单位非常有必要，一定要记住绝对压力的基础是14.7磅/平方英寸（在这个单位下“a”代表绝对压力）这被称为标准大气压力和标准情况。
[4]表压即计示压力（在计量单位为磅/平方英寸下“g”代表表压力）测量的是超过大气压力的大小，所以表压力在大气压力下应该显示为“0”。
增压表测量的岐管压力是相对于大气压力的，这就是表压力。
这对于决定压缩机出口处的压力是非常重要的。
比如说增压表上读出的12磅/平方英寸意味着进气歧管的压力高于标准大气压力12磅/平方英寸。
即：歧管压力26.7磅/平方英寸=12磅/平方英寸（表压力）+14.7磅/平方英寸（标准大气压力）[5]这个条件下的增压比就能计算了：（26.7磅/平方英寸[绝对压力]）/14.7磅/平方英寸（标准大气压力）=1.82[6]然而这是在假定压气机入口处没有空气滤清器影响的情况下[7]在决定增压比的时候，压气机入口处的绝对压力时常比环境压力小，特别是在高负荷时。
为什么会这样呢？因为任何对空气的阻碍（这其中就包括空滤器管道的限制）都会对进气造成压力损耗，在决定增压比时，压气机上游的损耗都需要被计算。
这种压力损耗在某些进气系统上可能达到或超过1磅/平方英寸的表显压力。
在这种情况下压气机入口处压力应该如下取值：压气机入口绝对压力=14.7psia – 1psig = 13.7psia[8]带入最新的入口处压力进行增压比计算应该是下面这样(12 psig + 14.7 psia) / 13.7 psia = 1.95.[9]以上计算方法很好，但是如果你不是在标准大气压下呢？在这种情况下，在计算工式中简单地用真实的大气压力替代标准大气压力14.7psi能够使计算更精确。
高层建筑消防水箱常用的两种增压设施的设计计算浅析
要 求 ， 时 应 设 置 增 压 设 施 。 计 中常 采 用 的 增 压 形 式 有 据 经 验 一 般 取 ００ ＇ ０Ｉ ＭＰ 。 停 止 增 压 泵 的 上 限 压 力 此 设 ．５１ ． ， Ｏ ａ则 两种 ， 是设 置增压泵 ， 一 二是 设 置 气 压 水 罐 。 为 ： Ｈｍａ ： Ｈｍｉ ＋ ００ ＝ ０２ ５ＭＰ ） ｘ ｎ ．５ ．２ （ ａ
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增 压 设 施
李 世 英
１， ／ 建 表 ．— 介 绍 了 解 决 高 层 建 筑 消 防 水 箱 压 力 不 足 常 水 枪 流 量 为 ５ ｓ 查 《 筑 给 水 排 水 设 计 手 册 》 ２ １ ３ 得 ：水 枪 喷 嘴 流 量 为 ５／， 实 水 柱 为 １ ｍ 时 所 需 的 压 力 １ 充 ｓ ２ 用 的 两 种 增 压 措 施 的 工 作 原 理 ， 举 例 计 算 说 明 了 两 种 增 ．７ ａ 压 措 施 的 计 算 内容 与 计 算 方 法 ，对 两 种 增 压 方 式 的优 缺 为 ０ １ ＭＰ 。 ｈ 一 水 龙 带 的 水 头 损 失 。 选 用 ＤＮ６ ｍｍ， ＝ ５ 的 ５ Ｌ ２ｍ 点 进 行 了 比 较 ， 出 了设 计 中 选 用 增 压 方 式 的 原 则 。 提
工 程 实 践 中得 到 广 泛 应 用 。 其基本工作过程 如下 图 （ ） 示 ： 一 所 ２１ 工 作 原 理 ．
栓 压 力 的要 求 ， 时 起 动 消 防 泵 。为 了 防 止 消 防 泵 的误 动 此 作 ， Ｈｍｉ 由 ｎ下 降 至 Ｈｘ一 般 取 ５ １ ｍ 水 柱 。 即 ：Ｈｘ ＝ — ０
提 要
关建词
法 比较
增 压措 施
增压器、调压阀计算
表压 注:8h连续供气
注:Cp=（Cp1+Cp2）/2
使用说明： 1.黄色单元格内参数需手动输入； 2.蓝色单元格内参数是计算的结果 3.此调压阀计算只适用于安装在液相工况
密码00000
液态二氧化碳差值计算
压力1.9449 2.10来自2.6174ρL
1082
1059.375 983.9
贮罐正常使用压力： 用气量： 计算条件 最低环境温度 相对湿度 增压器翅片管规格φ 介质 增压器汽化量：PBC=用气量/（ρL/ρV-1） ρL-----正常使用压力下，饱和液体的密度 ρV-----正常使用压力下，饱和气体的密度 ρ -----标况下，气体的密度 需汽化的液氮的质量：m=ρ×PBC/3600 过冷态到饱和态单位时间内吸收热量：Q1=Cp×m×Δt 介质在过冷态时温度T1 介质在过冷态时定压比热Cp1 介质在正常使用压力时温度T2 介质在正常使用压力时定压比热Cp2 所需翅片长度L1=Q1×1000/(k1×ε×Δtm) 自增压器 k1-----传热系数 能力计算 ε-----翅片管比表面积 平均温差Δtm=(t1-t2)/[ln(t1/t2)] t1------介质在过冷态时温度差 t2------介质在正常使用压力时温度差 吸热变成蒸汽所需吸收热量(汽化热)：Q2=m*q 介质在正常使用压力时的汽化潜热q 所需翅片管长度L2=Q2×1000/(k2×ε×Δt×η) k2-----传热系数 Δt------介质在正常使用压力时温度差 η-------换热效率 需翅片管长度L=L1+L2 增压器的换热面积S
在所选增压器对应能通过的气体转换成的液体量V1
2.00 50 -10 85% 200
LCO2 3 1059.38 55.44 1.977 0.0017 0.016 233 0.83 255.31 0 0.003 240.76 1.44 16.39 30 7.69 0.53 311.36 16.794 3 7.69 0.95 16.8 24.2
涡轮增压器的计算
第42页/共61页
4.5涡轮特性的计算方法
4.5.1简化解析式
可用简单的数学公式表示涡轮特性，从而便于在计算机中的 存储和调用。
T T max
0
2
2
0
2
T T max
a
0
2
0
288.15 T1
第17页/共61页
4）等熵效率 定义：指气体由状态1（p1，h1）压缩到状态2 （p2，h2）时
等熵压缩功与压气机实际消耗的总功之比，即：
k
h2s h1 h2 h1
cp T2s cp T2
T1 T1
T1
p2 p1
k 1
k
1
T2 T1
第18页/共61页
还可以用无因此参数ψ作为压气机结构及流动完善程度的指标， ψ称为压力系数，其定义为：
mcor T0 mk T1
p0
p1
Vcor V1
T0
T1
由此的折算流量为：
mcor
mk
p0 p1
T1 T0
101325 mk p1
T1 288.15
Vcor V1
T0 T1
V1
288.15 T1
第10页/共61页
d.流量系数 压气机的通流能力还可以用无因次参数φ表示：
V1 A2 u2
2
p1
p10
mk mk 0
第5页/共61页
如果忽略压力损失，
k
p2 p1
pE p0
第6页/共61页
2）流量
表示压气机的通流能力，有以下几种表示形式：
低速船用柴油机与涡轮增压器的匹配
废气涡轮增压技术是提高船用柴油机功率、降低燃油消耗率和减少排放的一项重要措施。
船用柴油机废气涡轮增压器是在某一确定的静态条件下设计的，当投入营运时随着环境条件的变化，必然会引起涡轮增压器性能的改变，出现诸如增压器工作不稳定、压气机出现喘振、废气涡轮出现阻塞、柴油机排气温度过高等现象，导致柴油机达不到预期的增压效果。
因此，柴油机与增压器的匹配是否良好，对柴油机的运行起着十分重要的作用。
一、WinGD低速柴油机与涡轮增压器的性能匹配所谓柴油机与增压器的匹配，严格来说应该是柴油机与增压系统的匹配,即柴油机和增压器的空气压力、流量等参数的合理匹配，使柴油机的性能（油耗率、排气温度、排放物等）达到最优。
WinGD公司要求所有不同额定功率转速点的柴油机都要进行增压器匹配试验，同时该匹配试验需在额定转速功率点进行。
5RT-flex50-D柴油机是WinGD公司推出的新型二冲程、单作用、可逆转、废气涡轮增压器、低速超长冲程船用低速柴油机，该柴油机与涡轮增压器性能匹配主要目的是使柴油机在不同工况下运行均能达到所需的扫气压力、增压器效率、工作在喘振裕度范围内，以确保船舶的安全运行。
1、增压器性能参数的换算（1）参考条件WinGD船用柴油机设计工况及参数计算是根据ISO3046标准确定的，进行增压器性能匹配所测的数据均须转换为ISO工况条件后再进行参数对比调节。
ISO标准工况参数如下:空气进口温度: T1≈25℃淡水冷却剂: t1≈35℃淡水冷却的扫气温度: T2=29℃海水冷却剂:t2≈35℃海水冷却的扫气温度: T3=25℃CMCR工况排气背压:P1=300mmWG≈300Pa（2）ISO工况下扫气压力p值根据5RT-flex50-D型柴油机调试指南要求，调整好爆压和NOX排放，然后再调节扫气压力。
额定扫气压力取决于柴油机额定功率点平均有效压力，各额定功率转速点ISO工况要求的额定扫气压力值参照WinGDR-Tuning软件中数值，R-Tuning软件标定了WinGD5RT-flex5O-D柴油机在ISO工况下所有功率转速点所要求的各项性能参数值。