内燃机增压器浅析

2019-09-10邵秉川公旭原吴晗睿

青年生活 2019年25期

邵秉川公旭原吴晗睿

摘要：内燃机车作为作为重要的一类轨道车辆，其上搭载的各类零部件均有其重要的作用。增压器作为内燃机车中的重要部件，為机车的稳定运行提供重要的作用，尤其是在低压区域作用更为明显。本文针对内燃机增压器的结构功能进行分析，阐述了国内外增压器的工作现状，提出了增压器设计的参数计算。

关键词：内燃机车，增压器，结构功能

1.研究背景

内燃机车作为轨道运输最为重要的组成部分，一直奔跑在我国的辽阔大地上。虽然近些年电力机车发展迅速，但是内燃机车凭借其动力自给的特点在许多地方仍然发挥着作用。增压器作为内燃机车提高柴油机功率的重要部件，其内部结构要求严格，工作环境恶劣，承受着高温和燃气流的巨大冲击。本文针对内燃机车增压器结构及功能进行分析，阐述了现行增压器的工作现状并提出了相应的关键参数设计点。

2.增压器功能

增压器作为柴油机提高单位重量功率降低油耗改善排放的有效手段之一，被柴油机广泛使用。增压器是利用柴油机排出的废气能量，通过高温和具有一定压力的废气推动涡轮将废气的热能和压力势能转化为机械能。压气机是在涡轮机带动下从大气中吸入空气，通过压气叶轮对空气的作用，使空气加速，扩压器扩压后空气压力增加，同时也增大了空气密度，再通过中冷器中冷进一步增大空气密度从而达到向气缸内多送气气缸内能多喷油多作功的目的。此外，增压器能够进一步改善柴油机气缸内的燃烧状况降低单位功率的油耗。

3.增压器工作

常见的机车废气涡轮增压器主要由涡轮端和压气端两部分组成。涡轮端的燃气进气弯头与柴油机排气总管相连，排气口接烟囱进人大气;压气端的吸气弯头与机车空气滤清器通道相连，涡壳出气口接中冷器经过压缩的空气通过中冷进人稳压箱;涡轮叶轮和压气机叶轮两者通过转子轴刚性连接。机车废气涡轮增压器利用柴油机排出的废气能量和膨胀作功来推动涡轮涡轮又通过转子轴带动同轴的压气机叶轮，压气机叶轮压送机车空气滤清器管道送来的洁净空气，使之增压并经过中冷稳压后进人气缸。当柴油机转速增快，则废气排出速度与废气涡轮转速也同步增快，压气机叶轮也就能压缩更多的洁净空气进入气缸，空气密度的增大可以使燃料更加充分燃烧，增加柴油机的输出功率。

4.增压器参数设计

增压柴油机要获得良好性能，必须要解决增压器与柴油机的匹配问题，为了保证柴油机与增压器的良好匹配、达到预定的增压柴油机各项性能指标，首先要正确确定增压参数。

增压器主要参数有：

（1）增压压力或压比;

（2）空气流量或容积流量;

（3）涡轮前废气平均温度。

增压参数中最重要的是通过计算正确确定流量和增压压力。

1）四冲程柴油机的平均有效压力为：

2）增压柴油机所需要空气流量：

3）压气机的压比：

5 总结

增压器作为内燃机车中最为重要的组成部分，对内燃机车的热效率提升提供了不可获取的作用，为内燃机车稳定运行提供了帮助。本文从增压器工作及功能着手，介绍了增压器的工作情况，并针对增压器设计提出了内燃机预期匹配的参数计算。