可调二级增压系统涡轮级热力学分析.pdf

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可调二级增压系统涡轮级热力学分析本├砉ご笱Щ涤氤盗竟こ萄г海本Ming-shanHEYong-lingMA摘要：针对重型车用、带有调节阀的可调二级增压系统的涡轮级进行了热力学分析，推导了涡轮级绝热效率的计算公式，给出了高、低压涡轮流量和膨胀比的计算方法。计算结果显1和膨胀比均逐渐上升，低压级涡轮的流量和膨胀比均逐渐下降。涡轮级绝热效率在调节阀开度为。时最低，在调节阀完全关闭时最高。关键词：内燃机；可调二级增压系统；涡轮级；绝热效率；流量可调二级增压具有压比高、调节能力强、结构可靠等特点，正逐步在重型柴油机上得到应用’。应用可调二级增压系统后，柴油机的升功率、低速扭矩可大幅提高，而低速时的烟度和油耗则可得到较大程度的改善。二级增压是满足未来严格排放法规和满足未来高功率密度柴油机需求的重要技术。目前对于可调二级增压的应用研究较多，而对涉及可调二级增压的一些基础问题研究并不多。文献，也仅对二级增压系统压气机级的效率，以及影响压气机级效率的因素进行了分析。相对于二级增压系统，可调二级增压系统涡轮端调节阀的不同开度会导致不同的高、低压涡轮间的流量分配，从而对级效率产生影响。本文应用热力学知识推导了可调二级增压系统涡轮级的绝热效率计算公式；对一定进口压力和温度下Ｄ庠鲅故匝樘ㄗ纯，随调节阀开度的变化，两级涡轮的流量变化和膨胀比变化的计算方法进行了研究；根据算例说明了调节阀开度对魏名山。何永玲，马朝臣珺TechnologyBeijingOwordsICengineregulatedsystemturbine；二级增压系统的影响。1291内燃机工程200821000--0925(2008)Ol04305，AbstractThermodynamicvehicleAn瓵瓹瑆decreaseThe60opening．stage中图分类号：A基金项目：柴油机高增压技术国家级闶笛橹匣作者简介：魏名山．男。副教授。主要研究方向为内燃机增压技术和柴油机排放控制技术。：甧．恤。V0129No1Feb2008收稿日期：all：
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Ir'-Iit-1龇矿赳鏺韬缬膖』芷：二．堕趋二：：善迎鶷㈨一占矾ひ舞嫌唬甗·一级穑甗·一筹甝ひ凳甝磊甝㈣㈤设高、低压涡轮的绝热效率分别为弛二、豳。，涡轮级绝热效率为机，则高压涡轮有效焓降﨟、低压H=c(RTtOad)和温度；粒阜直鹞E牌沽臀露取４油中⋯1中：‰，丁直鹞Q蛊谘沽臀露龋籔琓。分mT21Pt2冷器出口压力和温度；模琓心分别为高压级涡轮进PnT可以看出，环境空气先经低压级压气机压缩，然后112后经进气总管进入气缸。从排气管来看，废气从排气总管出来以后，如果发动机处在低速，则调节阀关闭，所有废气先经高压级涡轮膨胀，再经低压级涡轮膨胀；如果发动机处在高速大负荷工况，则调节阀打开，部分废气不经高压级涡轮而直接经低压级涡轮膨胀后排出，以降低高压级涡轮功，从而降低高压级压气机压比，使总进气压比不超过设定值。2M节阀的质量流量为仇。，进入高压级涡轮进行膨胀的m次狹。如果没有热交换以及其他能量损失，进入高压1燃气的绝热焓降为11涡轮有效焓降汀！⑽新旨队行ъ式礮俐分别为枷篴譎菥又因为涡轮级宓挠行ъ式高压级m+Mkg体的有效焓降，即(1)(6)(7)的涡轮级绝热效率当调节阀完全关闭时，废气完全流经高压级涡M_--m=m式中，住Ｎ5脱