增压器与柴油机的匹配计算

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1、增压器与柴油机的匹配计算摘要发动机与增压器的匹配是否良好，对发动机的运行起着十分重要的作用。本文主要的内容是用计算出发动机与增压器匹配的最佳运行点。总结出各种匹配的要求和匹配不好的原因。1.增压参数的确定为了保证发动机与增压器的良好匹配，即达到预定的增压发动机各项性能指标，首先要正确确定增压参数。增压参数主要有：1）增压压力或压比；2）空气流量（Kg/s）或容积流量（m³/s）；3）涡轮前废气平均温度；4）大气压力和大气温度。增压参数中最重要的是通过计算正确确定流量和压比。如果流量选择不当，不但使增压器与发动机匹配不好，更重要的是涡轮

2、流通能力确定不当，从而导致增压压力远离设计值。而根据计算得出，如果确定不合适，将导致有较大的偏差。-25-正确确定或也很重要，如果选的过低，将造成达不到预定的增压发动机功率和出现发动机排气温度过高的后果；如果选的过高，又会导致过高的发动机最大爆发压力以及增压器过高的转速。在不同的地方大气压力和大气温度也是不相同的，这要根据当地的情况来决定，一般情况是取标准值。1.1用计算法确定增压参数增压后发动机所需要的空气流量（即压气机流量）为=Kg/s(1—1)式中——燃油消耗率，Kg/（Kw.h）；——过量空气系数；——扫气效率。另外，对四冲程

3、发动机又可表示为：(1—2)式中——发动机转速，r/min；——发动机容积效率。故压气机出口的空气密度：-25-(1—3)以式（2—1）求得的代入式（2—3），即可求得。压气机的压比：(1—4)式中——压气机多变效率；——压气机进口空气密度；Kg/。这种计算增压比方法的准确度依赖于流量的精确程度，只要稍有偏差，所得即较大变化。与二者是相互关系的，在即定情况下，不能任意加大，否则将得到偏大的涡轮流通能力，从而使匹配工作时增压器达不到预定的转速，将低于设计值。下面举例说明增压参数的确定：4120型增压柴油机，该柴油机给定参数：缸径D（mm

4、）102额定转速n（r/min）3500冲程S（mm）100最大扭矩转速n`（r/min）2625缸数i4额定扭矩Me（N.m）245排量Vh（L）3.27增压度30—35%额定功率Ne（kw）73-25-1.2标定工况下增压参数的确定计算标定工况下的空气流量和增压比：mAπk在标定工况下：=255g/Kw.h，=73Kw得到燃油供应率为：=255×73=18615g/h=310.25g/min=0.31Kg/min(1—5)取柴油机的理论空燃比为：=14.3过量空气系数为：（1）=2.3，（2）=2.1当=2.3时的情况用（1）表示

5、，当=2.1时的情况用（2）表示则所需空气流量为：(1)==310.25×2.3×14.3=10204.1g/min=0.17Kg/S(1—6)(2)==310.25×2.1×14.3=9046.5g/min=0.1508Kg/S(1—7)四冲程柴油机，冲程系数为：=4由每分钟的活塞排量为：-25-==3500×3.27÷2=5722.5L/min=5.723/min(2—8)取容积效率=0.9扫气空气过量系数=1.0则每分钟进入的空气的容积为：=5722.5×0.9×1.0=5.15/min(1—9)所以增压空气的密度为：(1)==

6、1.981Kg/(1—10)(2)==1.757Kg/(1—11)取压气机进口空气密度为：=1.205Kg/（相当于20℃一大气压的空气）则(1)(1—12)(2)(1—13)预取压气机多变效率-25-=0.8绝热指数k=1.4由(1—14)得出增压比(1—15)（1）=2.387，（2）=1.935增压后空气温度：假定理想气体则(1—16)(1—17)所以(1—18)所以增压后空气温度为：-25-（1）K（2）K1.3最大扭矩工况增压参数的确定根据增压目标，计算确定最大扭矩工况的增压比和空气流量：、在最大扭矩工况下：=215g/Kw

7、h，=67.3Kw得到燃油供应率：=21567.3=14470g/h=241.16g/min=0.24Kg/min取柴油机的理论空燃比为：=14.3过量空气系数为：（3）=1.9，（4）=1.7当=1.9时的情况用（3）表示，当=1.7时的情况用（4）表示则所需空气流量Ma为：(3)=6552.3g/min=0.11Kg/S(4)=5862.6g/min=0.098Kg/S四冲程柴油机，冲程系数：=4-25-最大扭矩时转速：=2625r/min每分钟的活塞排量为：==4292L/min=4.292/min取容积效率为：=0.85扫气空

8、气过量系数=1.0则每分钟进入的空气的容积为：=4.2920.851.0=3.648/min所以增压空气的密度为：（3）=6.5523.648=1.77Kg/（4）=5.8633.648=1.61Kg/取压气机进口空气密