汽车拖拉机发动机 第３版 作者 董敬 庄志 常思勤编课件 第七章 车用发动机的废气涡轮增压.ppt

解决措施 放气调节：高速运行时放掉涡轮机前一部分废气，或者放掉压气机 后一部分增压空气。 （2）加速性能变差 涡轮增压器与发动机没有机械联系，增压器自身的惯性使其对突变负荷的响应能力变差 解决措施 脉冲增压 减少进、排气管道容积； 放气调节或可变喷嘴环； 减少转子的转动惯量； 采用较小的气阀重叠角 利用车辆上的制动空气系统的高压空气向压气机工作轮进行喷射，可以起到帮助增压器加速的作用 （3）经济性改善 影响经济性改善的因素 负荷率：增压使功率范围扩大，高负荷的经济运行范围扩大了；而在低负荷区，增压器的能量转换不好，进、排气阻力及换气损失增加，对低负荷经济性没有明显作用。 转速：保持原有功率和较高扭矩的情况下，适当降低发动机转速 与车辆参数合理配合 增压中冷 压气机效率 影响经济性改善的因素——负荷率 影响经济性改善的因素—增压中冷 影响经济性改善的因素—压气机效率 （4）降低了排气污染及噪声 （5）起动与制动有一定困难 起动时，无高温排气，使涡轮机无法工作，压气机也不能供气。这时增压柴油机在起动瞬时的进气压力及温度均不高，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，造成着火与起动的困难 按增压后的功率配置的载货汽车发动机的制动力不足——采用排气制动 第五节 汽油机增压概述 一、汽油机增压的困难 1、爆燃（爆震）倾向增大： 2、热负荷增高： 3、汽油机增压系统比柴油机复杂，要求苛刻： 增压使压缩终点及燃烧气体的压力、温度以及零件热负荷的升高，爆震倾向加大。 汽油机燃烧温度高、排气温度高，进气增压后又不能像柴油机那样利用大的气门重叠角来加强扫气效果，因而热负荷将更加严重。 要有宽广的工作范围；耐热性要好、转动惯量要小（体积小、质量轻）。 4、存在着“反应滞后”现象： 1）电控汽油喷射系统 2）消除爆震的点火提前角自适应控制（克服因增压带来的爆震倾向增大） 3）增压空气进行中冷（有利于增加充量、降低热负荷、消除爆震） 4）增压压力控制系统 二、汽油机增压系统的常用措施 增压压力控制系统 汽油机运行转速范围宽，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，高速压力过高的情况。此外，汽油机过量空气系数范围窄、排温高，进入涡轮入口的废气可用能大，再加上为避免爆燃及限制热负荷，使汽油机允许的增压压力比柴油机低，为此，必须对汽油机增压压力进行控制。 1.压气机压比流量特性 最高效率：当等转速线从大流量向小流量变化时，压比与效率最初有所提高；随着流量减少到某值，压比与效率达到最高；在这以后，流量继续减少，压比与效率反而略有下降。 喘振：当流量进一步减少到某一值后，压气机工作开始不稳定，气流发生强烈地脉动，称为喘振。 喘振线：将各种转速下的喘振点连接起来，就可以确定一条不稳定工作的边界线，称为喘振线。 等效率曲线：中间是高效率区，高效率区一般比较靠近喘振边界线，沿高效率区向外，效率逐渐下降，特别在大流量及低压比区，效率下降很多。 提高高效率区的流量范围 无叶扩压器的压气机 提高高效率区的流量范围 后掠式工作轮 2. 通用特性曲线 换算后的速度称为折合速度nk-np 通用特性曲线 二、径流式涡轮机的工作原理 涡轮的功用是将废气所拥有的能量尽可能多地转化为涡轮旋转的机械功。 1、燃气在涡轮中的流动 径流式涡轮机主要是由进气蜗壳，喷嘴叶片环，工作叶轮以及进、出气道等组成。 进气蜗壳的作用是引导内燃机废气均匀地进入涡轮。根据增压系统的要求，蜗壳可以有一个或两个甚至更多的进气口。 喷嘴叶片环是周向均匀安装、带有一定倾角的叶片所组成的多个减缩通道。 废气从工作叶轮转子的外缘由进气蜗壳流入，经过一系列工作路径后从涡轮中心轴向流出。由内燃机中排出的气体具有一定的压力、温度与速度，经进气蜗壳后直接流入喷嘴叶片环中。气流流过喷嘴叶片环时，部分压力能转变为动能，气体得到加速而压力、温度下降，且具有很强的方向性，便于均匀而有序地流入涡轮机的工作叶轮。 涡轮机中气流参数的变化 在涡轮工作叶轮中，叶片之间的通道也呈渐缩状，气体在通道中将继续膨胀。当气流流过工作叶轮叶片时，气流转向。由于离心力作用的结果，在叶片的凹面上压力得到提高，而在凸面则降低。作用在叶片表面的压力的合力，产生转矩。此时，在工作叶轮出口处压力、温度以及速度均下降，而出口处速度已经大大小于进口速度，说明气体膨胀所获得的动能已大部分传给了工作叶轮。但由于排放的气体仍然具有一定速 度，且该部分动能未能在涡轮中得到利用而直接进入排气管，故通常将 该部分动能称为