涡轮基本原理2009

航空发动机原理、构造与系统(Aviation Engine Principle , Structure and Systems)教学大纲本课程与其它课程的联系：主要先修课程：航空概论、大学物理主要后续课程：航空发动机维修一、课程的性质本课程是航空机电设备维修专业的一门主要专业课。

二、课程的地位、作用和任务本课程旨在帮助学生掌握航空燃气涡轮发动机的基本工作原理和特性，掌握航空燃气涡轮发动机的基本结构，了解各主要工作系统的组成、工作原理。

为学生将来从事航空维修打下必要的理论基础。

三、课程教学的基本要求1. 理解工程热力学、气体动力学的基本概念及在航空发动机上的应用。

2. 掌握涡喷发动机各主要部件的工作原理、基本结构和工作特性3. 理解常用发动机（涡扇发动机）的工作特点、主要系统工作原理。

4. 掌握航空发动机的维修和使用的基本知识。

四、课程教学内容1. 航空燃气涡轮发动机热工气动基础1.1 工程热力学部分1.2 气体动力学部分重点：热力学第一定律，焓形式的能量方程式，机械能形式的能量方程式。

难点：机械能形式的能量方程式思考题：10个2. 燃气涡轮发动机基本工作原理2.1 工作循环2.2 产生推力的原理2.3 主要性能参数重点：燃气涡轮发动机的理想循环；难点：主要性能参数。

-1 -思考题：5个，计算题：2个3. 涡喷发动机主要部件3.1 进气道3.2 压气机3.3 燃烧室3.4 涡轮3.5 尾喷管重点：压气机增压原理，涡轮工作原理；收敛喷管的工作状态。

难点：压气机流量特性思考题：20 个，计算题：4 个，4. 燃气涡轮发动机共同工作4.1 稳态共同工作4.2 过渡态共同工作4.3 单转子涡喷发动机特性4.4 双转子涡喷发动机特性4.5 涡轮螺旋桨发动机4.6 涡轮风扇发动机4.7 涡轮轴发动机重点：稳态工作，转速特性，涡桨发动机特性，双转子涡扇发动机组成和工作原理，涡轴发动机部件的特点，难点：高度特性, 速度特性，涡扇发动机特性思考题：15 个5. 发动机总体结构5.1 转子支承机构5.2 联轴器5.3 支承结构重点：各种类型发动机的转子结构，轴承，典型封严装置难点：多转子发动机转子支承结构思考题：5 个6. 发动机工作系统6.1 燃油控制系统6.2 滑油系统6.3 起动系统；6.4 点火系统6.5 指示系统6.6 操纵系统6.7 排气系统重点：各工作系统的组成、功用和典型系统思考题：15 个7. 辅助动力装置7.1 概述7.2 APU 工作系统7.3 典型辅助动力装置重点：结构和典型机型思考题：2 个8. 发动机使用维修8.1 发动机维修8.2 发动机健康管理重点：维修要求和常见的方法思考题：4个五、课内实践教学要求在整个教学过程中安排4个学时的实习，主要内容是有关发动机构造的演示性实验，地点在- 2 -工程技术训练中心。

涡轮增压器的故障诊断与排除【摘要】本文主要内容是关于涡轮增压器的原理和使用、常见故障和以后的发展趋势。

涡轮增压发动机是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。

当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。

【关键词】涡轮增压；原理；故障；发展趋势。

引言目前石油燃料匮乏，浪费严重，汽油机一般汽油的利用率只有30%—35%。

未来汽车发展趋势于节能、环保、安全。

油料的不断消耗，迫使人们提高利用率减少浪费。

汽车作为石油燃料最大消耗者之一，对科学优化使用石油燃料迫在眉睫。

汽车涡轮增压技术的应用使得在相同排量发动机中获得更多的动力，增压后的空气使燃油能够燃烧更充分、更彻底，尾气排放更趋于环保。

压缩空气动力来源于废气排放时瞬间惯性冲击力，不加利用也是能量损失。

涡轮增压发动机的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率和扭矩。

一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器相比，可增加大约40%甚至更多。

[1]一、涡轮增压概述（一）涡轮增压定义涡轮增压器(Tubro)实际上就是一个空气压缩机。

它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。

当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。

常见用于汽车引擎中，透过利用排出废气的热量及流量，涡轮增压器能提升内燃机的马力输出。

涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。

一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。

学校编码：15014 分类号密级学号：*********** UDC本科毕业论文(设计)涡轮增压的设计与优化学生姓名：刘*所属院部：物理与电子信息工程学院专业：物理学指导教师：王*二零一四年六月十一日涡轮增压的设计与优化刘洋学号：10131270125赤峰学院物理与电子信息工程院，赤峰024000摘要：本文介绍了涡轮增压的原理以及实际当中的设计，在涡轮增压实际中遇到的问题针对输出反应滞后及叶轮改进提出了一些优化方案。

关键词：涡轮增压；压气机；优化引言汽车是通过内燃机内部引燃来发动车子，在现有的各种限制下，发动机的设计几乎已经达到了极限，怎样还可以继续增加车子的马力呢？涡轮增压就是针对这种需求提出的设计，涡轮增压这个词对于爱车的人来说很是熟悉。

废气涡轮增压是涡轮和空气压缩器一起构成的空气压缩机。

它是通过压缩空气即增大空气的密度来提高发动机进气量的一种装置。

当发动机的活塞转速加快时，废气排出的就越多。

涡轮转速也同步加快。

图1是我在新发布的菲特汽车中拍的涡轮增压器。

可以看到它不是很复杂很大的一个器件，但是就是这个器件改变了车子的性能。

图1发动机与涡轮增压实物图涡轮增压虽然可以提高汽车的性能，但并不是所有的车型都适用的。

即便是使用到了涡轮增压，也是因车而议的。

本文首先介绍涡轮增压（压气机）的原理，然后针对具体设计中遇到的问题提出一些优化方案。

一、涡轮增压的原理（压气机）涡轮增压是增压发动机中最常见的增压系统之一。

它是利用压气机的原理所制成的。

涡轮增压是压气机的一种，原理和压气机是一样的。

压气机有很多种，工作压力范围也很广。

本文所介绍的是利用废气体推动涡轮中的叶片高速旋转，带动压气机端的叶轮旋转，之后再利用扩压管石高速运动的气流降低流速来提高压力，实现气体的压缩。

对于压气机来讲，其进气和排气的流动能量及重力位能都可忽略不计。

据稳定流动能量方程式，可得到压气机中能量转换的关系()()12s c q h h w =-+式中，()s c w 是压气机的轴功。

涡轮增压器工作原理涡轮增压器是一种通过利用废气能量来增加内燃机进气压力和密度，从而提高发动机功率的设备。

它是内燃机领域中一种重要的动力增压装置，广泛应用于汽车、船舶和飞机等领域。

那么，涡轮增压器是如何工作的呢？接下来，我们将从涡轮增压器的原理、结构和工作过程三个方面来详细介绍。

首先，让我们来了解涡轮增压器的原理。

涡轮增压器是利用废气能量来驱动的，其工作原理类似于风力涡轮机。

当发动机工作时，废气通过排气管进入涡轮增压器的涡轮室，涡轮室内的涡轮叶片受到废气的冲击而旋转。

涡轮叶片与压气机叶片通过同一轴连接，因此涡轮的旋转也带动了压气机的旋转，从而将空气压缩后送入发动机气缸，增加了气缸内混合气的密度，提高了燃烧效率，从而提高了发动机的功率和扭矩。

其次，涡轮增压器的结构也是影响其工作原理的重要因素。

涡轮增压器主要由涡轮组件和压气机组件两部分构成。

涡轮组件包括涡轮轴、涡轮叶片、涡轮壳体等部件，其作用是利用废气能量驱动涡轮旋转；压气机组件包括压气机轴、压气机叶片、压气机壳体等部件，其作用是将空气压缩后送入发动机气缸。

两个组件通过同一轴连接，共同完成了涡轮增压器的工作过程。

最后，我们来看一下涡轮增压器的工作过程。

当发动机工作时，废气通过排气管进入涡轮增压器的涡轮室，涡轮叶片受到废气的冲击而旋转，带动压气机叶片将空气压缩后送入发动机气缸。

在发动机转速较低时，废气能量不足以驱动涡轮旋转，此时压气机输出的压缩空气较少；而在发动机转速较高时，废气能量足以驱动涡轮旋转，此时压气机输出的压缩空气较多。

因此，涡轮增压器能够根据发动机转速自动调节输出的压缩空气量，从而实现了动力增压的效果。

总的来说，涡轮增压器利用废气能量来驱动涡轮旋转，带动压气机将空气压缩后送入发动机气缸，从而提高了发动机的功率和扭矩。

其工作原理简单清晰，结构合理可靠，是一种高效的动力增压装置。

涡轮增压器的应用不仅提高了发动机的性能，也为汽车、船舶和飞机等交通工具的节能环保做出了重要贡献。

涡轮工作原理涡轮是一种常见的动力装置，它通过流体力学原理来实现能量转换。

涡轮的工作原理基于流体的动能转换为机械能，是许多领域中常见的动力装置，如航空发动机、汽车涡轮增压器等。

本文将详细介绍涡轮的工作原理及其在不同领域中的应用。

涡轮的工作原理可以简单地描述为流体的动能传递给涡轮叶片，使其产生旋转运动，从而驱动相关设备工作。

在航空发动机中，涡轮通过高速流动的燃气推动叶片旋转，进而驱动压气机和涡轮机进行工作。

在汽车涡轮增压器中，涡轮则是利用排气气流的动能来推动叶片旋转，进而压缩进气气流，提高发动机的功率输出。

涡轮的工作原理涉及到流体力学中的一些重要概念，如动能转换、叶片设计、流体流动等。

首先，涡轮叶片的设计对于涡轮性能至关重要。

叶片的形状、角度和材料都会影响涡轮的效率和输出功率。

其次，流体的动能转换是涡轮工作的基础。

流体的动能通过叶片的作用转换为机械能，从而驱动涡轮进行旋转。

此外，流体的流动特性也对涡轮的工作性能有着重要影响。

流体的压力、速度和流动方向都会影响涡轮的工作效果。

涡轮在航空、汽车、发电等领域中都有着广泛的应用。

在航空领域，涡轮作为航空发动机的重要组成部分，驱动压气机和涡轮机进行工作，提供动力支持飞机的飞行。

在汽车领域，涡轮增压器可以有效提高发动机的功率输出，提高汽车的动力性能。

在发电领域，涡轮也被广泛应用于水力发电、火力发电等领域，通过流体的动能转换为机械能，驱动发电机进行发电。

总之，涡轮作为一种常见的动力装置，其工作原理基于流体力学原理，通过流体的动能转换为机械能，驱动相关设备进行工作。

涡轮在航空、汽车、发电等领域中有着广泛的应用，为各个领域提供了重要的动力支持。

希望本文能够对读者对涡轮的工作原理有所了解，并对其在不同领域中的应用有所认识。

一、蜗轮、蜗杆齿轮的功用与结构蜗轮、蜗杆的功用主要用于传递交错轴间运动和动力，通常，轴交角∑＝90°。

其优点是传动比大，工作较平稳，噪声低，结构紧凑，可以自锁；缺点是当蜗杆头数较少时，传动效率低，常需要采用贵重的减摩有色金属材料，制造成本高。

蜗轮是回转形零件，蜗轮的结构特点和齿轮基本相似，直径一般大于长度，通常由外圆柱面、内环面、内孔、键槽（花键槽）、轮齿、齿槽等组成。

根据结构形式的不同，齿轮上常常还有轮缘、轮毂、腹板（孔板）、轮辐等结构。

按结构不同蜗轮可分为实心式、腹板式、孔板式、轮辐式等多种型式。

蜗杆的结构和轴相似，其结构特点是长度一般大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、螺纹及阶梯端面等所组成。

蜗杆上啮合部分的轮齿呈螺旋状，有单头和多头之分，单头蜗杆的自锁性能好、易加工，但传动效率低。

二、普通圆柱蜗轮、蜗杆的测绘步骤蜗轮、蜗杆的测绘比较复杂，要想获得准确的测绘数据，就必须具备较全面的蜗杆传动方面的知识。

同时应合理选择测量工具及必要的检测仪器，掌握正确的测量方法，并对所测量的数据进行合理的分析处理，提出接近或替代原设计的方案，直接为生产服务。

测绘蜗轮、蜗杆时，主要是确定蜗杆轴向模数ma（即蜗轮端面模数mt），蜗杆的直径系数q和导程角γ(即蜗轮的螺旋角β)。

下面以普通圆柱蜗轮蜗杆测绘为例，说明标准蜗轮蜗杆的基本测绘步骤。

1. 首先对要测绘的蜗轮、蜗杆进行结构和工艺分析。

2. 画出蜗轮、蜗杆的结构草图和必须的参数表，并画出所需标注尺寸的尺寸界线及尺寸线。

3. 数出蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2。

4. 测量出蜗杆齿顶圆直径dal、蜗轮喉径dai和蜗轮齿顶外圆直径dae。

5. 在箱体上测量出中心距a。

6. 确定蜗杆轴向模数ma (即涡轮端面模数mt)7. 确定蜗杆的导程角γ(蜗轮的螺旋角β)，并判定γ及β的方向。

根据计算公式 tgγ= z1ma / d1，因 d1 = da1-2ma 则γ= tg -1 z1ma / (da1-2ma)8. 确定蜗杆直径系数q根据计算公式q = d1 / ma或q = z1 / tgγ计算出q值，且应按标准系列选取与其相近的标准数值。

涡轮发动机工作原理涡轮发动机是一种高效的内燃机，其工作原理是利用废气驱动涡轮叶轮旋转，再将旋转的动能传递给压气机，使空气压缩后送入燃烧室，从而实现高效燃烧和提高发动机功率。

下面将详细介绍涡轮发动机的工作原理。

首先，涡轮发动机的工作原理基于热力循环。

在汽油或柴油燃烧时产生的高温高压气体通过排气门进入涡轮增压器，驱动涡轮叶轮旋转。

涡轮叶轮连接着压气机，当涡轮叶轮旋转时，压气机也随之旋转，并将空气压缩后送入燃烧室。

这样，通过增加进气气体的密度，可以使更多的空气参与燃烧，提高燃烧效率，从而提高发动机的功率输出。

其次，涡轮发动机的工作原理还涉及到涡轮增压器和压气机的协同工作。

涡轮增压器利用废气的动能驱动，可以在发动机转速较低时提供额外的进气压力，增加进气气体的密度，从而提高发动机的输出功率。

而压气机则负责将空气压缩后送入燃烧室，使燃烧更加充分，提高燃烧效率。

涡轮增压器和压气机的协同工作，使得发动机在不同转速下都能够获得较高的功率输出，提高了发动机的整体性能。

最后，涡轮发动机的工作原理还包括了废气利用和节能环保的特点。

通过涡轮增压器的利用，可以使发动机在相同功率输出的情况下减小排量，从而减少燃油消耗。

另外，由于涡轮增压器可以提高燃烧效率，使得发动机在相同功率输出下减少废气排放，降低对环境的污染。

因此，涡轮发动机在提高动力性能的同时，也具有节能环保的特点。

综上所述，涡轮发动机的工作原理是基于热力循环，利用废气驱动涡轮叶轮旋转，再将动能传递给压气机，提高进气气体的密度，从而实现高效燃烧和提高发动机功率。

涡轮增压器和压气机的协同工作，使得发动机在不同转速下都能够获得较高的功率输出。

而涡轮发动机还具有废气利用和节能环保的特点，是一种高效、节能、环保的内燃机。

可再生能源利用上海电力2009 年第 1 期海洋能源的利用与开发Sonal Patel摘要:海洋蕴藏着巨大的能量,海洋能源不仅清洁环保,而且是一种取之不竭的可再生清洁能源。

文章介绍了多种海洋再生能源的前沿技术及其应用情况,并分析了海洋能发展的现状以及对环境影响的主要因素。

关键词:海洋再生能源;波浪能;潮汐能;潮流能;海水温差能;海水盐差能中图分类号: P743文献标识码: B随着人们日益关注环境、经济以及依赖化石能源引发的成本问题,开发利用可再生能源已逐渐成为当前行业的发展趋势。

在取得推广应用风能发电和太阳能发电圆满成功后,如何从覆盖地球面积70%以上的海洋中获取再生能源,成了能源行业关注的焦点。

目前,世界各大新能源开发商正在就此进行着积极的探索,并已经取得了初步的成果。

1海洋再生能源发展概况海洋中的可再生自然能源主要包括波浪能、潮汐能、潮流能(海流能)、海水温差能和海水盐差能。

据测算,海洋能的蕴藏总量高达 4 000 TW,开发潜力巨大。

海洋能源不仅清洁环保、可再生,更重要的是海洋能中的波浪能、潮汐能和潮流能还具有风能和太阳能无法比拟的优势,即可预测性。

由月球引力变化造成的潮汐可以提前好几年进行预报;而洋流图则可以通过卫星进行绘制。

可预测性有助于防范大规模的停电事故的发生。

此外,无论是海上涡轮机或是浸没式零排放涡轮机,因其处于人们看不到的地方而不具有视觉污染。

事实上,试图利用海洋能发电的想法早在100 年前便有之, 因当时技术和资金等问题, 其开发进程十分缓慢。

例如:在1912年,德国在北海海岸建造了世界上第一座潮汐电站布苏姆潮汐电站。

以加拿大的芬迪湾建造潮汐电站为例,其建设规划可追溯到1925年。

当时缅因州同意投资1 亿美元在该州帕萨马科迪湾( Passam aquo ddy Bay) 建立潮汐电站; 1935 年罗斯福总统也对该项目表示支持并拨款1 000万美元,但是该项目最终未能实现。

同时期的英国布里斯托尔海峡潮汐电32站计划,因不具有经济、可行性而被否决。

油泵的工作原理发表于2009-07-01 15:53:14目前较多使用的是装在油箱内的燃油泵。

它由涡轮泵，卸压阀，残留压力单向阀组成。

涡轮泵是由电动机带动叶轮，从油箱内吸出燃油，电动机需要靠燃油冷却并润滑，如果油量减少的话可能会使电动机烧坏；卸压阀作用是当油泵出口压力超值是，卸压阀会打开并卸出多余的油；残留压力单向阀的作用是当油泵停止工作，此阀门关闭，保留残油压力，以便于再次启动。

油泵是通过发动机转速信号控制其开关（当发动机不转时油泵停止工作）。

具体如下：1、油泵的控制元件：①滑阀：是一个三位三通阀，它由阀芯和滑套组成，两者之间能相对运动。

阀芯的移动由阀芯右端的一级活塞和二级活塞与阀芯左端的弹簧构成平衡。

滑套的移动由斜盘活塞控制，随着斜盘活塞的移动而移动，其移动距离和方向跟斜盘活塞一致。

②二级活塞：在电控状态下，先导二次油流单独控制二级活塞，负流量不参与直接控制，而是由负压传感器采集其压力参数，提供给电脑，经电脑计算作为控制电比例阀电流的一个参数来控制先导二次油流；在液控状态下，先导二次油流被液改电控阀截断，不参与对二级活塞的控制，由负流量单独对二级活塞进行直接控制。

二级活塞的工作方向为推动滑阀阀芯向左运动，由自带弹簧回位构成平衡。

③一级活塞：由前泵油流，后泵油流及先导一次油流（仅在液控状态下）进行控制，其工作方向为推动滑阀阀芯向左运动，由自带弹簧回位，构成平衡。

2、油泵的排量控制：前泵油流，后泵油流和先导二次油流和负流量，其中前泵油流控制一级活塞，后泵油流控制一级活塞和斜盘活塞（一端控制斜盘活塞的小端，处于常开状态，一端控制大端处于常闭状态，一端控制主压活塞），负流量控制一级活塞，先导二次油流控制二级活塞。

3、执行元件---变量活塞：变量活塞由固定的活塞套和一个两端截面积大小不一样的柱塞构成，柱塞与斜盘和滑阀套连接，当两个端面受压产生压差时，柱塞带动其他两个一起运动。

水环式真空泵/液环真空泵工作原理水环真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000~4000Pa，串联大气喷射器可达270~670Pa。

传动系统动力学讲义2009-2010学年前言一、传动系统简介传动装置的功用是把发动机的功率传递到主动轮驱动车辆行驶，实现减速增矩；实现车辆变速；实现车辆的倒挡行驶、车辆制动、停车和必要时切断发动机动力；利用发动机制动、拖车起动发动机等。

除上述的基本功用外，传动装置还可以有一些辅助的功用：输出功率带动压气机、风扇、喷水式推进器、泵等等。

为车辆辅助系统、工程车辆和水陆两栖车辆提供动力输出。

（1（2）液力传动以液体动能来传递或交换能量，优点是无级变速、变矩能力，动力性好；具有自动适应性，提高了操纵方便性和车辆在坏路面上的通过性；充分发挥发动机性能，有利于减少排气污染；减振、吸振、减缓冲击，提高传动、动力寿命和乘坐舒适性。

缺点是效率低，结构复杂，成本高。

（3）定轴传动由于结构简单，制造成熟，成本低而被广泛应用。

行星传动结构紧凑、寿命长、噪音小，工艺要求高，成本高。

二、传动系统载荷车辆在使用中传动装置可能发生的故障，分为两类：1． 当作用在零件上的应力超过材料的强度极限时，产生的突然破坏；2． 在使用期间内，在零件上由于逐渐累积的损坏而产生的破坏，例如：疲劳损坏、磨损、塑性变形不可恢复的累积等。

车辆传动装置的零部件承受的载荷性质主要是发动机和道路激励以及传动系内部的冲击等交变载荷，在这种随时间变化的载荷的作用下，其破坏形式一般是疲劳破坏。

统计资料表明，零件的破坏50%~90%为疲劳破坏。

随着车辆传动装置向高转速、高功率密度方向发展，其零部件的应力越来越高，使用条件越来越恶劣，发生疲劳破坏的现象越来越多。

因此，在车辆传动装置的设计中，仅进行静强度计算，是远远不够的，必须计算零件的疲劳寿命。

传动装置稳态工况是车辆以等速在不变路面条件下行驶的工况，在这种工况下传动装置各构件的转矩和转速是保持不变的。

严格说来，这种车辆行驶工况很少能遇到，从实际应用来说，认为转矩和转速对其自身的最大值在%10±的范围内变化的工况是稳态工况。

涡轮增压柴油机MPC增压系统优化设计 Optimum Design of Turbocharged Diesel Engine MPCSystem杨守平张付军(北京理工大学军用车辆动力系统技术国防重点学科实验室，北京 100081)摘 要:为了充分利用柴油机的排气能量，改善柴油机动力性能，开展增压系统类型和排气管结构参数的优化设计研究具有明显的工程意义。

采用GT-POWER软件建立某V型八缸涡轮增压柴油机模型，并进行实验校核。

使用试验设计模块（DOE）选取对柴油机动力性能影响最大的MPC增压系统结构参数，并采用优化设计模块（Optimizer）确定结构参数。

通过对采用定压、脉冲、MPC三种增压系统的柴油机外特性的仿真计算与对比，MPC增压系统能够实现柴油机全转速范围内油耗的最优化。

从涡轮前排气压力波形可以看出，设计的MPC增压系统改善了1缸和2缸之间的排气干涉。

关键词: 涡轮增压柴油机；MPC；优化；GT-POWERAbstract：In order to make full use of exhaust gas energy, to improve the power performance of diesel engine, the types of turbocharged system and exhaust pipe structural parameters optimum design is of obvious engineering importance. A V8 turbocharged diesel engine model is built using GT-POWER software, which is validated by experimental data. The most influencing MPC structural parameters on diesel engine power performance are chosen by using the design of experiment module (DOE), and the final structural parameters are decided by using its optimization module (Optimizer). Finally, the full load performance of the diesel engine using isotonic, pulse and MPC turbocharged systems are simulated and analyzed respectively, which indicates that its fuel economy within whole engine speed range is optimized. The exhaust gas interference between cylinder 1 and cylinder 2 is greatly improved from pressure wave before the turbine.Key words:turbocharged diesel engine; MPC; optimize; GT-POWER1 引言废气涡轮增压器是利用发动机的排气能量来驱动的，所以涡轮增压发动机的增压效果，除了涡轮增压器的良好设计以外，在很大程度上还取决于发动机排气系统的设计，因为排气系统的设计合理与否对发动机排气能量的利用有着重要的影响。

伯努力原理空气动力学`伯努力原理；空气动力学2009-10-29下午05：11空气动力学~2009-09-24 22：35一,机翼的浮力：01.伯努力原理：流体中,流速加快时,压力会减弱,反之,亦然.因此,流体中的物体会往流速快的地方移动.02.机翼切面原理：A.图1.中为一典型翼切面.上方距离较长,下方距离短.空气流线被翼切面分成两部分,两方气流于翼后方有相同速率,故通过上侧的空气流速较快,空气压力较小而形成一向上的升力.(欲观图1.察气流通过机翼的情况可于「烟洞」中试验.)B.通常气体具有某种程度的黏性,即通过一物体时,会沿著物体表面切向的力量作用在物体上,与物体最接近的空气流线速度为零,到后方的空气的速度回到原有的速度.这之间速度由零到原有速度的气流称边界层流,边界层流在后方与机翼表面分离,分离的点称分离点,气流在分离点形成扰流(乱流)(~^~~).C.与空气接触的方式：以风筝为例,若版面垂直风向,则风筝只能一直前进(如图2-1),若与风向成一交角,便会不断上升.此风向与机翼的交角称为攻角(图2-2中的α角).图2-2中,A.为向上的力,B.为前进的推力,C.为和风筝版面平行的摩擦力(即阻力),A B的合力即为升力(升力和阻力为一对互相垂直的风力的分力).图2.PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version飞机的飞行原理3在某一特定角度内,攻角越大,升力越大,升力系数和攻角成线性关系(正比)；超过此一特定角度,升力急遽下降而阻力增加.此一特定角度随物体形状不同而改变.此关系可由图3.中窥见,我以不考虑其他变因假设,_表面版,_表升力(即A B 的合力),_表两互相垂直的升力分力之一(即A.力,由于图3.两分力互相垂直,即可以一三角形的部分斜边和高表示.),得角度在45度以内攻角越大,升力越大.而45度角即可视为此情况的特定角度.但另一方面,飞机的攻角越大,其分离点也越往前移动,而扰流的压力相较于平顺气流(层流)的压力大,故角度大于一定角度时会产生升力急遽下降,阻力上升的情况.也有一种说法是因空气和物体表面摩擦会有一阻力称表面摩擦阻力,扰流时的表面摩擦阻力图4.(摘自注2)远比层流时大,故形成上述升力下降阻力上升的状况,此状况称为失速.我想以上机翼失速原理多少和飞机下降的角度有关吧.图4中Cl表升力系数,图中随攻角的增加,升力系数亦随之增加(Cl=aα,a为升力线斜率),直到达到升力系数的最大值,升力系数下降形成失速.D.以上机翼切面原理同时适用于旋翼机(例：直升机)的旋翼和飞机的机翼上.图5.→二,引擎的动力：01.航空器分为两种,一种称轻航空器,是利用比空气轻的气体飞行；另一种为重航空器,是靠速度(也就是相对空速)飞行.A.一般如果不考虑其他因素,初速度只会造成飞行距离增加,不会使停留在空气中的时间增加.如图6.B.像纸飞机有翼,即有浮力,再加上相对空气的速度(伯努力原理),使得纸飞机能在空中停留,但相对于升力产生的阻力使得纸飞机的速度减慢,而终至升力图6.(模拟单位时间闪光摄影图)PDF createdwith FinePrint pdfFactory Pro trial version飞机的飞行原理4不足克服重力而下降,甚至坠落.C.因此,莱特兄弟在飞机上装上引擎,提供飞机一个持续的速度以克服阻力,使人类能顺利完成飞行的梦想.02.引擎的原理：A.涡轮喷射引擎图7.(翻绘自「飞机.火箭」第91页喷射引擎的结构)涡轮喷射引擎的核心可分为：压缩段,燃烧室,涡轮.压缩段由许多页片所组成可将空气压缩后送入后方,燃烧室有管子送入燃料与空气混合燃烧,涡轮机同样由许多页片组成.空气从压缩段吹入,压缩机将气体增温增压,送入后方燃烧室与燃料混合燃烧,高温高压的气体猛然向后方喷出,而形成一股压力,产生向前的推力.同时高温高压的气体吹向涡轮机的页片,涡轮机的转动带动前压缩机的转动.使用喷射引擎的好处是可以达到很快的速度,甚至可以超音速,早期主要用在军用机上.B.涡轮风扇引擎图8.(翻绘自「新知识212飞行世纪」第27页涡轮风扇引擎示意图)涡轮喷射引擎虽然速度快,但对于低速的民航机,就显得太耗油了.因此有人在涡轮喷射引擎的前方加上风扇,和涡轮机相连,以涡轮机带动风扇转动.风扇转动的同时,也把大PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version飞机的飞行原理5量的空气送入后方.这种引擎的动力主要是靠前方扇叶所产生的气流,至于原理,我想应该是风扇转动大量吸入空气而增加推力,另一方面大量吸入空气也使前方空气阻力减少而前进.或许有点类似螺旋桨的原理,特殊形状的页面使前方空气速较后方快,以致前方压力小而前进.这种引擎的好处是较不耗油,但相对的速度较慢,此外它可以在速度较慢的情况下产生较大的推力.参●结论：自古以来,人类便不断的尝试飞上青天,梦想有朝一日能翱翔天际.从早期的飞船和热气球,到现今的超音速飞机,甚至太空梭,人类飞行已经不再只是梦想,而星际旅游也即将到来.而正如古代预言家所言,今日的交通可说是「蜻蜓满天飞,乌龟满地爬」,缩短了地域的距离,达到「天涯若比邻」的境界.然而十五世纪达文西先生一直梦想的个人飞行器,藉由近代直升机的发明而逐步实现.但是,我们仍无法像小鸟一般自由自在的飞翔.这也正是我和朋友一直想去做的,也许那天,飞行也能成为一种休闲活动.虽然达文西先生的翅膀没有成功,但他精美的设计稿却触发许多科学家的想像,相信很快的,它将不再只是梦想,我期待著那天的到来.说实在的,找这些资料不算困难.但刚开始找到,怎么看都看不懂,只好请求于人.好不容易弄懂了,想通了,却发现资料仅限于此,找不到更深入的资料了.毕竟有些观念只有专业书籍上才找得到.以后,我会往旋翼机方面去努力,希望有一天能实现个人飞行器的梦想.。