发动机在做增压器的匹配时,对压气机要求是:一要满足增压比,二要足够高的效率。提高压气机效率,可以降低增压后压缩气体的温度,有利于提高气体的密度,进而提高进气量,最终达到增压的目标。理想的发动机运行线是发动机与压气机的联合运行线可以通过压气机的高效率区域,同时与压气机的高效率范围相平行,即让发动机增压后的特性曲线最大限度地利用压气机的高效区域。从图1看出,当所选择的压气机流量过小时,发动机与压机联合运行线在压气机高效区的右边,出现了压气机的阻塞。解决这一问题可以通过选择大流量的压气机或者增加压气机气体通道的横截面积。
反之,当发动机与压气机联合运行线在压气机高效率区域的左半部分,表明在发动机低速工况时运转在压气机的低效率区域,如图2所示。这种情况下,当发动机在高速工况时,压气机容易产生喘振现象。解决这种问题的有效措施是选择较小的增压器或缩减压气机气体通道的横截面积。良好的发动机与压气机联合运行线应远离喘振线,且不能出现压气机的阻塞。图3是某款发动机与增压器的联合运行图,从图中可以看出,联合运行线既穿过了压气机的高效率区,又未超出喘振线和阻塞线。
一般地,涡轮机的高效率区域比较大。另外,发动机外特性工况下范围很小,涡轮的工作效率变化也不明显,因此涡轮机的匹配空间很大。
实践表明,涡轮机的气体流通能力的对其匹配特性影响很大,故发动机与涡轮的匹配是否良好主要取决于涡轮机的气体流通能力大小。判定涡轮机的气体流通能力大小常用的策略是将发动机和涡轮的联合运行线放进涡轮流通特性线上,如图4所示,在联合运行线与涡轮机的气体流通能力特性线不匹配时,就应相应选择较大型号或较小型号的涡轮重新匹配。
在进行发动机与涡轮机的匹配时,需要在涡轮机的气体流通特性图上同时标示各设计目标点的运行工况。涡轮机的流通特性可能不能同时满足各目标点的需求,这就需要综合各目标点工况的情况,选择相对合适涡轮机。 2100433B