内燃机原理第七章.ppt

二、增压方式 1、机械增压系统 1、压气机 2、进气管 机械增压 2、废气涡轮 增压系统 空气压力达 0.13~0.5Mpa 提高功率 50%~300% 1、4--排气管 2--涡轮导向器 3--废气涡轮叶片 5--增压器叶轮 6、9--进气管 7--扩散器 8--蜗形管 废气涡轮增压 3、复合增压系统 复合增压系统将机械增压系统和废气涡轮增压系统 结合起来。复合增压系统多用于二冲程柴油机上。在二冲程柴油机上采用复合增压系统是为了保证起动和低转速低负荷时仍有必要的扫气压力。 复合增压系统又可分为串联增压系统和并联增压系统。 （4）ηTk对pe的影响 排气阀座温度=700K,压缩比=10.5； a―单级涡轮增压时能达到的pe值； b―两级涡轮增压并带中冷到318K 时能达到的pe值 图7－25 中速四冲程增压柴油机的pe、pz、ps和ηTk之间的关系 由图7－25可知： 当给定了TT，则pz和ηTk决定了pe 当pz一定，ηTk↑→pe ↑ 。 （ 5）ηTk对实现二冲程柴油机的纯涡轮增压有特殊意义（这取决于ηTk与ηE（能量传递效率））ηTk↑→废气能量利用↑→WT↑、Wk↓→使二程机实现纯涡轮增压。 五、涡轮增压器与内燃机的配合特性 1.内燃机与涡轮、压气机的匹配 内燃机与涡轮增压器的匹配包含三个方面，即内燃机与压气机的匹配、内燃机与涡轮的匹配，以及压气机与涡轮的匹配。 （1） 内燃机与压气机的匹配 压气机不但要达到预定的增压比，而且要具有足够高的效率ηk。不同用途的内燃机对压气机特性的要求是不同的，对于发电用的固定式内燃机和按螺旋桨特性工作的船用内燃机，一般的压气机特性均能满足要求，而车用内燃机的转速范围宽广，要求相相应的压气机应具有宽广的流量范围和较宽的高效区。 但压气机在高压比下要得到宽广的流量范围和高的效率是相当困难的。内燃机与压气机匹配时，要有压气机流量特性和内燃机的流通特性，将两种特性线相叠合就可看出其匹配情况，良好的匹配应是内燃机特性线穿过压气机的高效区，且最好使内燃机运行线与压气机等效线相平行，应防止内燃机耗气特性线处于压气机的低效区或过于接近喘振线，甚至穿过喘振线，这会使内燃机与增压器联合工作时出现工作不稳定的状态。 一般要求内燃机低转速时的耗气特性线离开喘振线的距离(即喘振裕度)约为10%的喘振流量。 （2） 内燃机与涡轮的匹配 　　内燃机与涡轮匹配是否良好主要看涡轮流通能力的选择是否合适。其方法是在涡轮流通特性线上标上内燃机的工作特性线，如果内燃机工作线偏离该型号涡轮的流通特性线，就应选择较大型号或较小型号的涡轮，如果内燃机和涡轮二者流通特性相差不大，也可变换涡轮喷嘴环面积来改变涡轮的流通能力，以达到良好匹配。 (三) 涡轮增压器与柴油机配合特性的分析　　　　　　　　　　 涡轮增压器与柴油机的配合特性曲线指的是二者联合运行的工作线。分析匹配情况的主要方法是将柴油机的流量特性线叠合到离心式压气机特性线上去，根据两组特性线的相对位置来进行分析研究。 图 7－27 涡轮增压器与柴油机的配合特性线 1――柴油机标定转速运转的等转速线； 2――柴油机最低转速运行线； 3――柴油机外特性线； 4――柴油机按螺旋桨特性工作的运行线 　曲线1是柴油机以标定转速运转的等转速线。柴油机在这个标定转速下，随着负荷的增大，废气能量增加→nTk↑→ πk↑pk↑→pz↑；柴油机在标定转速时的pemax受到nTkmax、pz和TTmax的限制。 　　曲线2是柴油机最低转速运行线。这时废气能量很小，所以πk和mk都较小。Pe受到排气冒烟极限的限制，而且pe↑→运行线愈接近喘振线，此时应防止其穿过喘振线而落入不稳定工作区。 曲线3是柴油机外特性线。这时保持喷油量为最大值，随着n↓→mT↓→πk、pk↓，但这时循环供油量仍保持最大值，故排温TT较高→nTk和pk下降相对地较缓慢，故n↓→mk↓↓。此时运行线易穿过喘振线。 　曲线4是按螺旋桨特性工作的运行线。它处于外特性运行线3和等转速运行线1之间。