带排气放气阀涡轮增压器与柴油机匹配时
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关键词 & 涡轮增压器 压气机 流量 压比
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随着世界范围内燃油价格的上涨 # 能源需求的 增加 # 人类环保意识的增强 # 要求柴油机不仅具有 好的动力性$ 高的可靠性$ 还要求低的燃油消耗 率 $ 低排气污染 % 因此降低燃油消耗率成了柴油机 市场竞争的一个焦点 # 现在人们不仅要求柴油机具 有高负荷性能 # 而且更加重视其低负荷性能 % 这也 就要求与柴油机相匹配的涡轮增压器有更宽的工作 范围 $ 更高的效率 % 同时在涡轮增压器与柴油机匹 配过程中 # 也要对其它影响因素进行有效地控制和 调整 # 才能得到柴油机整机性能的提高 % 就增压器 而言 # 影响发动机低速性能的主要因素有增压器的 压气机性能 $ 涡轮转子的转动惯量 $ 涡轮的性能 $ 环境温度等 % 为了改善发动机的低速 性能 # 现在通常采用带排气放气阀涡 轮增压器 % 本文主要论述在使用带排 气放气阀增压器匹配时 # 环境温度和 增压器的压气机性能对发动机低速性 能的影响 % 其它影响因素因受到其它 条件的限制在此不做论述 % 用发动机 # 增压器采用三菱重工 *F8 的 G36@F 增 压器 % 因为发动机的转速在 " 466 0H<&( 以上时增 压器的排气放气阀就已经打开 # 所以转速在 " 466
可以看出两者的高效区不同 ! 123& 的高效区在增 压器的高转速范围内 ! 而 4*5 的则在增压器的低 转 速 范 围 内 " 在 #$%%& 发 动 机 与 123& 和 16($*
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图 !"""#$%&’ 型增压器与 &()!%* ) 型发动机匹配图
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发动机仍是 #$%%& 系列 $’!"()! 琅 驰 客 车 专 用 发 动 机 " 只 进 行 *+,-./-00 的 123& 增 压 器 和
4*5 的 16($* 增压器的对比试验 " 图 & 为 *+,-.! /-00 的 123& 增 压 器 压 气 机 特 性 曲 线 图 ! 图 7 为 4*5 的 16($* 增压器压气机特性曲线图 " 从图中
* " 为了获得发动机
低速时的大扭矩# 在增 压器匹配时应选择压气 机的高效区在增压器低 转速范围内 % 图 &$$$ 与增压器匹配的 &0!*)1 ! 发动机的扭矩图
!"#$ ’$$ 朱大鑫#$$ 涡轮增压与 涡轮增压原理#$$ 山西 大同 &兵器工业部七 , $$$ 研究所# !$$ 小宫山邦彦#$$ 环境条
柴油机设计与制造
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总第 """ 期" 4567 年第 ! 期 第 "# 卷 !
带排气放气阀涡轮增压器与柴油机匹配时 影响低速性能的因素分析
刘蕴星 ! 上海菱重增压器有限公司 # 上海 !$"%$%" 摘要 通过对涡轮增压器与 &’""# 柴油机的一系列匹配试验与分析 # 说明环境温度 $ 涡轮 增压器压气机性能对发动机整机性能的影响 %
0H<&( 以上时因排气放气阀的开启导致温度变化对
压力和流量的影响不明显 # 在此不作叙述 % 本文只 研究转速在 " 466 0H<&( 以下 # 即发动机低速工况 所在的范围 # 温度变化对增压器的增压压力和流量 的影响规律 % 在发动机转速不变的情况下 # 试验室 环境温度降低时 # 空气密度变大 # 使得进入发动机 气缸内的空气量增加 # 加之油泵的供油量增加 # 因 此通过涡轮的气体质量流量也增加 % 同时由于温度 的降低 # 增压器的效率也会提高 # 这些因素使增压 器的增压压力增大 # 如图 " 所示 ’ 而压气机的体积
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通过试验来说明% 本试验使用
#@""A 系 列 @C4D6E4 型 琅 驰 客 车 专
图 "+++ 增压器增压压力与环境温度的关系 !!"" E 47 E
流量则相应减小 ! 如图 ! 所示 " 温度降低使得增压 器向增压压力增大 ! 而压气机的体积流量减少 ! 从 而造成增压器与发动机的联合运行线在压气机特性 曲线图上向喘振线方向移动 ! 容易引起喘振现象发 生 ! 如图 " 所示 " 所以在增压器的匹配过程中 ! 要 特别注意试验室大气温度的变化 ! 从而可以有效地 避免在高温情况下配试良好的增压器在低温时发生 喘振现象 "
!" 性 能 试 验 研 究 表 明 # 电 控 高 压 共 轨 "#$$%& 型柴油机达到了预定的设计目标 # 满足欧 ! 排放法规要求 # 明显降低排气烟度 $ 提高起步扭
矩 $ 降低排气温度 # 改善柴油机整机性能 %
%" 发动机台架可靠性考核试验表明 # 电控高
压共轨 "’$$%& 型柴油机满足预定的可靠性设计指 标 % 目前整车道路可靠性试验即将结束 # 发动机运 转正常 %
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图 )""#*+,-.,// 的 &01) 增压器压气机特性曲线图
图 !""#$% 的 &$’(# 增压器压气机特性曲线图 匹配过程中 ! 发动机的运行线在高转速时 ! 都运行 在 !"#$ 和 !%&’( 压气机的高效 区 内 " 而 在 低 转 速时 ! 发动机的运行线所在的压气机效率区 ! 则是 矩和功率比与 !)*$ 匹配的要大 " 尤其在低速时更 为明显 ! 如图 ’ 和图 , 所示 # 因此在增压器配试过 程中 ! 要使发动机在低速时获得大的扭矩 ! 应选择 高效区偏向增压器的低转速范围内的增压器 #
!"#$ $ 电控项目组#$$ 电控 %&’’"( 型柴油机喷油器压板 有限元计算分析报告#$$ 上海柴油机股份有限公司 研究报告 # !))*#
来稿日期 & !))+ 年 " 月 ’’ 日
(" 随着国家排放法规日趋严格 # 特别是北京 奥运会和上海世博会的举行 # 我国欧! 排放法规将
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时# 涡轮增压器的增压 压力增加# 流量减小’ 而流量的变化比压力的 变化要大# 导致发动机 的运行线在压气机特性 曲线图上向小流量方向 偏移# 也就是向喘振线 方向偏移’ 尤其在发动 机的低速范围内容易引 起喘振的发生 %
件对建筑机械用柴油 机的影响#$$ 内燃机 #
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来稿日期 &
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图 /$$ 与增压器匹配的 &0!*)2 ! 发动机的功率图
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! 上接第 !" 页 " 加快实施 # 电控高压共轨 "’$$)& 型柴油机的应用 开发将在加速我国柴油机产品的更新换代 # 保护大 气环境 # 促进国民经济持续协调快速发展中做出应 有的贡献 %
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随着世界范围内燃油价格的上涨 # 能源需求的 增加 # 人类环保意识的增强 # 要求柴油机不仅具有 好的动力性$ 高的可靠性$ 还要求低的燃油消耗 率 $ 低排气污染 % 因此降低燃油消耗率成了柴油机 市场竞争的一个焦点 # 现在人们不仅要求柴油机具 有高负荷性能 # 而且更加重视其低负荷性能 % 这也 就要求与柴油机相匹配的涡轮增压器有更宽的工作 范围 $ 更高的效率 % 同时在涡轮增压器与柴油机匹 配过程中 # 也要对其它影响因素进行有效地控制和 调整 # 才能得到柴油机整机性能的提高 % 就增压器 而言 # 影响发动机低速性能的主要因素有增压器的 压气机性能 $ 涡轮转子的转动惯量 $ 涡轮的性能 $ 环境温度等 % 为了改善发动机的低速 性能 # 现在通常采用带排气放气阀涡 轮增压器 % 本文主要论述在使用带排 气放气阀增压器匹配时 # 环境温度和 增压器的压气机性能对发动机低速性 能的影响 % 其它影响因素因受到其它 条件的限制在此不做论述 % 用发动机 # 增压器采用三菱重工 *F8 的 G36@F 增 压器 % 因为发动机的转速在 " 466 0H<&( 以上时增 压器的排气放气阀就已经打开 # 所以转速在 " 466
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压力和流量的影响不明显 # 在此不作叙述 % 本文只 研究转速在 " 466 0H<&( 以下 # 即发动机低速工况 所在的范围 # 温度变化对增压器的增压压力和流量 的影响规律 % 在发动机转速不变的情况下 # 试验室 环境温度降低时 # 空气密度变大 # 使得进入发动机 气缸内的空气量增加 # 加之油泵的供油量增加 # 因 此通过涡轮的气体质量流量也增加 % 同时由于温度 的降低 # 增压器的效率也会提高 # 这些因素使增压 器的增压压力增大 # 如图 " 所示 ’ 而压气机的体积
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时# 涡轮增压器的增压 压力增加# 流量减小’ 而流量的变化比压力的 变化要大# 导致发动机 的运行线在压气机特性 曲线图上向小流量方向 偏移# 也就是向喘振线 方向偏移’ 尤其在发动 机的低速范围内容易引 起喘振的发生 %
件对建筑机械用柴油 机的影响#$$ 内燃机 #
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! 上接第 !" 页 " 加快实施 # 电控高压共轨 "’$$)& 型柴油机的应用 开发将在加速我国柴油机产品的更新换代 # 保护大 气环境 # 促进国民经济持续协调快速发展中做出应 有的贡献 %
