[发明专利]两级增压系统与柴油机的匹配计算方法有效
申请号: | 201610840332.X | 申请日: | 2016-09-22 |
公开(公告)号: | CN106382155B | 公开(公告)日: | 2018-11-27 |
发明(设计)人: | 朱凤梅;周黎;肖永琴;陈吉祥;何奉林;周建宇;汪一帆 | 申请(专利权)人: | 重庆江增船舶重工有限公司 |
主分类号: | F02B37/013 | 分类号: | F02B37/013 |
代理公司: | 重庆蕴博君晟知识产权代理事务所(普通合伙) 50223 | 代理人: | 王玉芝 |
地址: | 402263 重庆市*** | 国省代码: | 重庆;50 |
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摘要: | 本发明公开了一种两级高增压系统与柴油机的匹配计算方法,本发明的匹配计算方法,其步骤为:步骤一根据已知柴油机的相关参数,计算柴油机所需要的总空气质量流量和总压比;步骤二计算低压级增压器压气机的压比和空气容积流量,选择低压级增压器压气机规格;步骤三计算高压级增压器压气机的空气容积流量和增压比,选择高压级增压器压气机规格;步骤四计算高压级增压器涡轮端的膨胀比和进口温度,确定高压级增压器的涡轮规格;步骤五进行低压级涡轮的计算与选型;步骤六根据已选出的增压器规格,估算柴油机与增压器的联合运行线。 | ||
搜索关键词: | 两级 增压 系统 柴油机 匹配 计算方法 | ||
【主权项】:
1.两级增压系统与柴油机的匹配计算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、根据已知柴油机的相关参数,计算柴油机所需要的总空气质量流量mvol和总压比π;步骤二、根据步骤一中计算得出柴油机所需要的总压比π和总空气质量流量mvol,假定高、低压级增压器压气机压比分配比例,计算低压级增压器压气机的压比πdv和空气容积流量Vd298,选择低压级增压器压气机规格;步骤三、根据步骤二中低压级压气机的出口空气质量流量mV、出口压力Pd2、出口温度td2及中冷器的压力损失ΔP1、温度损失Δt1,计算高压级增压器压气机的空气容积流量Vg298和增压比πgv,选择高压级增压器压气机规格;步骤四、计算高压级增压器涡轮端的膨胀比πgt和进口温度tG1,确定高压级增压器的涡轮规格;步骤五、根据步骤四求得的高压级涡轮的膨胀比πgt和涡轮前压力PG1可推出低压级涡轮增压器进口压力PD1,其出口压力为确定值,进行低压级涡轮的计算与选型;所述步骤一中柴油机所需要的总空气质量流量mvol和总压比π、分别通过式(1)、式(2)进行计算:![]()
其中,柴油机所需要的总空气质量流量mvol单位:kg/s;扫气温度t单位:℃;柴油机活塞直径D单位:m;柴油机活塞行程S单位:m;柴油机额定转速n单位:rpm;柴油机缸数i;扫气压力Ps单位:bar;扫气压力损失ΔPs单位:bar;大气压力P单位:bar;进气压力损失ΔP单位:bar;柴油机压缩比ε;所述步骤二中低压级增压器压气机的压比πdv和空气容积流量Vd298计算步骤如下:柴油机总压比π计算公式(2)可转换为
其中,低压级空气出口压力Pd2单位:bar;低压级空气进口压力Pd1单位:bar;高压级空气出口压力Pg2单位:bar;高压级空气进口压力Pg1单位:bar;空气进气管、消音器、中冷器产生0.01‑0.015bar压力损失,第一次计算,忽略中冷器产生的压力损失,则Pd2≈Pg1,式(3)变为式(4),
其中,低压级增压器的压比:πdv,高压级增压器的压比:πgv;假定高、低压级增压器压气机的压比平均分配,则低压级增压器的压比πdv通过公式(5)进行计算
计算低压级压气机提供的空气质量流量mV,按式(6)、式(7)计算:![]()
其中,低压级压气机的空气质量流量mV单位:kg/s;柴油机的总空气量mvol单位:kg/s;柴油机扫气系数:λ;柴油机充气效率:
增压器台数:z;扫气温度t单位:℃;
的乘积表征气缸通过能力的参数,
的乘积取值范围如下:高速四冲程变压增压柴油机:
高速四冲程定压增压柴油机:
中速四冲程变压增压柴油机:
中速四冲程定压增压柴油机:
中速二冲程增压柴油机:
低速二冲程增压柴油机:
利用式(6)计算所得低压级压气机提供的空气质量流量mV,通过式(8)、(9)换算成容积流量Vd298:
Vd298=mV/ρ298 (9)其中,298K温度下空气密度ρd298,单位:kg/m3;大气压力P单位:bar;进气压力损失ΔP单位:bar;环境温度tv1单位:℃;298K温度下低压级压气机的容积流量Vd298单位:m3/s;低压级压气机的空气质量流量mV单位:kg/s;根据计算得到的压比πdv和流量Vd298选择低压级压气机的规格。
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