柴油机的涡轮增压
第8章 柴油机与涡轮增压器的匹配-2013
NT NK
mTCpT (TT T0)Tm' K mkCpKT kT 1
RTT
(1
T0 TT
)Tm' K
mk
k
k 1
RT0
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1)
mT
kT kT 1
RTTT
[1
(
p0' pT
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) kT ]Tm' K
mk
k
k 1
曲线2是柴油机最低转速运行线。这时废气能量 很小，所以πk和mk都较小。Pe受到排气冒烟极限的限制 ，而且pe↑→运行线愈接近喘振线，此时应防止其穿过 喘振线而落入不稳定工作区。
曲线3是柴油机外特性线。这时保持喷油量为最大 值，随着n↓→mT↓→πk、pk↓；增压器流量随发动机转 速下降快速下降，但这时循环供油量仍保持最大值，故排 温TT较高→nTk和pk下降相对地较缓慢，此时运行线易穿过 喘振线。
三、增压参数的初步确定（图表法）
功率平衡:
mk
k k 1 RT0
k 1
k k
1
mTm
kT kT
1
RT
TTm
1
pT0 pTm
kT 1 kT
T
'
mk
式中，β——脉冲涡轮功率放大系数
K1
kT kT 1
k 1 k
k 1
压气机压比 涡轮流量
涡轮膨胀比
mTm
T FT
2 TTm RT
* pTm * T
pTm * T pTm *
2 kT
提高柴油机动力性和经济性的措施
提高柴油机动力性和经济性的措施
提高柴油机动力性和经济性的措施主要包括以下几点：
1. 优化燃油系统：燃油系统是柴油机的重要组成部分，优化燃油系统可以提高柴油机的动力性和经济性。
在燃油系统中，喷油器是最重要的部件之一，优化喷油器的结构和喷油量可以提高柴油机的燃烧效率和动力输出。
2. 采用先进的涡轮增压技术：涡轮增压技术可以增加柴油机的进气压力和进气量，提高燃烧效率和动力输出。
同时，涡轮增压技术还可以减少柴油机的排放，降低对环境的污染。
3. 采用高效的冷却系统：柴油机工作时会产生大量的热量，如果不能及时散发出去，就会对柴油机的性能产生负面影响。
因此，采用高效的冷却系统可以有效地降低柴油机的温度，提高其动力性和经济性。
4. 优化气缸结构：气缸是柴油机的核心部件之一，优化气缸结构可以提高柴油机的燃烧效率和动力输出。
例如，采用带有缸内凸轮轴的气缸结构可以提高柴油机的进气和排气效率，进而提高其动力性和经济性。
5. 使用高品质的燃料：使用高品质的燃料可以提高柴油机的燃烧效率和动力输出。
同时，高品质的燃料还可以减少柴油机的排放，降低对环境的污染。
总之，提高柴油机动力性和经济性需要从多个方面入手，包括优化燃油系统、采用先进的涡轮增压技术、采用高效的冷却系统、优化气缸结构以及使用高品质的燃料等。
只有综合运用这些措施，才能真正提高柴油机的性能和经济性。
涡轮增压器的原理使用参考资料
涡轮增压器的原理和使用目录前言一、为什么要安装增压器1、柴油机增压的原理2、柴油机涡轮增压的优点二、涡轮增压器解绍1、废气涡轮增压器的结构2、废气涡轮增压器的工作原理3、废气涡轮增压器的指标和特性4、涡轮增压柴油机和自然吸气柴油机主要区别5、柴油机和涡轮增压器的匹配三、怎样使用增压器1、增压器的安装安装前的准备安装时注意事项主要螺栓扭矩和主要配合间隙2、增压器的使用起动运转停机四、怎样维护保养涡轮增压器1、日常维护保养2、定期维护保养3、折检和调整五、怎样诊断和排除涡轮增压器的故障1、噪声异常2、振动异常3、压气端漏油4、涡轮端漏油5、压气机喘振6、轴承烧损7、转子转动不灵合8、叶轮断裂9、增压压力过低10、增压压力过高一、为什么要安装涡轮增压器1、柴油机增压的原理所谓柴油机增压，就是将进入柴油机气缸内的空气，利用一种装置予先进行压缩，提高其密度，并在供油系统的合理配合下，使更多的燃料得到充分燃烧，从而使柴油机发出更大的功率。
由于空气量增加，燃烧充分，所以还可提高柴油机的经济性和减少柴油机有害成分的排放。
根据增压方式的不同，有机械增压，气波增压及废气涡轮增压及复合增压等形式。
目前应用最普遍的是废气涡轮增压。
所谓废气涡轮增压，就是利用柴油机排出的废气，来驱动涡轮高速旋转，使空气的压力提高，从而提高了空气的密度，达到了增压、提高柴油机功率的目的。
2、柴油机涡轮增压的优点（1）提高了柴油机经济性，降低油耗率在5%--10%以上。
这是因为：●涡轮增压回收了部分废气能量，所以使有效功得到提高。
由于回收废气能量可使油耗率降低3%--4%●涡轮增压后，进入柴油机的新鲜空气温度较高。
改善了燃料的蒸发，加之空气量增加，油气混合更加均匀。
使燃烧更完善充分，从而降低了燃油耗率。
●涡轮增压后，加之柴油机功率提高，机械摩擦损失相对减少，因而使机械效率提高。
从而提高了柴油机的经济性，降低了油耗率。
（2）提高了柴油机的动力性。
柴油机涡轮增压器喘振的原因及增压系统维护保养
柴油机涡轮增压器喘振的原因及增压系统维护保养增压器喘振是压气机的固有特性，在增压器和柴油机选配上，当柴油机在高效率区运行时，一般不会发生喘振。
但当柴油机或增压器工作条件发生变化，例如当出现增压器系统空气的通道堵塞，柴油机负荷过高或过低、负荷不均或负荷突变，柴油机或增压器本身的故障等情况下，柴油机和增压器的平衡就会破坏，使工作点进入喘振区而发生喘振。
在现代柴油机和增压器的选配上，根据压气机和柴油机的配合特性，运行配合时所留的余量较小，增压器或柴油机运行工况稍有变化，极易进入喘振区而发生喘振。
增压器喘振时气流强烈颤动，压气机出口压力、气体流量大幅下降，同时引起压气机叶片强烈震动并伴有噪音，有时会产生很大的“彭彭”声。
喘振会不仅使增压器性能减低，影响柴油机的燃烧，严重时会使压气机零件和增压器轴承损坏。
因此在运行过程中尽量避免增压器发生喘振。
1. 发生喘振的具体原因、消除方法我们都知道，增压器喘振的机理是当压气机在某一小流量下工作，引起叶轮在扩压管的叶片通道内产生强烈的气流分离所致。
下面各种因素都有可能引起压气机工作在小流量和高背压工况下，从而引起喘振。
1.1 空气流通阻力的增加柴油机增压系统由柴油发动机、导气管、增压器、空气冷却器组成。
柴油机运行时，气体的流动路线是：进气滤网（包括消音器）--压气机叶轮压气机扩压管空气冷却器（中冷器）扫气箱气缸进气口（阀）气缸排气口（阀）--排气管（包括隔栅）--废气涡轮喷嘴环废气涡轮叶片烟管废气锅炉烟囱。
在上述气体流动路线中的任一环节，若因污染、变形、积炭、结垢严重或其他原因引起阻塞，就会使流阻增大，压气机的负担增加，引起压气机流量减少，背压升高，导致柴油机和增压器的联合运行工况接近喘振线而发生喘振。
其中最容易脏污的部件是进气滤网、压气机叶轮与扩压管、空冷器和废气涡轮喷嘴环、叶轮，气缸进、出口（阀）容易积炭。
（1）由于机舱的油污，装卸货和空气中的灰尘，压气机进气滤网和消音器容易脏污阻塞。
浅析柴油发动机涡轮增压器的“保健”
油发动机上所装配的涡轮增压器并不陌生。以我空 军某车辆改装厂研制的某型号机场清扫车 为例，该
型号清扫车的底盘车和产生动力源的上装发动机均 为康明斯柴油发动机，二发动机均安装有废气涡轮
增压器，涡轮增压器的安装可提高该装备的吹扫性
ｌ ８
器 的转速 高达 每 分钟 数万 转 ，并 且长 期在 排气 高温 下运 转 因此 其工 作 条件 恶劣 。许 多装 有 涡轮 增压
轴 在惯 性作 用下 仍在 高速旋 转 ，这就 容 易因 断油而 与 其轴承 烧 死 。另外 ，带 负荷运 转 的柴 油机 ，其排 气歧 管温 度很 高 ，若突 然停 转 ，该处热 量便 传 至增 压器 壳体 上 ，把 已经停 止流动 的机 油熬 煎成 积炭 。
必要时可听听欢快的音乐， 哼哼歌 曲。 长途驾驶时， 要 按规 定保 证 至少两 个 驾驶 员轮 换驾驶 。 ４ 、注意体息，加强锻炼 。驾驶员要学会 自我调 节 ，行车过程中感觉疲劳、困倦了，要及时采取措 施 ，切 不可“ 熬 一熬 ” 、“ 再 开一 会再说 ” ，要 随时停 车 ，冬 天让 冷风 吹 一吹 ，夏天 洗 把冷 水脸 、喝喝 清 凉饮料。必要时，要就地休息甚至睡一睡，待困倦 疲劳消除后 ，再继续行驶 。平时要注重身体素质的 锻炼，积极参加一些有益的体育活动，养成 良好的 作 息 时间 ，就可 以有 效预 防疲 劳 。 由于疲劳驾驶的不确定性 ， 使得交警部门对 它的预防管理非常困困难，目前只能采取加大宣传 力度 、加强特定时间的巡逻监控、强化高速公路入 口的管理 等 方法 ，没 有 立竿 见影 的预 防措施 ，所 以 对疲劳驾驶的预防归根结底还在于驾驶员本身，只 要驾驶员心中装着 交通安全和交通法规，学会 自我 提醒、自我警示 、自我调节和 自 我缓解、 自我解除 的 能力 ，并 落实到 行 动上 ．就 会 自觉抵 制疲 劳驾 车 行为，确保行车安全。
柴油机的涡轮压增压器的使用和保养
柴油机的涡轮压增压器的使用和保养柴油机的涡轮压增压器是一种非常重要的组成部分，它能够极大地增强柴油机的动力性能和燃烧效率，提高燃油利用率，减少二氧化碳和其他有害气体的排放。
因此，在柴油机的使用和保养过程中，涡轮压增压器的使用和保养显得尤为重要，以下是其主要内容。
一、涡轮压增压器的使用1. 启动前检查压力：在启动前，必须检查涡轮压增压器的油压是否正常，油压过低可能会导致磨损和故障，同时还要保证涡轮增压器的内部润滑充足。
2. 加注适合的机油：在加注柴油机机油时，必须选择适合涡轮压增压器的机油，这样可以保证涡轮增压器的正常运转和寿命。
3. 避免超负荷工作：涡轮压增压器的工作状态要注意避免超负荷工作，建议在使用过程中控制转速和负荷。
二、涡轮压增压器的保养1. 定期更换机油：涡轮压增压器在工作过程中会产生高温，导致机油的劣化和污染，所以要定期更换机油，以保证涡轮增压器的正常工作。
2. 清洁涡轮增压器：涡轮压增压器的工作状态受到环境污染的影响，为了保证正常工作，需要定期清洗涡轮增压器。
3. 避免急剧变速：在使用柴油机的过程中，应避免急剧变速，这可能会导致涡轮增压器的受损和故障。
4. 合理停车：停车时，应该让柴油机和涡轮增压器充分冷却，然后才能关掉油门和点火开关，避免产生危险。
在柴油机的使用和维护过程中，涡轮压增压器作为其中的一个重要组成部分，需要特别注意使用和保养。
只有在正确的使用和保养下，涡轮增压器才能保持良好的工作状态，提高柴油机的性能和寿命，同时也能有效减少燃油消耗和污染排放，为环保事业做出积极的贡献。
5. 定期检查零部件：涡轮压增压器的零部件在高温、高速工作环境中容易磨损或出现故障。
因此，定期对涡轮增压器进行检查和维修是必要的，包括检查液压系统、检查增压器的清洁和状态等。
6. 避免拆卸涡轮增压器：在柴油机使用过程中，涡轮增压器很少需要拆卸。
除非是由于涡轮压增压器出现故障，需要进行大修时才需要进行拆卸。
重型柴油机两级涡轮增压技术研究和探讨
ｃ ｎ ｇ ｒｔ ｎ ｈ ｒｃｅｉｔ ｎ ｄ ａ ｔｇ ｎ Ｏ ｏ ．Ｔ ｉ ｒｉｌ ｌ ｓ ａｅ ｈ ｏ ｓｉ ｄ ｏ ｅｓａ ｐ ｌ ａｉｎ ｏ ｗｏ ｓａｅ ｏ ｆ ｕ ａｉ ，ｃ ａａｔｒ ｉ ａ ｄ ａ ｖ ｎａ ｅ ａ ｄ Ｓ ｎ ｈｓａｔ ｅ ｉｕ ｔ ｔｓｔｅ ｄ ｍｅｔ ａ ｖ ｒｅ ｓａ ｐｉ ｔ ｆｔ ｔｇ ｄ ｉ ｏ ｓｃ ｃ ｌ ｒ ｃｎ ｃ ｏ
第 ６ 期 ２ １ 年１月 ０ ２ １
内燃机
Ｉ ｔｒ ａ ｍｂ ｓｉｎＥ ｇｎ ｓ ｎｅ ｌ ｎ Ｃｄ ｕ ｔ ｎ ｉｅ ｏ
Ｎｏ．６
Ｄｅ ． ０ １ ｃ ２ １
摘要 ：两级涡轮增ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ技术能够显 著提 高柴油机的升功率 ，改善柴油机低速扭矩 ，降低排放和油耗 ，因此我们特从两 级涡轮
０ 前言
在 环 境 污 染 日益 严 重 和 能 源 日益 短 缺 的今 天 ，机 动车 污染 已成为 我 国空气 污染 的重要 来源 ，
高效 、节能 、环保是发动机技术发展 的主要 目 ，涡轮增压技术可大大改善发动机的动力性 、 标 经济性 ，降低尾气中的污染物排放 。我 国现有发动 机 采用 普通 带 阀增 压器 和高压 共 轨 ，Ｓ Ｒ，Ｅ Ｒ， Ｃ Ｇ Ｄ Ｃ Ｏ 等技术可满 足 国 Ⅲ、国Ⅳ排放 标 准要 Ｏ ，Ｐ Ｃ 求 ，但已较难满足国Ｖ排放标准。纵观 国际柴油机 技 术 发 展 路 线 ，可 变 几 何 截 面 涡 轮 增 压 技 术
增压技术的原理 、结构 、特点 和优势 等几个方面展开了分析 、研究和探讨 ， 举例说 明了国内外在两级涡轮增压技术 方面的
应用 ，并结合增 压器 开发实践指 出了两级涡轮增压技术开发的过程 和步骤 。 关键词 ：重型柴油机 ；两级 涡轮增压 ；技术研究 ；国Ｖ
柴油机涡轮增压器喘振的分析及排除
交通大学成人教育学院毕业论文(设计)题目柴油机涡轮增压器喘振的原因分析及排除铁道机车车辆专业学生班级指导老师职称(务)指导单位教研室主任完成日期年月日交通大学成人教育学院毕业论文(设计)评阅书学生班级题目柴油机涡轮增压器喘振的原因分析及排除指导老师职称(务)指导单位教研室主任1.指导教师评语:签名:2.答辩委员会综合评语:经毕业(论文)设计答辩委员会综合评定成绩为:答辩委员会主任(签字):年月日交通大学成人教育学院毕业论文(设计)题目柴油机涡轮增压器喘振的原因分析及排除起止日期年月日至年月日学生班级指导老师职称(务)指导单位教研室主任日期年月日任务及要求1．在查阅分析资料的基础上确定论文研究的主要容及论文提纲2.对我国铁路东风型燃机车废气涡轮增压器喘振的原因进行分析3.探讨影响我国铁路东风型燃机车废气涡轮增压器喘振的具体原因及消除方法4.提出消除东风型燃机车废气涡轮增压器喘振的几点建议5.论文要求容详实、论据充分、条例清楚、结构严谨、有独立见解、有所创新，论文符合《交通大学成人教育学院毕业设计的要求》。
毕业设计（论文）容计：说明书（论文）16页表格0插图0 幅附设计图0完成日期年月日摘要增压是提高柴油机功率最主要、最有效的途径，随着增压压力的提高，柴油机的功率成比例提高，因此增压器一旦工作异常或发生故障对柴油机的工作性能影响很大。
经调查发现，增压器故障在柴油机故障中所占比例正在逐年增大，而其中又以增压器的喘振最为常见，且危害巨大。
本文即深入分析柴油机涡轮增压器的喘振故障，又对增压器的特性进行探讨，并且对增压器与柴油机的配合进行讨论，进而深入分析增压器喘振故障的理论原因，并给出一些实际情况中引起喘振的具体因素和相应的预防、排除方法。
关键词：柴油机涡轮增压器喘振分析排除目录第一章引言································第二章增压器喘振原因的分析················2.1喘振的机理·························2.2增压器的配合及选配··················第三章影响增压器喘振的具体原因及消除方法··3.1 系统阻力增加·························3.2 增压器或柴油机本身故障········3.3 运转中的增压器与柴油机暂时失配····3.4 机车使用时对保护增压器的要求·····第四章几点建议··············结论··················辞··················参考文献····················第一章引言柴油机的功率决定于单位时间喷进柴油机的燃油量及其转化效果(热效率)。
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1，柴油发动机带涡轮增压是什么意思？
涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。
一般我们采用的是废气涡轮增压，它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。
当发动机转速增快，废涡轮增压技术气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。
一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。
涡轮增压是发动机为提高空燃比而设计的一种增压设备。
涡轮增压器是目前发动机上配置最多的一种增压器。
它的工作原理是一根轴上有两个涡轮。
利用发动机废气支管中的涡流来驱动废气涡轮，由轴传到进气涡轮上，高速运转的涡轮把进气管中的空气压缩，从而增加了空气的密度。
提高发动机的有效功率。
发动机动力的大小与发动机充气系数的大小有关，而每种发动机的充气系数由于受到相关零件的影响，它的充气系数不是随意增大的。
普通的发动机都是利用气缸内的真空吸力把空气吸入气缸内，为了得到较高的充气系数，所以就增加了一个涡轮增压机，就是把经过滤清的空气经过增压机，压到气缸内。
常见的增压机都是废气涡轮增压机，就是利用排气管排出来的废气驱动增压机，再压缩新鲜洁净的空气充入到气缸内。
装有废气涡轮增压器的柴油发动机,要是汽车的话,欧洲大概一半小汽车是柴油版的了,不用汽油,马力耗油,排放等都比汽油机强很多增压器技术也更成熟。
2，柴油发动机涡轮增压器和汽油机的涡轮增压有什么不同？
柴油涡轮是为了提高动力，动力第一！而汽油涡轮是为了燃烧高效的同时节油，提高动力性能，两者的出发点不一样，所以一个是机械涡轮增压，一个是涡轮增压就这么简单！
首先是柴油机和汽油机，柴油机是压燃，汽油机是点燃。
然后说增压器，增压器是为了增加汽缸里面的混合气的质量，从而达到更大的功率。
而汽油机和柴油机都是可以使用增压器的。
涡轮增压和机械增压的区别在于增压器动力来源不同。
涡轮增压来自发动机排出的废气带动涡轮转动，从而带动增压器；机械增压是直接由曲轴输出，所以相对涡轮增压来说要损耗发动机的功率。
单单对涡轮增压器本身而言，这俩是完全一样的，不同的在于尺寸而已——发动机排量不一样，尺寸有调整罢了，实际情况上，汽油机的增压器尺寸较小，所要求的加工要求更高，一些新技术的应用也更必要——比如可变截面等的同时节油，提高动力性能，两者的出发点不一样，所以一个是机械涡轮增压，一个是涡轮增压就这么简单！
3，柴油机采用废气涡轮增压的目的是什么？
涡轮可以增加气缸内的空气密度,变相的增加了气缸的压缩比.就是实说同样排气量可以产生更高的功率，用废气推动涡轮转动，另一边空气涡轮跟着转动以加大空气进气压力，提高燃烧质量，涡轮高速旋转时增大进气压力，使进气在短时间内完成（没有涡轮时一般是自然吸气方式进气），这样可以提高发动机输出功率和发动机转速。
4，柴油机废气涡轮增压系统的分类及其优点是什么？
涡轮增压系统本身就是增压系统分类中的一种。
增压系统分为涡轮增压，机械增压，气波增压和混合增压。
涡轮增压的优点在于不消耗发动机功率，效率高，缺点是会有涡轮迟滞现象；机械增压的优点是没有迟滞现象，响应速度快，缺点是需要消耗发动机功率，气波增压主要用于大型发动机，不常见。
5，柴油机中废气涡轮增压机之后的虑器的作用有哪些？
中冷器的作用是通过对增压后的空气进行冷却，使空气的密度增加，进一步的压缩空气从而达到更好的增压效果．中冷器的作用是通过对增压后的空气进行冷却，（（（使空气的密度降低，））））进一步的压缩空气从而达到更好的增压效果．是使空气的温度降低让氧分子体积降低，从而使空气的密度增加！！
6，柴油机空气压涡轮增压器的旁通阀有什么作用？
所有增压器的旁通阀都是一个作用：在压力过大时对进入涡壳的废弃进行旁路排放，降低增压器的工作强度（压气机壳内压力不再继续增加）增压器工作时随着发动机功率上升进入涡壳的气流越来
越强会使得涡轮壳温度、工作压力、转子转速等数值接近甚至超过设计参数这时需要对其进行减压：旁通阀的连接位置不一定，但一般都是在发动机进气部分测量进气压力（也有负压阀，工作原理大致类似）当压力过高时轴部运动推动涡轮壳内的旁通阀门放气这部分气体不再进过蜗壳推动钢轮做功，而是直接排走，这样就减低了涡轮壳内的气体压力从而保证增压器在高负荷工况下地长期稳定工作。
所有增压器的旁通阀都是一个作用：在压力过大时对进入涡壳的废弃进行旁路排放，降低增压器的工作强度（压气机壳内压力不再继续增加）
增压器工作时随着发动机功率上升进入涡壳的气流越来越强会使得涡轮壳温度、工作压力、转子转速等数值接近甚至超过设计参数这时需要对其进行减压：旁通阀的连接位置不一定，但一般都是在发动机进气部分测量进气压力（也有负压阀，工作原理大致类似）当压力过高时轴部运动推动涡轮壳内的旁通阀门放气这部分气体不再进过蜗壳推动钢轮做功，而是直接排走，这样就减低了涡轮壳内的气体压力从而保证增压器在高负荷工况下地长期稳定工作。