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大功率涡轮增压器结构设计【3张图纸】大功率涡轮增压器结构设计【3张图纸】 -- 40 元

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大功率涡轮增压器结构设计说明书.doc
封面.doc
文献综述封面.doc
涡轮增压器.dwg
涡轮增压器叶轮.dwg
涡轮增压箱体.dwg
编号:201404192143452698       格式:RAR    上传时间:2014-04-19
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大功率 涡轮 增压 结构设计 图纸
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大功率涡轮增压器结构设计

36页 16000字数+说明书+文献综述+3张CAD图纸【详情如下】

大功率涡轮增压器结构设计说明书.doc

封面.doc

文献综述封面.doc

涡轮增压器.dwg

涡轮增压器叶轮.dwg

涡轮增压箱体.dwg


 摘  要

   涡轮增压器能在发动机排量不变的情况下,提高其动力性能,降低尾气排放,最初主要用于柴油发动机。最近,汽油发动机也越来越多地安装了涡轮增压器。Turbo,即涡轮增压,简称T,最早时候由瑞典的萨博(SAAB)汽车公司应用于汽车领域。现在很多人都知道了,涡轮增压简称TURBO,如果在轿车尾部看到TURBO或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。这些汽车的发动机工作,是靠燃料在发动机气缸内燃烧作功,从而对外输出功率。在发动机排量一定的情况下,若想提高发动机的输出功率,最有效的方法就是多提供燃料燃烧。然而,向气缸内多提供燃料容易做到,但要提供足够量的空气以支持燃料完全燃烧,靠传统的发动机进气系统是很难完成的。 关键字:涡轮增压;气缸内燃烧;燃料


目录

1.涡轮增压概述1

1.1涡轮增压器的背景1

1.2涡轮增压器产业的技术发展2

1.3涡轮增压器原理3

2涡轮增压器压气机结构设计6

2.1 压气机的结构6

2.1.1进气道6

2.1.2压气机叶轮6

2.1.3扩压器7

2.1.4压气机蜗壳7

2.2 压气机的主要工作参数8

2.2.1设计的原始数据8

2.3离心式压气机的结构设计8

2.3.1进气道9

2.3.2导风轮的初步设计9

2.3.3叶轮(工作轮)的初步设计12

2.3.4扩压器的初步设计15

2.3.5其他参数设计计算16

2.3.6对初步设计进行校核16

3涡轮结构设计18

3.1涡轮结构18

3.2工作轮结构设计19

3.3相关参数设计20

3.3.1设计的原始数据20

3.3.2废气在单级涡轮内的膨胀过程及效率20

4涡轮增压器主轴轴承以及其它装置的研究24

4.1涡轮增压器主轴24

4.2涡轮增压器主轴轴承24

4.3涡轮增压器主轴轴承的润滑和冷却系统25

4.4涡轮增压器密封和隔热系统26

5 经济性分析27

6.总结28

致谢 29

参考文献30


2 涡轮增压器压气机结构设计

2.1  压气机的结构

   离心式压气机结构由进气道、叶轮,扩压器和压气机蜗壳等部件组成。

2.1.1 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,其通道为渐缩形进气道可分为轴向进气道和径向进气道两种基本形式:轴向进气道,气流沿转子轴向不转弯进人压气机,其结构简单、流动损失小。中、小型涡轮增压器多采用这种结构;径向进气道的气流开始是沿径向进人进气道,然后转为轴向进人压气机叶轮其流动损失较大一般仅在轴承外置的大型涡轮增压器或空气滤清器等装置的空问布置受限时.才采用这种形式。

2.1.2  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口压气机叶轮分为导风轮和工作叶轮两部分.中、小型涡轮增压器两者做成一体,大型涡轮增压器则是将两者装配在一起。导风轮是叶轮人口的轴向部分,叶片人口向旋转方向前倾,直径越大处前倾越多,其作用是使气流以尽量小的撞击进人叶轮。根据叶轮轮盘的结构形式,压气机叶轮可分为开式、半开式、闭式、星形等形式。开式叶轮没有轮盘,流动损失大,叶轮效率低,且叶片刚性差,易振动口闭式叶轮既有轮盘又有轮盖,流道封闭,流动损失小,叶轮效率高;但结构复杂,制造困难。半开式叶轮只有轮盘,没有轮盖,其性能介于开式和闭式之间。但其结构较简单,制造方便,且强度和刚度都较高,在祸轮增压器中应用广泛。星形叶轮是在半开式叶轮的轮盘边缘叶片之间挖去一块,减轻了叶轮质量,从而减小了叶轮应力,并保持一定的刚度,因此能承受很高的转速,多在小型涡轮增压器中应用 按叶片的长短,压气机叶轮还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,但对于小直径叶轮,进口处气流阻塞较为严重。因此,小型涡轮增压器中多采用长短叶片叶轮。.

   根据叶片沿径网的弯曲形式,压气机叶轮又可分为前弯叶片叶轮、后弯叶片叶轮和径向叶片叶轮等,前弯叶片叶轮的叶片沿径向向旋转方向弯曲。这种叶轮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,这就要求空气的动能更多地要在扩压器和蜗壳中转化为压力能。因为扩扭器和蜗壳的效率比叶轮低,因此压气机效率低,涡轮增压器中不采用这种叶轮口。

   径向叶片叶轮的叶片径向分布,不弯曲。这种叶轮的压气机效率比前弯叶片就高,比后弯叶片的低由于其强度和刚度最好,能承受较高的圆周速度,从而在此前增压比较低的涡轮增压器中得到较多应用。后弯叶片叶轮的逆旋转方向弯曲,虽然它的作功能力小,但空气压力的提高大部分是在叶轮巾完成的。这种叶轮由于压气机效率高,应用也较多 前倾后弯式叶轮(也称后掠式叶轮),其叶片沿径向后弯的同时还向旋转方向前倾,这种叶轮不仅压气机效率高,而且高效率范围宽户,近年来在布用柴油机涡轮增压器上受到了重视和应用。

2.1.3  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。扩压器的效率是动能实际转化为压力能的转化量和没有任何流动损失的定墒过程动能转化为压力能的转化量之比,扩压器效率对压气机效率有重要的影响按扩压器中有无叶片,可分为无叶扩压器和叶片扩压器。

   无叶扩压器是一环形通道气流在扩压器中近似沿对数螺旋线的轨迹流动.即气流流动迹线在任意直径处与切向的夹角幕本不变。由十这一特点气流的流动路线r-.流动损失大,效率低,书压器出口流通面积小.扩压能力低,在同样的扩压能力下,扩压器出口直径较大但无叶扩压器流量范匡宽,结构简单,制造方便,在经常处于变丁况运行的小型涡轮增压器上得到广泛应用。

   叶片扩压器是在环形通道上加有若干导向叶片.使气流沿叶片通道流动。由于气流的流动路线短,流动损失小,故效率高。民叶片构造角沿径向增大,使气流的流通面积迅速增大,因此扩压能力大。尺寸小但当流量偏离设计工况,叶片人口气流角不等十叶片沟造角时.将产牛撞击损失,使效率急剧下降。在丁况范围变化不大的大、中刑涡轮增压器上,常采用无叶扩压器和叶片扩压器的组合形式。气流先经过无叶扩压器,再进人叶片扩压器.气流的动能主要在叶片扩压器中转变为压力能。叶片扩压器叶片的形式较多,图z6示出r常用的三种其中,平板形叶片和圆弧形叶片两种扩压器制造简单,但性能较差,在增压比较低、系列化生产的涡轮增压器中应用较多机翼形叶片扩压器流动损失最小,压气机变丁况性能相对较好,但制造较为复杂,多在增压比要求较高的涡轮增压器中被采川,近年来有应用越来越多的趋势。2.2  压气机的主要工作参数

2.2.1  设计的原始数据

   设计选择4100型柴油机

   D=100(mm),S=118(mm),  =3.856(L);

   发动机过量空气系数=1.7;

   容积系数=0.98;

   扫气系数=1.02;

   扫气过量空气系数==1;

   压气机的主要工作参数是增压比、效率、流量和转速。通常以增压比为纵坐标,流量为横坐标,转速为参变数,并以等效率线绘制压气机的特性曲线,从而可方便地看出各种工况下,压气机各主要工作参数的相互关系。

1)增压比:增压比是压气机出口压力和进口压力之比。增压比是压气机最主要的工作指标,也是对压气机提出的基本要求。压气机的增压比主要是在工作轮和扩压器中获得的。离心式压气机工作压力的提高,主要靠离心力作用产生。离心力与工作轮外径处的圆周速度的平方成正比,而且在理想情况下,工作轮能加给空气的最大功也与工作轮外径处的圆周速度的平方成正比。因此,选用高强度的材料制造工作轮,可


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youku上传于2014-04-19

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