浅谈增压柴油机开发研制过程的几个问题.docVIP

YTR4105ZG型柴油机外特性试验数据： 最高稳定空转r/min 2654 怠速r/min 823 供油提前角℃A 18 试验日期 2008年3月24日 发动机转速 (r/min) 扭矩(实测值) N.m 功率(实测值) kW 小时油耗 kg/h 燃油消耗率(实测值) g/kW.h 压气机后压力 MPa 2450 236.2 60.6 14.09 232.5 0.105 2400 270.6 68.0 15.58 229.1 0.115 2300 284.2 68.5 15.42 225.1 0.115 2200 294.7 67.8 14.88 219.5 0.110 2100 301.8 66.3 14.29 215.5 0.100 2000 306.8 64.1 13.65 212.9 0.100 1900 316.5 62.9 13.46 214.0 0.095 1800 331.8 62.4 13.36 214.1 0.090 1700 333.3 59.3 12.58 212.1 0.085 1600 335.1 56.0 12.14 216.8 0.080 1500 336.0 52.7 11.42 216.7 0.075 最高稳定空转r/min 2658 怠速r/min 823 供油提前角℃A 18 试验日期 2008年3月24日 发动机转速 r/min 扭矩(实测值) N.m 功率(实测值) kW 小时油耗 kg/h 燃油消耗率(实测值) g/kW.h 压气机后压力 MPa 2200 304.8 70.1 15.26 217.7 0.110 2100 313.4 68.8 14.77 214.7 0.110 2000 319.0 66.7 14.22 213.2 0.105 1900 328.0 65.1 13.94 214.1 0.100 1800 332.6 62.6 13.36 213.4 0.090 1700 331.1 59.0 12.56 212.9 0.085 1600 330.8 55.0 11.84 215.3 0.075 1500 326.5 51.1 11.05 216.2 发动机输出功率的大小，在转速一定的情况下，与进气过程中充入气缸的新气重量成正比。在气缸容积不变的情况下，增加进气压力和降低进气温度均可提高新气的密度，使充入气缸的新气重量增加，可提高发动机的功率，柴油机尤为显著。目前柴油机采用增加进气压力的方法，提高输出功率，这种方法称为增压。降低进气温度的方法只是在高增压时作为辅助手段，对增压的新气进行冷却，使增压的新气进一步提高密度后充入气缸，以改善高增压提高输出功率的效果，这种降低进气温度的方法称为中间冷却，简称“中冷”。汽油机采用增压时，易引起爆震，实用上比较困难，因此除在高原地区采用增压以补偿功率损失以外，一般地区很少采用（注：现在由于增压技术的日益完善以及对排放的要求，汽油机采用增压的也越来越多）。 柴油机采用废气涡轮增压一般可使功率增加30%~100%，甚至更多。如果只在普通柴油机上，改变一下进、排气管，使它适合安装废气涡轮增压器的要求，其它机件不作变变，由于充入气缸新气增加，就可加大供油量，使柴油机的功率增加20%~30%。例如6140-B型柴油机采用废气涡轮增压后，输出功率由200马力增加到260马力，功率增加30%。如果对柴油机在增压方面做完善的改进，采取增加运动件的刚度和强度，改变配气机构及配气相位和调整燃料供给系统等措施，则功率可增加100%。 废气涡轮增压是利用柴油机排出废气的能量驱动，所以它与柴油机没有机械传动关系，因此消耗功率很少，结构比较简单、紧凑，体积小，经济性好。故目前车用柴油机多是废气涡轮增压。 废气涡轮增压系统，按照排气管内的压力状况或废气能量利用方式不同，有两种形式，即恒压式涡轮增压系统和脉冲式涡轮增压系统。 恒压式废气涡轮系统是将各缸排出的废气引入一个容积较大的排气总管内，然后流入涡轮机。这样进入涡轮机的废气压力波动很小，使涡轮叶轮承受冲击负荷较小，排气管的结构也较简单。但这种增压系统中，废气流通过气门时的节流大，并且废气进入废气总管时自由膨胀和形成涡流，使这部分飞起的动能（也称脉冲能量）大部分损失掉了，而脉冲能量占废气能量的百分比将随增压压力的增加而下降，故恒压式涡轮增压系统多用于高增压柴油机。 脉冲式涡轮增压系统亦称变压式涡轮增压系统。在这种系统中，排气歧管较短，管子的通道截面较小，差不多与排气门的最大流通截面相等。这样当气缸排气时，排气管内的压力迅速提高，产生压力高峰，此后随气缸内的压力降低而下降。因此脉冲式涡轮增压系统在低、中增压时，可以使废气的脉冲能量得到较好的利用，从