一种高速响应的涡轮增压器系统设计方法

摘要

本发明公开了一种高速响应的涡轮增压器系统设计方法，属于涡轮增压器技术领域。本发明根据能量守恒公式，得出通过降低转子系统响应时间，通过减小转子系统的转动惯量、通过提高涡轮效率、通过提高压气机效率、通过降低机械摩擦耗散功率实现。本发明采用薄壁蜗壳的质量可以比同型号普通蜗壳的质量降低百分之五十左右；通过调整组合式扩压器中有叶扩压器和无叶扩压器的流道长度比例，可以实现压气机流量和压比同时调节。

主权项

一种高速响应的涡轮增压器系统设计方法，其特征在于：根据能量守恒公式，转子系统的动能＝涡轮功‑压气机消耗功‑机械摩擦耗散功  ⑴公式⑴的两边同时除以单位时间得：转子系统转动功率＝涡轮功率‑压气机消耗功率‑机械摩擦耗散功率  ⑵公式⑵的具体表达式如下：$\frac{1}{2}I({\omega }_2^2-{\omega }_1^2)/\theta =P_T{\eta }_T-P_C/{\eta }_C-P_m---\left(3\right)$公式⑶中I为转子系统的转动惯量，ω₁为转子系统的初始角速度，ω₂为转子系统经过单位时间后的角速度，θ为转子系统的响应时间，P_T为涡轮输入功率，η_T为涡轮效率，P_C为压气机输出功率，η_C为压气机效率，P_m为机械摩擦耗散功率；将公式⑶变形可得转子系统响应时间的表达公式如下：$\theta =\frac{\frac{1}{2}I({\omega }_2^2-{\omega }_1^2)}{P_T{\eta }_T-P_C/{\eta }_C-P_m}---\left(4\right)$从公式⑷看出，要降低转子系统响应时间，通过减小转子系统的转动惯量I、通过提高涡轮效率η_T、通过提高压气机效率η_C、通过降低机械摩擦耗散功率P_m实现。