涡轮增压器的结构与原理

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1、 涡涡 轮轮 增增 压压 柴柴 油油 机机 系系 统统 示示 意意 图图工作原理工作原理由发动机废气推动由发动机废气推动涡轮带动压气机涡轮带动压气机增加进气和压力增加进气和压力增强燃烧增强燃烧提高燃油经济性提高燃油经济性降低排放降低排放, 减少环境污染减少环境污染提高动力和性能提高动力和性能高原功率补偿高原功率补偿 发发 动动 机机 涡涡 轮轮 增增 压压 器器 发发 动动 机机 排排 气气 发发 动动 机机 进进 气气 大大 气气 环环 境境增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理 涡轮壳涡轮壳 涡涡 轮轮 压气机壳压气机壳 压气机叶轮压气机叶轮 中中 间间 体体 浮动轴承

2、浮动轴承 旁通阀执行机构旁通阀执行机构 密封环密封环 推力轴承推力轴承增增 压压 器器 剖剖 视视 图图增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理 应应 用用 于于 柴柴 油油 机机 的的 涡涡 轮轮 增增 压压 器器 工工 作作 温温 度度 约：约：500500700 700 增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理转转 子子 的的 工工 作作 转转 速速从从 每每 分分 钟钟 数数 万万 转转 到到 二二 十十 多多 万万 转。转。转转 子子增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理涡 轮 增 压 器 系 列T25T4T45转 子 径 向

3、间 隙0.0940.130 0.1060.145 0.1200.168转 子 轴 向 间 隙0.0430.081 0.0510.086 0.0790.119压 气 机 径 向 间 隙0.570.900.610.910.610.97涡 轮 径 向 间 隙0.861.180.941.200.941.20增压器间隙（参考）增压器间隙（参考）动平衡的目的动平衡的目的:延长轴承的寿命延长轴承的寿命减少振动减少振动减少噪声减少噪声减少功率损失减少功率损失减少转子负荷减少转子负荷动平衡是一个将质心轴与转轴尽可能接近的过程动平衡是一个将质心轴与转轴尽可能接近的过程动动 平平 衡衡F=m2e e0增增 压压 器

4、器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理动平衡是一个将质心轴与转轴尽可能接近的过程动平衡是一个将质心轴与转轴尽可能接近的过程动动 平平 衡衡TB25:0-1800Hz 1.2GGT17:1.0G/0-1000 & 1.5G/1000-2500HzCHRA不平衡量单位是不平衡量单位是:G零件（零件（SWA，压气机叶轮），压气机叶轮）不平衡量单位是：不平衡量单位是：g.in增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理润润 滑滑 系系 统统润滑系统的作用：润滑系统的作用：冷却来自涡轮工作的热量冷却来自涡轮工作的热量向轴承系统提供润滑向轴承系统提供润滑为转子动平衡提供油膜支为

5、转子动平衡提供油膜支撑撑 中间体中间体转子部件（转子部件（CHRACHRA） 润滑油进口润滑油进口 润滑油出口润滑油出口增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理aDYNAMIC COMPRESSOR SEALaDYNAMIC TURBINE SEAL密封环密封环密封环密封环密密 封封 系系 统统增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理密密 封封 - - 活活 塞塞 环环 密密 封封 二二 个个 泄泄 漏漏 途途 径径: : 通通 过过 开开 口口 沿沿 周周 向向 开开 口口 泄泄 漏漏沿环周向泄漏沿环周向泄漏 较较 低低 的的 摩摩 擦擦 损损 失，失，

6、但但 密密 封封 不不 完完 全。全。增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理 旁旁 通通 阀阀 门门 弹弹 簧簧 作作 用用 力力 压压 气气 机机 出出 气气 压压 力力 气气 膜膜 上上 的的 压压 力力 排排 气气 压压 力力 曲曲 柄柄 长长 度度 阀阀 的的 直直 径径 旁旁 通通 阀阀 工工 作作 示示 意意 图图增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理 旁旁 通通 阀阀 是是 如如 何何 改改 进进 性性 能能 的？的？ 允允 许许 采采 用用 小小 涡涡 轮，轮， 改改 善善 发发 动动 机机 的的 低低 速速 性性 能能 L 但但 在在

7、低低 速速 的的 增增 压压 度度 较较 低低 旁旁 通通 阀阀 可可 优优 化化 发发 动动 机机 的的 高、高、 低低 速速 性性 能。能。 普普 通通 的的 增增 压压 器器 的的 增增 压压 度度 受受 涡涡 轮轮 尺尺 寸寸 控控 制制 普普 通通 式式 旁旁 通通 式式 增增 压压 器器 的的 增增 压压 度度 受受 旁旁 通通 涡涡 轮轮 气气 流流 控控 制制 旁旁 通通 式式J 允允 许许 采采 用用 较较 小小 的的 涡涡 轮，轮，J 增增 加加 低低 速速 增增 压压 度度 增增 加加 的的 增增 压压 度度01.01.5 发发 动动 机机 全全 负负 荷荷 性性 能能

8、的的 比比 较较0150030004500 发发 动动 机机 转转 速速 增增 压压 压压 力力, bar0.5增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理何谓增压器与发动机之间的匹配何谓增压器与发动机之间的匹配? 增压器与发动机之间存在着内在的联系增压器与发动机之间存在着内在的联系 -增压器给发动机提供压缩空气增压器给发动机提供压缩空气 -发动机利用压缩空气燃烧燃料发动机利用压缩空气燃烧燃料 -发动机的排气能量取决于发动机的燃烧状况发动机的排气能量取决于发动机的燃烧状况 -排气驱动增压器涡轮排气驱动增压器涡轮 -增压器涡轮带动压气机叶轮增压器涡轮带动压气机叶轮 这样，增压器与发

9、动机之间到达一个能量与流量的相互平衡。这样，增压器与发动机之间到达一个能量与流量的相互平衡。 能量与流量的平衡点就是增压器能量与流量的平衡点就是增压器/发动机的匹配。发动机的匹配。增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理增增 压压 器器 的的 使使 用用 要要 求求涡轮增压器是在高温、高速下工作，所以正确地使用和良好的维护保养对保证增压器的使用寿命和性能非常重要。增增 压压 器器 的的 使使 用用 要要 求求1.增压器采用发动机润滑油进行润滑,润滑油必须使用CD级以上牌号,且须经过过滤尺寸小于20的全流式滤清器滤清。2.下列情况均须预先润滑涡轮增压器：停机时间过长或在冬季,更

10、换润滑油或维修（包括放出润滑油）之后.3.发动机启动后3 34 4秒内,增压器进油口必须显示油压69kpa69kpa（0.7kgf/cm0.7kgf/cm2 2）润滑系统：润滑系统：增增 压压 器器 的的 使使 用用 要要 求求4.发动机负载运行时,增压器进油口处润滑油压力在最大扭矩工况及以上转速时应在196-392kpa(2.11-4kgf/196-392kpa(2.11-4kgf/cmcm2 2) )范围内,低怠速工况应不小于69kpa(0.7kgf/cm69kpa(0.7kgf/cm2 2) )。5 5.润滑油进油温度应在100以下，最高不应超过120。6 6.不要使用液体成型的密封条和

11、密封垫片， 也不能使用密封胶。7.要避免发动机长时间的怠速（最长不应超过20分钟）。9.在发动机润滑油压力建立以前,必须使发动机保持在怠速状态(35分钟)10.发动机停车之前,要使它的温度和转速逐步地从最大值降下来(35分钟)增增 压压 器器 的的 使使 用用 要要 求求1.压气机进口处负压最大值在新滤清器时作如下限定：中型柴油机为：3kpa（0.03kgf/cm2）重型柴油机为：3.5kpa（0.036kgf/cm2）2.当压气机进口处负压超过6.5kpa（0.064kgf/cm2）时, 应清洁或更换更换空滤滤芯。3.涡轮出口的排气背压应不超过10.0kpaG（0.1kgf/cm2G),当采