汽车发动机原理第三章发动机废气涡轮增压.ppt

第三章 发动机废气涡轮增压 Engine Exhaust-gas Turbo Supercharging 主要内容 概述 废气能量的利用（自学） 废气涡轮增压器的基本结构和工作原理 废气涡轮增压的类型 汽油机增压概述 车用增压发动机的性能 第一节 概述 第三节 废气涡轮增压器的基本结构和工作原理一、径流式涡轮的工作原理 1　燃气在涡轮机中的流动 二、离心式压气机的工作原理与特性 　第四节 废气涡轮增压的类型一、废气涡轮增压的类型 二、改善车用增压发动机扭矩特性的途径 第五节 汽油机增压概述 一、汽油机增压的特点 ２. 混合气的调节 汽油机采用变量调节，化油器式发动机进行增压时气体流经化油器喉口的压力是变化的，不仅难于精确供应一定浓度的混合气，还增加了一些如增压方案的选择、化油器的密封、加速响应性能等新问题。 ３. 热负荷 汽油机的过量空气系数小，燃烧温度高，膨胀比小，废气温度也比柴油机高200℃～300℃。增压后，汽油机的整体温度水平提高，热负荷问题加重。 ４. 对增压器的特殊要求 汽油机要求增压器体积要小、耐高温性能要好、转动惯量要小，同时效率还要保证在一定的范围内，还要求有增压调节装置，这就造成它的成本比柴油机用增压器要高。 二、汽油机涡轮增压的主要技术措施 第六节 车用增压发动机的性能 一、增压前后发动机动力性及经济性的变化 增压后平均指示压力提高。 增压后机械效率提高。 增压后内燃机的充量系数是增大的。 二、废气涡轮增压对发动机其它性能的影响 １. 降低排气污染和噪声 通常增压柴油机为富氧燃烧，有害气体HC和CO的排放量一般为非增压机的1／3~l／2，如果措施得当（例如采用高喷射率并延迟喷射），NOx 排放量也显著降低。 2. 低速转矩性能变差 主要是由于低速时发动机排出的废气能量低，增压器增压压力不高，致使循环供气量不足，转矩增量明显比高速时低。采用脉冲增压，充分利用低速时的脉冲能量，使增压器与柴油机在较低转速下实现最佳配合，以及采用低速气门定时等，是可以改善其低速转矩的。 3. 加速性能变差 由于废气涡轮增压器与内燃机没有机械联系，增压器自身的惯性使其对突变负荷的响应能力变差，因此，增压内燃机的加速性能比非增压内燃机的差。 为了改善加速性能，可以采用脉冲增压系统，减少进、排气管道容积，采用放气调节或可变喷嘴，减少转子的转动惯量，采用较小的气门重叠角等。另外．利用车辆上空气制动系统的高压空气向压气机工作轮进行喷射． 4. 起动与制动有一定困难 柴油机起动时，因无高温废气，涡轮机无法正常工作，压气机也就不能正常供气。增压柴油机在起动瞬时的进气压力及温度均不高．再加上增压柴油机的压缩比较低，使起动时压缩终点的温度降低．造成着火与起动困难。 一般非增压机改为增压机后，转速均有所降低，这时，车辆后桥传动比也应作相应改动。 １. 降低压缩比 汽油机增压由于受爆燃的限制，必须降低压缩比 。 ２. 增压压力控制系统 汽油机运行转速范围比柴油机宽，从低速到高速进气流量变化范围大，涡轮增压器的特性很难完全满足各种工况的要求，可能出现低速时增压压力不足，高速对增压压力过高的情况，出现爆燃，为此，必须对汽油机增压压力进行控制。 ３. 减小增压后的“反应滞后”现象 采用脉冲涡轮增压、增压器前置方案、带旁通阀的控制系统、减小进排气管长度及容积、提高压缩比及可变点火正时等措施，来减小“反应滞后”现象。 ４. 燃料供给系统的调整 汽油泵 采用由电动油泵和燃油压力调节阀联合工作的方法，来满足增压所需的供油压力和供油量。 点火提前角的调整 采用了电子控制装置来自动推迟点火提前角。 三、汽油机废气涡轮增压器的布置 在直接喷射式汽油机上增压时，一般燃油在增压器之后喷入，也有的在压气机前吸入一小部分燃油。 * 增压: 利用增压器将空气或可燃混合气进行压缩，再送入发动机气缸的过程。 增压后，每循环进入气缸内的新鲜充量密度增大，使实际充气量增加, 提高发动机功率和改善经济性。 增压分类: 按增压比（增压后气体压力与增压前气体压力之比 ） 低增压： ＝1.3～1.6， ＝700 ～1000kPa； 中增压： ＝1.6～2.5， ＝1000