柴油机涡轮增压器设计

中南大学学士学位论文柴油涡轮增压器设计CENTRAL SOUTH UNIVERSITY本科毕业论文(设计)柴油机涡轮增压器的设计学生姓名指导教师教授研究所能源科学与工程学院专业课完成时间年6月5日53柴油机涡轮增压器的设计要点：近年来，随着全球汽车产业的快速发展和汽车所有权的快速增长，我们开始面临石油资源短缺、环境污染等一系列问题。涡轮增压器是利用废气提高发动机动力的装置，大大增加发动机的动力，同时有助于减少燃料消耗，减少排放。因此，目前柴油机大规模配备涡轮增压器，也有成为柴油机标准配置的趋势。经证明，使用增压器后，柴油机的有效功率可以降低30%到50%，油耗可以降低约5%到10%，这是节能的优势。本文通过DK4B柴油机涡轮增压器的匹配计算，选择了JP50B3涡轮增压器作为试验模型。在此基础上，利用湖南天地台有限责任公司的实验台架，对JP50B3型涡轮增压器进行了压缩机特性实验和联合运行实验。实验结果显示，增压后DK4B柴油机的最大有效功率增加了34.9%。实践证明，利用计算辅助涡轮增压器匹配的理论，可以大大减少工作量，缩短匹配周期。涡轮增压器对提高柴油机性能起着非常重要的作用。关键词：汽车；柴油机；涡轮增压器；一致；一致。the turbo charger matching design and experiement research of dk4b dieselAbstract: nowin，with the sharp increase of vehicle in use，People are facing a series of problems such as the lack of oil and the pollutionsas a machine for improving power per liter，The turbo chargers can not only increase The power performance And emission performance of vehicletherefore turbo charger has a great advantage in energy-saving。the calculation for dk4b diesel Engine turbo charger matching was done in this disserstation，and according to the results，the jp50b3 turboafter that，Two experiments of jp 50 B3 turbo charger using the test-bed of Hunan tiaonyan machinery co .ltd . were introducted . the Two experimentsthe results showind that the eff Ctive power of dk4b diesel engine is increated by 34.9% after equiped with the jp 50 B3 turbo charger。therefore it proves that the method can help choos Ing turbo chargers for diessels and make the process simpler。and the performance of diesel is improved greatly with turbo charger。Keywords : vehicle、diesel engine、turbo charger、matching列表摘要和关键字.IAbstract and keywords.ii单线程理论11.1涡轮增压技术研究背景11.2涡轮增压技术简介11.3本论文的目的和意义21.4本论文的主要内容32文献复习52.1涡轮增压技术研究52.1.1国内涡轮增压器产业现状52.1.2国外涡轮增压器产业现状52.1.3涡轮增压器新结构的研究62.1.4高原地区电力恢复研究82.2.5涡轮增压问题92.2发动机涡轮增压器匹配研究现状92.2.1国内匹配模拟研究92.2.2国内匹配实验研究102.2.3国外匹配研究现状112.3涡轮增压器试验台研究现状122.4本章摘要143柴油机涡轮增压器匹配方法153.1涡轮增压器的结构和工作原理153.1.1离心压缩机153.1.2径流涡轮163.2柴油机涡轮增压器匹配原理163.2.1柴油机和压缩机匹配163.2.2柴油机和涡轮匹配183.2.3压缩机和涡轮匹配193.2.4柴油机和涡轮增压匹配203.5本章摘要204涡轮增压器匹配设计计算224.1压缩机设计点增压参数计算224.1.1设计工作和原始资料224.1.2选择设计点224.1.3确定助推器参数234.2离心压缩机设计点热计算244.2.1已知计算参数244.2.2选择参数244.2.3压缩机热力计算254.3压缩机设计点匹配294.4径流式水轮机设计点热力计算304.4.1已知计算参数304.4.2选择参数314.4.3涡轮热计算314.5涡轮模型选择364.6涡轮增压定型观念364.7本章摘要375柴油机涡轮增压实验385.1压缩机性能实验385.1.1增压器性能实验简介385.1.2压缩机实验装置和方法395.1.3实验原始数据415.1.4绘制压缩机特性曲线435.2柴油机联合运行特性实验465.2.1柴油机联合运行特性实验简介465.2.2联合运行特性实验数据处理和匹配475.3本章摘要506全文摘要516.1主要结论516.2今后能做的事52参考文献53审计57附录JP50B3涡轮增压组件示意图(CAD，1#)实习报告单线程理论本章主要介绍涡轮增压技术的研究背景，详细介绍涡轮增压技术的开发过程以及涡轮增压技术的作用和原理，并给出本文的主要研究内容。1.1涡轮增压技术研究背景100多年前已经有人希望通过采用提高进气密度的方法在同一时间燃烧更多的燃料来提高发动机的功率。1926年，世界上第一台增压引擎在瑞士诞生，Alfred J.Buehi博士用废气涡轮增压器制造了这台引擎。但不幸的是，这种助推器引擎在扭矩和功率上没有出现重大变化，迅速脱离了人们的视线。汽车涡轮增压器技术发展回顾、现状及展望J。小型内燃机和摩托车，2007，36(1)333636666-69。直到20世纪40年代后期，这种情况发生了变化，优格式涡轮增压器与汽车发动机一起成功应用，涡轮增压器提高发动机动力的重要技术再次被研究。20世纪60年代中期，欧美将涡轮增压器这一技术大规模应用于柴油机，取得了良好的效果。随后几十年计算机辅助设计的普及，机床精度的提高，涡轮增压器的性能大大提高，特别是CNC机床的出现，保证了更加复杂的叶加工。压缩机叶轮在使用向前倾斜的叶片后，效率比以前提高了7-10%。目前涡轮增压柴油机已成为中型和中型商用车的首选动力，涡轮增压技术已成为主要发动机技术，成为提高柴油机动力、经济性和排放性的重要方法之一柳云。车用柴油机技术现状及发展趋势J。潍坊大学学报，2005，5 (4) :585-87。随着环境压力的增大，越来越严格的排放法也迫使汽车生产企业对技术研发进行投资，这就成为涡轮增压技术及其他高科技内燃机技术发展的强大推动力。可以说，目前涡轮增压技术正处于前所未有的黄金时期。我国开始生产涡轮增压器是在50年代中期。经过几十年的积累和发展，我国涡轮增压器的生产也已经具备了初始规模。特别是近年来，涡轮增压器在我国发动机市场的比重迅速增加，涡轮增压器同时应用于柴油机和汽油发动机，从小型轿车到大型商用车，涡轮增压器的样子引人注目。我们西部广阔的高原地区，处理内燃机动力装置的机器也必须具备增压系统。增压技术成为内燃机在高空应用的先决条件。高原柴油机涡轮增压技术研究D。武汉：华中科技大学，2004年。1.2涡轮增压技术简介各种动力装置，尤其是车辆用内燃机，一直追求用更小、更轻的引擎输出更强的动力。小型装置不仅为车辆布局提供了更多的选择空间，还减少了车辆的自重和燃料消耗。涡轮增压器技术与涡轮同轴连接，构成涡轮增压器，涡轮在排气能量的推动下旋转，驱动压缩机工作，实现进气增压器。内燃机用废气涡轮增压器系统由称为进排气管、中冷器、涡轮增压器的部件组成。涡轮增压器系统可以根据排气能量使用方式分为压力和脉冲两种形式。内燃机学M。北京：机械工业报道，2010年。一般来说，评估引擎强化程度的指标上升力NL可以表示为：(1-1)类型(1-1)中Pe的平均有效压力；N引擎额定速度，r/min；发动机行程系数。如(1-1)所示，确定笔划系数后，有两种方法可以提高上升力。也就是说，提高平均有效压力Pe，发动机额定速度n主多神。涡轮增压器和涡轮增压器M。北京：机械工业出版社，1992年。通常，转速n的增加可能会受到以下限制：汽缸内燃料燃烧不足、体积效率和机械效率明显下降、零件磨损严重、寿命显着缩短、发动机振动和噪音增大等。柴油机的速度提高更为有限，普通中型高速柴油机的速度不会超过4000r/min。那就只剩下提高平均有效压力Pe的路了。幸运的是，如果Pe增加，引擎热负载和机械负载不会成比例增加，因此Pe可能会有更多的空间。研究结果表明，作为理想空燃比燃烧单位体积的燃料时，应储备燃料体积约为10000倍的燃烧空气。对于气缸体积有限的往复式内燃机，可以看出缸内的大部分体积被空气占据，燃料只是很小的一部分。因此，自然吸入的内燃机可以轻松增加喷射到汽缸的燃料量，但不容易适应相应空气燃烧的巨大空气体积成为亟待解决的问题。根据该分析，增加柴油机空气供应的问题得到了解决，实际上提高柴油机平均有效压力的问题也得到了解决。增压技术是这个问题的完美答案。在空气进入气缸之前加压，提高空气密度，就能在有限的气缸体积内燃烧尽可能多的空气。通过压缩发动机排气中包含的能量来压缩吸入器的废气涡轮增压技术是目前应用最广泛的涡轮增压技术之一王铁宁。涡轮增压中冷系统与柴油机匹配的研究D。天津：天津大学，2007年。1.3本论文的目的和意义柴油机的大种类柴油机广泛用于船舶动力、车辆动力、发电、农业灌溉等方面，在汽车动力方面具有特别明显的优点。美国的柴油价格比汽油价格高，但考虑到柴油引擎卓越的动力性能，美国国内货物的55%是柴油动力。据悉，欧洲和美国有最严格的排放管制