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涡轮增压器/霍尔塞特 HOLSET
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废气涡轮增压器的工作原理和使用要求
发布时间:2022-05-31 12:13:15  ▏阅读:

 

 

技术与安全知识

康明斯发动机涡轮增压工作原理和使用环境

 

增压器应指发动机进气增压器,包括三种形式:废气涡轮增压器、机械涡轮增压器、电辅助涡轮增压器。通过增压器压缩空气,提高发动机的进气密度,从而可以提高发动机的升功率。同时由于发动机的混合燃烧调节得到了改善,提高了燃烧效率,还可以起到节省燃油和降低排放的效果。是现代发动机的一项重要的技术进步。现在应用最普遍的就是发动机废气涡轮增压器,下面我们具体讲解发动机废气涡轮增压器的工作原理。

 

一、涡轮增压器工作原理

 

1、利用柴油发电机排出的高温高速废气推动涡轮高速旋转,同时带动与涡轮同轴的压气机高速旋转,提高进气压力,提高进气密度,增加进气量。

2、自然吸气柴油发电机组的进气压力较低,进气压力往往只能到达0.7bar,通过增压后可以将增压压力提升到1.5bar。 

3、涡轮增压技术其中最明显的就是“滞后响应”,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即使经过改良后的反应时间也要1.5秒左右,使柴油发电机延迟改变输出功率。这样,如果急加速,就会感觉柴油发电机使不上劲。 

4、低惯量带旁通阀高效增压器:转动惯量小、低速反应快、压气效率高。有效减少了NOx 的排放,降低了CO的排放,改善柴油发电机排放,使柴油发电机低速扭矩足够大。大大改善柴油发电机的低速性能(较低热负荷;较低的气缸压力;更大的功率;低的燃油耗率)。

5、涡轮增压器能量的来源∶发动机排出的废气(即发动机与增压器之间属于气动联接)。

6、废气涡轮增压器的轮子之所以能高速旋转,完全取决于柴油机排出废气量的多少、废气的温度和压力(即废气的能量)。

7、涡轮增压器利用这些废气的能量驱动涡轮,带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转,压气机将压缩了的空气推入柴油机气缸,增加了发动机的空气量,在压力和流速的推动下,使燃烧更充分,从而提高了发动机的功率、降低了燃油消耗,同时还减少了有害物的排放,降低了噪音。

8、增压是在没有增加柴油机的排量和转速的情况下,提高动力性、经济性和降低排放的有效手段,也是柴油机的发展趋势。

9、在高原地区,由于空气稀薄,非增压机的功率就会明显下降。增压器在高原运行时随着海拔高度的升高,其转速也会升高,增压压力就会升高。而增压机由于这些自身的调节,功率不会明显下降。

 

 

增压器工作示意图-康明斯柴油发电机组.png

增压器工作原理图

二、涡轮增压器的好处

 

1、发动机的废气驱动,提高发动机的燃油经济性。

2、涡轮带动压气机工作,提高发动机的动力性和性能。

3、增加汽缸的进气压力和密度,给予发动机高原功率补偿。

4、增强汽缸内燃烧,降低排放,减少环境污染。

 

三、涡轮增压器的工作环境

 

1、工作温度500-700℃。

2、工作转速最高可达26000r/min。

3、工作油压0.2~0.5MPa。

4、可适用振动条件。

5、可适用恶劣的工作环境。

柴油发电机组涡轮增压器外形图.jpg

三、增压器的应用

 

1、飞机增压器

活塞式航空发动机借以增加气缸进气压力的装置。进入发动机气缸前的空气先经增压器压缩以提高空气的密度,使更多的空气充填到气缸里,从而增大发动机功率。装有增压器的发动机除能输出较大的起飞功率外,还可改善发动机的高度特性。

2、柴油机用增压器

所谓增压就是将空气在供入气缸之前预先压缩,以提高空气密度、增加进气量的一项技术。目的在于增加充气量、提高功率、改善经济性、改善排放。

 


以上所有的数据均是基于柴油发电机组带燃油泵、水泵、机油泵、空滤器和消声器运转时获得的,但不带有充电机、空压机、风扇、选用设备和驱动件。
以上所有的数据都是基于ISO 3046标准参考的条件—海拔110m(361ft),大气压力100kPa(29.53inHg),进气温度25℃ (77°F),相对湿度30%,使用标准No.2号柴油或符合ASTM D975的柴油。
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