第四节废气涡轮增压器以及增压系统演示文稿

第四节废气涡轮增压器以及增压系统演示文稿当前第1页\共有23页\编于星期五\11点（优选）第四节废气涡轮增压器以及增压系统当前第2页\共有23页\编于星期五\11点当前第3页\共有23页\编于星期五\11点图4－17VTR－4系列增压器剖视图23-隔热墙；25－压气机叶轮；26－压气机导风轮；29－涡轮机叶轮；32、33－滚动轴承；41、45－油封；42、43、44－气封；47、48－滑油泵；51－进气箱；52－喷嘴环；61－排气箱；74－进气蜗壳；79－扩压器；81－消音器；82－进气箱当前第4页\共有23页\编于星期五\11点当前第5页\共有23页\编于星期五\11点3、轴承1）按位置分外支承式和内支承式两种。外支承式：（1）优点－转子稳定性好，轴承受高温气体影响较小，便于密封，有利于增加轴承寿命（2）缺点－结构复杂，重量、尺寸大，清洗困难2）压气机端轴承止推轴承，承受转子径向与轴向负荷，并给转子轴向定位当前第6页\共有23页\编于星期五\11点3）涡轮端轴承支持轴承，只承受转子的径向负荷4）滚动、滑动轴承（1）滚动轴承摩擦损失小，用于中小型增压器（2）滑动轴承结构简单，寿命长，用于大型增压器注：四冲程机常用的ABBVTR型增压器使用外置式滚动轴承当前第7页\共有23页\编于星期五\11点5）润滑方式三种：甩油盘的飞溅润滑、专门油泵润滑、柴油机润滑系统供油润滑。最好是重力－强力混合润滑系统，因为透平油泵故障时重力油柜能维持短时供油。专门油泵润滑油泵多为齿轮泵，主机开航前备车冲车、试车后应及时检查滑油泵供油情况当前第8页\共有23页\编于星期五\11点二、废气涡轮增压器的工作原理1、离心式压气机1）进气道流道渐缩，气体压力、温度降低，流速提高2）工作轮对气体作功，压力、温度、流速升高3）扩压器和排气涡壳流道渐扩，压力、温度升高，流速降低当前第9页\共有23页\编于星期五\11点当前第10页\共有23页\编于星期五\11点2、单级轴流式涡轮机1）喷嘴环喷嘴流道渐缩，废气压力、温度降低而流速升高2）叶轮叶片前缘在径向沿转向向前扭曲，工作叶轮作机械功，流道渐缩，废气压力、温度、绝对速度下降3）反动式涡轮机回转力矩来自冲动力矩和反动力矩（两力矩方向相同），都是在叶轮叶片上产生的；废气对涡轮做功多少主要取决于废气流量和热状态4）流动损失主要有：流动摩擦损失、叶轮摩擦鼓风损失、漏气损失、叶片进口撞击损失当前第11页\共有23页\编于星期五\11点当前第12页\共有23页\编于星期五\11点三、离心式压气机的工作特性及喘振机理1离心式压气机的工作特性1）定义：不同转速下的排气压力和效率随空气流量的变化特性2）压气机特性曲线：表示压气机特性的曲线当前第13页\共有23页\编于星期五\11点2喘振1）压气机的固有特性2）现象：压力忽高忽低，流量忽大忽小，伴有喘息声或吼叫声3）机理：当压气机的流量小于设计流量时，气流在叶轮叶片前缘冲向叶片凹面，与叶片凸面发生分离；在扩压器中气流冲向叶片凸面，与叶片凹面发生分离。一般扩压器叶片内气流分离的扩展是主要原因，而叶轮进口处气流分离的扩展会使喘振加剧当前第14页\共有23页\编于星期五\11点3柴油机与增压器匹配标志是：柴油机达到预定的增压指标；增压器在柴油机全部工作范围内都能稳定地运转；既不喘振也不超速，并且尽可能在高效区工作，即增压器工作特性曲线应离喘振线远一点，又要处在高效率区当前第15页\共有23页\编于星期五\11点四柴油机废气涡轮增压系统组成：柴油机、压气机、废气涡轮、空气冷却器和辅助扫气泵(一)单独增压系统1方式：定压增压或脉冲增压2脉冲单独增压1）优点：低增压时起动性能较好2）适用机型：船用四冲程机广泛用；二冲程直流扫气机也用，但设一台应急鼓风机以备增压器完全损坏时使用当前第16页\共有23页\编于星期五\11点3定压单独增压1）起动和低负荷性能差，附设电动辅助风机以改善2）当代高增压机主要增压方式：定压单独增压＋电动辅助风机当前第17页\共有23页\编于星期五\11点当前第18页\共有23页\编于星期五\11点当前第19页\共有23页\编于星期五\11点(二)复合增压系统1二冲程机不易实现单独涡轮增压原因及改善措施1）原因：（1）热负荷比较大，要求过量空气系数α大，必须增加压气机供气量及功率；（2）靠压差扫气，采用废气涡轮增压后排气背压升高，要求扫气压力高，必须增加压气机供气量及功率；（3）扫气时新气掺混废气，废气能量降低，另气流路线长，更减少了废气能量，使涡轮机功率降低；因而导致涡轮发出功率与压气机所需功率不平衡2）改善措施：复合增压当前第20页\共有23页\编于星期五\11点2复合增压类型1）串联增压系统（1）特点：涡轮增压器为第一级（增压约占增压压力的70－95%），往复式压气机为第二级（2）优点：柴油机起动性能好，低负荷性能好，利于实现高增压。当增压器损坏时依靠往复泵柴油机也能达70－80%标定转速，不需另设鼓风机缺点：结构复杂（3）用于意大利FIAT机，一级用定压增压当前第21页\共有23页\编于星期五\11点2）串联旁通增压（1）特点：涡轮增压器为第一级，活塞下部空间为