廢氣渦輪增壓器的工作原理1.增壓過程柴油發(fā)動機在進氣沖程時,活塞向下移動產(chǎn)生負壓,使空氣和燃油混合物進入氣缸進行燃燒。這種方式稱為自然吸氣,而自然吸氣發(fā)動機的進氣量取決于大氣壓力。在某些情況下,自然吸氣發(fā)動機可能會出現(xiàn)進氣量不足、功率下降的情況。渦輪增壓系統(tǒng)的作用就是通過壓縮空氣提高發(fā)動機的進氣量,使發(fā)動機在相同工作條件下能夠燃燒更多燃油,從而提升功率。在增壓條件下,發(fā)動機能夠獲得更高的扭矩,部分發(fā)動機甚至可以通過增壓提升50%以上的功率。LTP渦輪增壓器5700107A不少混合動力車型結(jié)合了渦輪增壓器與傳統(tǒng)內(nèi)燃機,發(fā)揮各自優(yōu)勢。新疆LIEBHERR渦輪增壓器公司
柴油機和增壓器作為流通特性不同的兩個熱力系統(tǒng),他們的匹配是有矛盾的,低負荷時渦輪增壓器無法提供柴油機需要的增壓壓力,高負荷時,渦輪發(fā)出的功又會過多。混合動力渦輪是解決上述矛盾的一個可行方案。混合動力渦輪增壓器的連接軸與一個高速發(fā)電機相連,該發(fā)電機又同時具有電動機的功能,高負荷時,發(fā)電機將增壓器多余的軸功轉(zhuǎn)化為電能,起到了排氣能量回收的作用;低負荷時,與壓氣機軸相連的發(fā)電機工作在電動機模式,補償不足的渦lun gong,提高了增壓壓力,改善了柴油機的低負荷性能和起動工況性能。2007年,MHI設(shè)計出MET42MAG匹配到四沖程氣體機上,后又設(shè)計出更大的MET83MAG,2011年裝配在7S65ME-C低速機上四川LIEBHERR渦輪增壓器供應(yīng)定期清潔渦輪增壓器周圍的灰塵和雜物,保證其散熱良好。
燃氣閥、空氣閥控制受控增壓器的“投入”和“切除”。當柴油機啟動和低工況運行時,2只蝶閥處于關(guān)閉狀態(tài),只有基本增壓器TCA工作(1TC工作狀態(tài));柴油機轉(zhuǎn)速和負荷升高,達到某個設(shè)定狀態(tài),STC控制儀將自動打開2只蝶閥,柴油機從1TC工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入2TC工作狀態(tài),2個增壓器TCA和TCB都工作[2]。柴油機從高工況向低工況運行時,達到某個設(shè)定狀態(tài),STC控制儀將自動關(guān)閉2只蝶閥,柴油機即從2TC轉(zhuǎn)入1TC狀態(tài)。旁通閥和放氣閥在柴油機特定的工作范圍內(nèi)開啟。該型柴油機由1TC到2TC的轉(zhuǎn)換條件是:柴油機工況升高,當A排增壓器轉(zhuǎn)速大于24 800 r/min,并且主機轉(zhuǎn)速大于730 r/min,或增壓壓力大于0.23 MPa時,STC控制儀將自動打開2只蝶閥(空氣閥和燃氣閥),柴油機即從1TC轉(zhuǎn)入2TC狀態(tài)運行。
提高響應(yīng)速度和減少渦輪遲滯某些發(fā)動機設(shè)計會采用左右兩個渦輪增壓器,以改善增壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度。在低轉(zhuǎn)速時,兩個渦輪可以協(xié)同工作,減少單個渦輪因尺寸過大而帶來的遲滯現(xiàn)象,從而實現(xiàn)平穩(wěn)且迅速的動力提升。滿足極端工況需求在高海拔或高溫等環(huán)境下,空氣密度較低,增壓器需要更加高效地工作以補償進氣不足。采用雙渦輪增壓器可以更好地控制進氣壓力和流量,提高發(fā)動機在惡劣環(huán)境下的適應(yīng)性??傊?,左右兩個渦輪增壓器的應(yīng)用主要是為了優(yōu)化發(fā)動機的進氣效率、均衡各氣缸組的供氣,滿足高功率輸出及快速響應(yīng)的要求,從而實現(xiàn)更優(yōu)的發(fā)動機性能和燃油經(jīng)濟性。10137231新款HE500WG增壓器(右)用于PR776 R9100 R9150 LR11350其工作原理基于能量回收與再利用,將原本廢棄的廢氣動能轉(zhuǎn)化為機械能,為發(fā)動機燃燒提供更多氧氣。
渦輪增壓器作為提高內(nèi)燃機功率和效率的重要技術(shù),在百余年的發(fā)展歷程中不斷演進。從z初的概念提出到成熟的工業(yè)化應(yīng)用,每一次技術(shù)突破都推動著內(nèi)燃機性能的飛躍。如今,渦輪增壓器不僅廣泛應(yīng)用于汽車、船舶和工業(yè)設(shè)備,更在節(jié)能減排和清潔能源轉(zhuǎn)型中扮演著不可替代的角色。
二十世紀七十年代末期,MTU公司首先開發(fā)出相繼增壓系統(tǒng),隨后成功應(yīng)用在該公司之后生產(chǎn)的各系列高性能指標柴油機。1983年法國SEMTpielstick公司開始在16PA4-200VG-D6、PA6-280、PC4-570系列柴油機上進行相繼增壓技術(shù)研究。1992年德國KKK公司渦輪增壓器廠在漢諾威貨車上提出了一種用于車用和工業(yè)用柴油機的相繼渦輪增壓系統(tǒng)。1992年Mercedes-Benz為MTU12V396TE14型柴油機選配2臺增壓器的相繼增壓系統(tǒng),并shouci安裝到DF200型內(nèi)燃機車上。1998年,美國海軍運用相繼增壓技術(shù)對裝備在LPD-17船塢運輸艦上的帶增壓放氣的16VPC2-5中速柴油機進行了改造。 渦輪增壓器能讓車輛在高速行駛時,依然保持充沛的動力儲備。浙江LTP渦輪增壓器維修
電子控制技術(shù)的引入,讓渦輪增壓器的運行更加精細和智能化。新疆LIEBHERR渦輪增壓器公司
低工況進、排氣旁通系統(tǒng)的原理是當柴油機低速運行時,增壓空氣繞過氣缸直接進入渦輪前的排氣管,從而增大氣體流量,提高發(fā)動機的增壓壓力,以避免發(fā)動機在低工況時喘振,改善發(fā)動機低工況性能。如果利用廢氣余熱對旁通的空氣加熱,效果會更好。MTU公司率先在396柴油機上采用低工況進、排氣旁通技術(shù)來改善發(fā)動機低工況性能。但由于該系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)裝置較為復(fù)雜,因此主要用于大功率高增壓發(fā)動機。
廢氣旁通增壓系統(tǒng)是以柴油機低負荷區(qū)域為設(shè)計匹配點,對無法兼顧的高負荷區(qū)域,通過打開渦輪上與大氣連通的一個可調(diào)節(jié)閥,釋放多余廢氣能量。這種增壓器的好處是通過設(shè)計較小的渦輪殼截面,迅速建立起低速壓力,改善低速時的動力性、經(jīng)濟性、排放指標以及瞬態(tài)響應(yīng)性。但較小的渦輪殼截面會導致柴油機在高負荷區(qū)過高的增壓壓力而造成爆發(fā)壓力大幅升高、可靠性降低、性能指標惡化等問題。同時由于釋放了一部分廢氣,造成能量損失,造成柴油機在高負荷區(qū)燃油消耗有一定的增加。此外還有超高增壓技術(shù)、電動放氣渦輪增壓技術(shù)以及諧振復(fù)合增壓技術(shù)正在逐步得到發(fā)展和應(yīng)用 新疆LIEBHERR渦輪增壓器公司