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江門路燈車出租, 路燈車出租, 肇慶路燈車出租 基于排氣脈沖能量權重點的非對稱雙流道渦輪機匹配法? 由于在非對稱雙流道渦輪機的初始開發階段沒有脈沖數據的輸入,所以基于穩態一維匹配計算方法仍然必要。在獲得基于穩態輸入所設計的樣機后,才可通過實際樣機測試獲得相應的脈沖數據。本節將介紹一種以發動機關鍵運行工況下的排氣脈沖能量權重點作為非對稱雙流道渦輪機匹配優化點的新方法,以進一步改善非對稱雙流道渦輪機同發動機之間的配性,脈沖能量權重匹配點我們稱為能量匹配點,而該方法稱為脈沖匹配法。而傳統的基于穩態或者低頻時間平均測試數據所確定的匹配點,我們稱為平均匹配點,采用該匹配點進行匹配的方法則稱為平均匹配法。
1 能量匹配點和平均匹配點的差別: 能量匹配點就是以排氣脈沖等熵功率權重點作為非對稱雙流道渦輪機的匹配點。該匹配點采用等熵功率加權平均雙流道壓力比??????和等熵功率加權平均膨脹比????兩個參數來定義: ju??????=∫???????????????????3[1?(4???3)??????1=?????]????7200∫???????????????3[1?(4???3)??????1?????]????7200(6-11)??=∫??????????????????3[1?(4???3)??????1?????]????7200∫???????????????3[1?(4???3)??????1?????]????7200。 其中???為瞬時曲軸轉角時刻非對稱雙流道渦輪機的平均膨脹比,可由公式進行求解: ???=????+???????2其中?????和???????分別為小流道和大流道渦輪機瞬時膨脹比。 12.5L國六EGR發動機關鍵運行工況(1100 r/min外特性工況)的SPR相互作用圖。圖中所示的兩個紅色菱形位置為當SPR>1和<1時的峰值脈沖能量點(20%最高能量權重點)。這表明排氣脈沖的高能量密度區域在排氣脈沖“主峰”附近區域。黃色五角星位置為非對稱雙流道渦輪機的能量匹配點(??????=1.31,????=2.65)。紅色圓形位置為平均匹配點(SPR=1.34,π=2.32)。顯然,平均匹配點的膨脹比同能量匹配點偏差較大,但SPR比較接近。傳統平均匹配法的目的是希望平均匹配點運行于所匹配渦輪機的最高效率附近。這顯然無法同時讓能量匹配點也運行于最高效率附近。基于能量匹配點來進行非對稱雙流道渦輪機的匹配可進一步改善渦輪機的運行效率及發動機的性能。 由于大小流道進口的排氣是以交替波動壓力的方式流入非對稱雙流道內的,因此,可以將脈沖排氣分為SPR>1和SPR<1兩個區分別進行精確的能量匹配。SPR>1時的能量匹配點(?????????,???????)以及SPR<1時的能量匹配點(???????????,???????)可按照公式(6-14)~(6-17)進行計算: 同理,可以將12.5L國六發動機1100 r/min外特性工況的SPR>1和<1的兩個能量匹配點也標標識為兩個黃色方形。對于720°曲軸轉角周期內的SPR分布而言, SPR>1的情況顯然占絕大多數。而對于SPR>1的運行區域,絕大多數時候運行于較低的渦輪平均膨脹比。低膨脹比時排氣脈沖能量密度較低。SPR<1時的運行區域較少,而且基本都是大流道進口壓力較高的狀況,因此,這部分排氣的能量密度較高。這就導致?????明顯比???????低,這一點也是非對稱雙流道渦輪機特有的特征。SPR>1和<1的兩個能量匹配點和平均匹配點相比,SPR值和膨脹比值都有較大偏差,這也說明基于平均匹配方法很難讓渦輪機匹配于最佳的狀態。
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2 匹配點在渦輪流通能力效率曲線上的表現: 由于能量匹配點對應的??????和平均匹配點的SPR都接近1.3,因此,可以將兩個匹配點通過在SPR=1.3條件下的渦輪流通能力效率曲線上進行比較。由于該渦輪機是根據平均匹配點的匹配方法設計的,因此,平均匹配點對應的渦輪運行效率非常接近渦輪峰值效率,運行效率約為79.8%;而能量匹配點對應的渦輪運行渦輪效率卻只有77.4%左右,兩者相差2.4%左右。很顯然,該渦輪機的匹配并沒有運行于最佳的狀態,依然存在進一步優化匹配的空間。 由于SPR>1和<1對應的兩個能量匹配點的SPR值不同,所以,它們將運行于不同SPR條件下的渦輪流通能力效率曲線上。很顯然,兩個能量匹配點對應的渦輪運行效率均低于平均匹配點。同平均匹配點對應的渦輪運行效率相比,SPR>1時能量匹配點對應的效率要低0.7%左右,而SPR<1時能量權重點對應的渦輪效率要低5.7%左右。渦輪性能的固有特性決定,無法同時使渦輪機在SPR>1和<1的兩個能量匹配點都運行于各自SPR條件下的渦輪峰值效率位置。因此,根據兩個區域的能量分布來平衡兩個匹配點對應的渦輪運行效率,以求渦輪機可獲得最高的能量利用率很有必要。 本文后續將采用公式確定的720°曲軸轉角周期內的能量匹配點,對渦輪機進行進一步的匹配優化。即將能量匹配點作為非對稱雙流道渦輪機的設計點,使得能量匹配點的渦輪運行效率盡可能接近于渦輪機的峰值效率。
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