车用柴油机二级涡轮增压技术

liufeiy

二级涡轮增压系统中，两个涡轮增压器和柴油机在气路上串联起来，一般低压级采用尺寸较大的增压器，而高压级采用尺寸较小的增压器。两级涡轮增压系统在技术上较为简单。其主要优点是：每级压气机后的空冷器使整个压缩过程向等温压缩靠近，整个涡轮增压器组的总效率提高；整个系统的增压压力较高，而每一级的增压比较低，涡轮增压器的可靠性提高，噪声降低，且单级压气机有较宽的高效率区域；对环境温度和压力变化不敏感。随着计算机模拟、电控等技术的发展，二级增压系统的研究与应用有了很大发展。
BorgWarner Turbo Systems公司开发的二级增压器

二级涡轮增压系统最早主要用于舰艇、高速轻型船舶、机车、备用电站等所需的大功率高速柴油机上。按要求，这些柴油机应具有高的单机功率和轻的重量，因此通常采用二级径流式或混流式涡轮增压器，以满足增压压力的要求，如MAN B&W和Paxman高速机。其中，Paxman18VP185高速机（单机最大功率4000kw/1950min-1）采用四台一级径流式涡轮增压器和两台二级径流式涡轮增压器，增压压力为0.45MPa。

空气首先经低压级压气机被压缩，然后经第一级中冷器冷却以增加空气密度、减小体积流量；冷却后的空气进入高压级压气机被进一步压缩，然后经过第二级中冷器进一步冷却，最后通过进气总管进入气缸。从气缸排出的废气先进入排气歧管，视工况而定，如果发动机处于低速时，旁通阀关闭，所有废气经高压级涡轮膨胀后由低压级涡轮流出；如果发动机处于高速大负荷工况，则旁通阀打开，部分废气经旁通阀直接进入低压级涡轮，以降低高压级的涡轮功和进气压比，使进气压比不至于达到设定的最高极限。
可调二级增压系统示意图

从结构上来看，在柴油机整个运行工况范围内，二级可调增压系统都可以达到很高的增压压力，过量空气系数比较大，而传统的增压器在柴油机低速时很难做到这一点。而且由于供气充分，还可以增加供油量，提高升功率。就压缩过程而言，每级压气机后都装有中冷器，使整个压缩过程接近于等温压缩，压气机耗功减少，增压系统效率提高。

下图是BorgWarner公司（博格华纳）的可调二级增压系统的设计方案。该方案设计紧凑，并且由于高压级和低压级的负荷相对比较低，保证了增压系统的可靠性和耐久性。
BorgWarner Turbo Systems的二级可调增压系统的设计方案

uly0011

正好在学习两级增压，谢谢！

kkl555

后一个废气涡轮行成的排气阻力会不会影响前一个废气涡轮的效率

linda---lee

楼上的问题，也是我想问的、、、