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柴油發電機廠家專業講述:廢氣渦輪增壓器工作原理及結構形式

2019-07-25
來源: 頂博電力
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在我們了解完柴油機增壓系統後,為大家介紹一下最常用的柴油發電機增壓方法-廢渦輪增壓器,在柴油發電機組中我們統稱為廢氣渦輪增壓系統。今天重點為大家講解一下柴油機渦輪增壓器工作原理、結構以及2種形式。

一、柴油機廢氣渦輪增壓工作原理

廢氣渦輪增壓是利用柴油機排出的廢氣能量來驅動增壓器,将空氣壓縮後再送入氣缸的一種增壓方法。柴油機采用廢氣渦輪增壓後,可提高輸出功30%-100%以上,同時還可減少單位功率質量,縮小外形尺寸,節省原材料,降低燃油消耗軋增大柴油機扭矩,提高載荷能力以及減少排氣對大氣的污染等優點,因而得到廣泛應用。

二、柴油機廢氣渦輪增壓結構

柴油機廢氣渦輪增壓系統結構如圖所示。将柴油機排氣管接到增壓器的蝸殼上,柴油機排出的具有500〜650℃高溫和一定壓力的廢氣經蝸殼進入噴嘴環,噴嘴環的通道面積由大逐漸變小,因而可以做到:雖然廢氣的壓力和溫度在下降,但其流速在不斷提高,高速的廢氣流,按一定的方向沖擊渦輪,使渦輪高速旋轉廢氣的壓力、溫度和速度越高,渦輪的轉速就越快通過渦輪的廢氣最後排入大氣。

廢氣增壓器結構

三、柴油機廢氣渦輪增壓形式

廢氣渦輪增壓器按進入渦輪的氣流方向,可分為軸流式和徑流式兩種。

1.徑琉式渦輪增壓器徑流式渦輪增壓器的結構如圖所示。

廢氣渦輪增壓器形式

它主要是由蝸殼、噴嘴環、渦輪和轉子軸等組成徑流式渦輪增壓器工作時,柴油機排出的廢氣進入增壓器的蝸殼後,沿增壓器專子軸的軸線垂直平面流動,在葉輪中被迫沿着耷曲通道改變流動方向,在離心力的作用下,氣流質點投向葉片M面,壓力增加而相對速度降低;葉片凸面上則相對速度提高而壓力降低。

2.軸流式輪增壓器軸流式輪增壓器工作時柴油機排出的廢氣進入增壓器的蝸殼之後、氣流沿着增壓器的轉子軸的軸線方向流動,故稱軸流式。

廢氣渦輪增壓器按是否利用柴油發動機排氣管内廢氣的脈沖能量,可分為恒壓式和脈沖式兩種增壓器。

①恒壓式廢氣輪增壓器是将多缸柴油機全部氣缸的排氣岐管接到一根排氣總管内,再與增壓器與殼相鍊接,而廢氣以某一平均壓力順着一個單一的蝸殼進氣道通向整個噴嘴環,這種增壓器常用于大功率高增壓柴油機中。

②脈沖式廢氣渦輪增壓器的排氣系統示意圖如圖所示。以六缸柴油發動機為例來說明、其發火次序為1-5-3-6-2-4,通常将1、2、3缸的排氣道連接到一根排氣歧管上,沿蝸殼上的一條進氣道通向半圏噴嘴環多而将4、5、6缸的排氣道連接到另一根排氣歧管,沿蝸殼上的另一條進氣道,通向另半圏噴嘴環,這樣合缸排氣互不幹擾,這種結構可以充分利用廢氣的脈沖能量。

廢氣渦輪增壓器排氣系統

廢氣渦輪增壓器的主要性能指标是空氣壓力升高比,簡稱壓比,用nk表示,它是壓氣機出口空氣壓力PK和壓氣機進口空氣壓力p1的比值,即nk=pk/pl

壓氣機出口空氣壓力值越大、進入氣缸的空氣密虔也越大,渦輪增壓器按壓比大小可分為低、中、高增壓三種:

低增數nk<1.7沖增壓nk=1.7〜2.5:高增壓nk>2.5

nk>1.8的中增壓、就要采用中器以降低壓氣機出口空氣溫度,使進入氣缸的空氣密度增大,目前、油發動機上普遍采用低、中增壓徑流脈沖式廢氣渦輪增壓器。高增壓柴油機已式為發展趨勢。

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