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机械涡轮增压器按排气能量在涡轮中的利用方式可以分为以下两种系统

发布日期:2021-01-11 作者: 点击:

机械涡轮增压器按排气能量在涡轮中的利用方式可以分为以下两种系统:


机械涡轮增压器定压涡轮增压系统


定压涡轮增压系统是把内燃机所有气缸的排气收集到一个体积足够大的排气管内,然后再引入涡轮。尽管各缸是交替排气的,但由于排气管的稳压作用,涡轮入口处的压力基本不变,故称为定压增压系统。


定压涡轮增压的主要优点是:涡轮在定压下全周进气,效率较高;气流引起的激振较小,不易引起叶片断裂;排气系统简单,成本较低,易于布置维护。主要缺点是脉冲能量的利用率较低,试验表明,当增压压力较小时,定压增压系统仅仅利用了排气能量的12%~15%,高增压时可达30%以上。此外,定压增压的内燃机的低速扭矩特性和加速性能较差。


机械涡轮增压器脉冲涡轮增压系统


脉冲涡轮增压系统旨在提高在定压系统中损失能量的利用率。这种方案的特点是排气管做的短而细,排气系统的溶积要尽可能小,使排气能直接迅速地进入涡轮机中膨胀做功,减少节流损失。此外,为减少各缸排气压力波的相互干扰,往往采用两根或更多排气支管将相邻发火气缸的排气相互隔开。


最早的涡轮增压器专利申请于在1905年,Sulzer Brothers Research and Development 公司的Alfred Buchi博士申请了第一款涡轮增压器的专利——动力驱动的轴向增压器,但鉴于当时的工业水平,Buchi博士并没有制造出第一台有效率的涡轮增压器产品。1911年在瑞士的Winterthur增压器厂开工,并在1915年制造出了原型航空器发动机增压器,利用发动机废气驱动,主要目的是用来克服高海拔稀薄空气对动力的负面影响。二战期间,通用电气(GE)制造的增压器将飞行器升到了一万米高空。

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