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杏彩体育:涡轮和压气机的匹配发动机与负荷的匹配其轴的弹性可忽
起初,人们劳神费心地去捉摸发动机的运行状态,而现在,已能足够准确地预测结构的变化甚至新的工作方式的效果。
然而对于装有废气涡轮增压器的发动机来说,其吸气状态开始是不知道的,因此计算始于假设的进气管和废气管中的压力和温度值,以及增压器的转速值。
随着计算一步步地进行,这些值一般都收敛在一个固定的运行状态,在此状态下,质量流量和能量流量以及作用在增压器各个部分上的转矩处于平衡。
如果这种平衡是逻辑步进建立起来的,这种计算就称为迭代法;如果这种平衡是物理连续建立起来的,这种计算就称为积分法。
当质量流量和转矩之差引起状态参数(压力、温度、转矩)的模拟变化时,这种方法尚还能适合于发动机的物理变化过程。
其中有一次对通过涡轮的流量进行了分析计算,但效率也是凭经验估算。用这种方法,一般不可能预测增压器上几何形状变化的影响。
如果模拟计算的重点或者发展模拟方法的由缘在于内部过程,碍于必不可少的花费,留给增压器的位置通常就很小了。
本文着重计算了发动机与增压器的匹配,对循环过程虽然作了分析,但只是简单地计算了几个步骤,并从这几个步骤中求出积分值(在常量转矩和流量时)。
用这种简化可在模拟发动机和增压器的费用之间找到一定的平衡,增压器发出的功率相对越大,采用这种简化的计算方法也就越有意义。
本计算中假设增压器元件(如压气机和涡轮)同一个质量存储器(以管路形式)相联结,且忽略不计气体在元件中的惯性(通流元件的准稳定描述)。
对于涡轮和压气机的匹配以及发动机与负荷的匹配,假设它们通过动量存储器(以惯性矩的形式)联结,并且轴的弹性可忽略不计。
当增压器通流元件之间的质量流量与机械元件之间的转矩相等时,就会出现平衡,显然,元件之间的压力或是转速对每个元件都是一致的。
增压器元件逻辑运算的迭代法和积分法之间的基本差别,用一个在给定转速下运转的单级定压增压发动机的简化例子予以说明。
在不同的情况下采用的迭代法是不相同的,但所有的迭代法都要首先假设所有的状态参数值,然后通过平衡条件试验加以逐个修正。
由于没有一个状态参数影响到平衡状态,因此在每次修正时必须重新计算剩余的平衡状态,对于迭代法,出一幅用框图表示的流程图。
因此,对于发动机和增压器之间的复杂匹配,用迭代法无论是在编制程序,还是在计算机上计算都要导致很高的费用。
和用方块连接起来的迭代法并行的另一种方法是积分法,本文中所有对于增压器部分的计算都是采用这种方法的。
下面将举例说明气缸工作容积为5.8立方分米的六缸空一空冷脉冲增压发动机的计算值和测量值之间的一致性以及预测未知工作状态的可能性。
只是在1000转/分的最低转速时,特性曲线的倾斜角度发生了变化,这是由于热力学方面损失增大的缘故。而这种情况也是由计算所证实。
在示出的宽广的工作范围内,计算与实测之问的定性的一致性被认为是很好。