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柴油发电机组的增压系统是怎么样的呢


文章出处:www.kmsdl-sz.comol菠菜网电竞发布:康明斯柴油发电机人气: 发表时间:2017-11-07【

 

随着生产的发展和技术水平的提高,对柴油机的要求也越来越高,既要求柴油机输出功率要大,经济性要好,而且质量要轻,体积要小。柴油机输出功率的大小,取决于进人汽缸的燃油和空气的数量及热能的有效利用率。由此可知要提高柴油机的输出功率,最经济最有效的办法是增加进入汽缸的空气量,在柴油机汽缸容积保持不变的条件下,增加进入汽缸的空气密度是提高柴油机输出功率的主要手段。然而,空气密度与压力成正比,与温度成反比,因此,增加进气压力,降低进气温度都能提高进气密度,目前柴油机中采用增压器来提高压力,采用中冷器降低气体的温度,。

所谓增压,即用增压器(压气机)将柴油机的进气在缸外压缩后再送人汽缸,以增加柴油机的进气量,从而提高平均有效压力和功率。

1.增压的方法

最常用的增压方法,按驱动增压器所用能量来源不同,增压方法可分机械增压、废气涡轮增压和复合增压三类。

(1)机械增压压气机由柴油机直接驱动的增压ol菠菜网电竞称为机械增压。它由柴油机的曲轴通过齿轮、皮带或链条等传动装置带动增压器旋转。增压器通常采用离心式压气机或罗茨压气机?掌顾跆岣咂溲沽螅偎腿肫住

由于压气机所消耗的功率是由曲轴提供的,当增压压力较高时,所消耗的驱动功率也会很大,使整机的机械效率下降,因此,机械增压通常只适用于增压压力小于(160~170)kPa的低增压场合。

(2)废气涡轮增压废气涡轮增压是利用柴油机排出的废气能量来驱动增压器,将空气压缩后再送入汽缸的一种增压方法。柴油机采用废气涡轮增压器之后,可以提高输出功率(30~100)%以上,同时还可减少单位功率的质量,缩小外形尺寸,节省原材料,降低燃油消耗率,增大柴油机的扭矩,提高载荷能力以及减少排气对大气的污染等优点,因而得到广泛的应用。尤其在高原地区因气压低、空气稀薄,导致输出功率下降,一般当海拔高度每升高1000m,功率将下降(8-10)%。若装设涡轮增压器后,可以恢复原输出功率,其经济效果尤为显著。

柴油机涡轮增压系统。将柴油机排气管接到增压器的涡轮売上,柴油机排出的具有(500~650)℃高温和一定压力的废气经涡轮壳进入喷嘴环,喷嘴环的通道面积做成由大到小,因而废气的压力和温度下降,而速度提高,高速的废气流,按一定的方向冲击涡轮,使涡轮高速旋转。废气的压力、温度和速度越高,涡轮的转速就越快。通过涡轮的废气最后排人大气。

①废气涡轮增压器的形式和构造:废气涡轮增压器按进人涡轮的气流方向,分为轴流式和径流式两种形式。

②径流式涡轮增压器结构和原理:径流式涡轮增压器的结构。它由涡壳、喷嘴环、涡轮和转子轴组成。径流式涡轮增压器工作时,柴油机排出的废气进人增压器的涡轮完后,沿着增压器的转子轴的轴线的垂直平面(即径向)流动。这是由于当气流通过喷嘴时,一部分压能和热能转换为动能,获得高速气流。由喷嘴环出来的高速气流按一定方向流入叶轮,在叶轮中被迫沿着弯曲通道改变流动方向,在离心力的作用下,气流质点投向叶片凹面,压力增加而相对速度降低;叶片凸面上则相对速度提高而压力降低,因此,作用在叶片凹凸面上的气流合力(即压力差)在涡轮轴上形成推动叶片旋转的力矩,因而从叶轮流出的废气经由涡轮中心沿轴排出。中型柴油机大多采用径流式涡轮增压器。

③轴流式涡轮增压器:轴流式涡轮增压器工作时,柴油机排出的废气进入增压器的涡轮壳之后,气流沿着增压器的转子轴的轴线方向流动,故称轴流式。大型柴油机大多采用这种增压器。

废气涡轮增压器按是否利用柴油机排气管内废气的脉冲能量可分为恒压式和脉冲式。

所谓恒压式是将多缸柴油机全部汽缸的排气歧管接到一根排气总管内,再与增压器涡轮壳相连接,而废气以某一平均压力顺着一个单一的祸轮壳进气道通向整个喷嘴环,这种增压器常用于大功率高增压柴油机中。

脉冲式废气涡轮增压器的排气系统。以六缸柴油机为例来说明,若发火次序为1-5-3-6-2-4,通常将1、2、3缸的排气道连接到一根排气歧管上,沿涡轮壳上的一条进气道通向半圆喷嘴环;而将4.5.6缸的排气道连接到另一根排气歧管,沿涡轮壳上的另一条进气道,通向另半圈喷嘴环,这样各缸排气互不干扰,这种结构可以充分利用废气的脉冲能量,并能利用压力高峰后的瞬间真空扫气,防止某缸排气压力波高峰倒流到正在吸气的另一缸中,因此,在同一根排气歧管的各汽缸发火间隔应大于180°曲轴转角。目前中型柴油机废气涡轮增压均采用脉冲式增压器。

废气涡轮增压器的主要性能指标是空气压力升高比,简称压比用 πk表示,它是压气机出口空气压力pk和压气机进口空气压力pl的比值,即

 

πk=pk/pl

式中pk和pl均为绝对压力(kpa)。pk值越大,进入汽缸的空气密度也越大。

涡轮增压器按压比大小可分为低、中、高增压三种:

低增压πk〈1.7

中增压πk=1.7~2.5

高增压πk〉2.5

一般πk〉1.8的中增压,就要采用中间冷却器,以降低压气机出口的空气温度,使进入汽缸的空气密度增大。目前普遍采用低、中增压径流脉冲式废气涡轮增压器。高增压柴油机已成为发展趋势。

为径流脉冲式废气涡轮增压器的结构。右边为涡轮,左边为压气机,两者同轴。涡轮机壳用耐热合金铸铁整体铸成,气流进口与排气管相连接,压气机壳的前口通过软管与空气滤清器相连,而出口通往柴油机汽缸。涡轮用含镍的耐热钢精密铸造而成,装在转子轴上;压气机的叶轮为铝合金铸件,用螺母固定在转动轴上。压气机叶轮与压气机壳的间隔可通过调整垫片的增减来调整。喷嘴环用耐热合金精密铸造,中间壳体用合金铸铁铸造,内有润滑油通道及密封装置,一端与压气机连接,另一端与涡轮机壳连接。

(3)国产增压器型号编制规则根据国家标准(GB727-65),増压器型号编制规则如下:

①名义供气量:用数字表示标准大气状况下,增压器在低增压比和接近最佳效率区工作时的供气量(以每小对10m3为皇位,余数四舍五入)、供气量大于每小时1500m3时,则取接之5的整倍数表示。

②增压比和型号均用字母表示:型式符号用来表示增压器涡轮形式。

③实际手台量及变型符号:用阿拉伯数字组成、前面数字表示在标准大气压下的实际供气量。最后一生数字是变型代号,按ol菠菜网电竞出现的顺序编排。当实际供气量与名义供气量数值相同时,可不表示当实干侵占量。


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