黄埔云梯车出租, 海珠云梯车出租, 荔湾云梯车出租    涡轮运行效率对非对称双流道涡轮增压发动机脉冲排气的影响?
来源: admin   发布时间: 2022-07-04   509 次浏览   大小:  16px  14px  12px
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          黄埔云梯车出租, 海珠云梯车出租, 荔湾云梯车出租    涡轮运行效率对非对称双流道涡轮增压发动机脉冲排气的影响?      分析排气脉冲进气状态下的非对称双流道涡轮机运行效率对提高排气脉冲能量利用率有重要意义。涡轮增压器的效率(包含涡轮增压器轴承损失)通常可以根据公式进行计算,而720°曲轴转角周期的循环平均涡轮效率(包含涡轮增压器轴承损失)则可用80011001800 r/min工况的瞬时涡轮运行效率。瞬时涡轮运行效率也随着曲轴转角的增加做脉冲式波动。另外,8001100r/min外特性工况的涡轮瞬时效率出现了大于100%的现象,这是不合理的,具体原因下文分析。 

 

           800 r/min外特性工况的增压器转速。由于涡轮机在发动机排气脉冲的驱动下运行,所以增压器转速也随发动机曲轴转角变化做周期变换。最高和最低转速分别约为6.8/分钟和6.75/分钟,偏差仅约为1%。因此,通常近似认为涡轮增压器的转速恒定,压缩机的压缩功率𝑊̇𝑜𝑚𝑝也恒定。所以根据公式可知瞬态涡轮效率同瞬态涡轮机的涡轮等熵功率成反比。瞬态涡轮等熵功率波动越大,瞬态涡轮效率波动也越大。800 r/min的瞬态效率波动最大,其次是1100 r/min,波动最小的是1800 r/min工况。这符合脉冲强度同发动机转速成反比这一逻辑。当涡轮机的涡轮等熵功率最小时,涡轮效率达到最大值,反之则相反。在涡轮等熵功率很小时,就有可能导致涡轮效率计算出大于100%的假性结果;而在涡轮等熵功率很大时,就导致涡轮效率计算值过低。 这一不合理现象的根本原因是没有考虑涡轮转子惯性功。公式(5-4)的应用前提是稳态况,而实际上非对称双流道涡轮机双入口接收到的废气是间歇性的脉冲进气模式,涡轮机的运行状态显然为非稳态。虽然发动机恒定工况下的涡轮增压器转速波动较小,但实际涡轮转子的角加速度却不可忽略。 在不考虑时域滞后因素的条件下,实测的增压器转速基本同涡轮等熵功率的脉冲波动变化一致。涡轮等熵功率的上升和下降导致增压器转速的提高和降低。为了消除增压器转速传感器测试误差的影响,采用黄色拟合虚线对涡轮转速进行顺滑拟合。转子角加速度的计算也根据该顺滑拟合曲线进行。

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         800r/min外特性工况的涡轮转子角加速度随曲轴转角的变化。虽然转速波动较小,但涡轮转子的角加速度较大,所以采用公式进行涡轮瞬态效率的计算会产生较大偏差。因此在涡轮瞬态效率计算时需要考虑涡轮转子转动惯量的影响。考虑转子转动惯量的涡轮瞬时效率发动机80011001800 r/min外特性工况下,考虑涡轮转子惯性功的涡轮瞬态效率随曲轴转角的变化关系。涡轮瞬态效率仍然表现为脉冲波动的非稳态状态,只是波动幅度有所变化。间歇性供气的排气脉冲使得大小流道涡轮机的运行模式在部分进气(包含极端情况的单进气情况)、等进气以及排空进气三种状态之间循环切换。因此大小流道涡轮机的运行效率是交错波动状态,从而导致非对称双流道涡轮机的瞬态效率也处于脉冲波动状态。

          800 r/min工况的非对称双流道涡轮机瞬态效率随曲轴转角的变化曲线展现为主峰次峰连续出现的形态,而1100 r/min1800 r/min工况则并不明显。这是因为11001800 r/min工况下的EGR阀或平衡阀开启导致效率脉冲主峰次峰被平衡。 从涡轮瞬时效率波动来看,800 r/min外特性工况下的效率波动振幅最明显,大约在64.5~75.7%之间。而1100 r/min工况的效率波动次之,约在70.3~78%之间。1800 r/min的瞬态效率波动最小,约在69~75%之间。这说明排气脉冲强度同涡轮瞬时效率波动趋势一致。该涡轮机在涡轮性能台架上测试得到的等进气状态涡轮最高效率约为81%(不含轴承损失)。1100 r/min工况的涡轮增压器轴承损失为97%左右,因此,该工况不包含轴承损失的最高涡轮瞬态效率约为82%,比较接近涡轮性能台架测试的涡轮最高效率。这说明脉冲解耦模型分析的结果同实际测试结果吻合。 偏差在4%以内。因此不考虑涡轮增压器转子惯性条件下的720°曲轴转角循环平均涡轮效率也具有较高的准确性。 

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