发动机原理第三章发动机废气涡轮增压讲解.ppt

第四节 废气涡轮增压的类型 一、废气涡轮增压的基本类型 涡轮增压内燃机中，根据废气能量的利用方式，可以分为定压涡轮增压系统和脉冲（变压）涡轮增压系统两种基本类型，其他增压系统大都是由这两种系统演变而来。 定压涡轮增压系统的特点是涡轮前的废气压力基本上保持恒定。把各缸的排气管通向一根排气总管上。且排气总管的容积要足够大，应能起稳定压力的作用。这时虽然各气缸的排气时间互有差距，压力波动较大，但汇集到排气总管后，互相混合减速和滞止，基本保持恒定压力，然后，废气按定压由排气总管导入涡轮机的喷嘴环。 1、定压涡轮增压系统 采用脉冲涡轮增压系统，其特点是：把各缸的排气支管做得短而细，涡轮增压器尽量靠近气缸，并且几个气缸（通常有2到3个缸）连接一根排气管，这样在每一根排气管中就形成几个连续的互不干扰的废气脉冲波（或称废气压力波）进入废气涡轮中；同时把涡轮的喷嘴环根据排气管的数目分组隔开，使它们互不干扰。由于涡轮处在进气压力波动较大的条件下工作，所以该系统又称为变压式涡轮增压系统。 2、脉冲涡轮增压系统 定压和脉冲增压涡轮系统的不同点： （1）废气能量利用效果 脉冲涡轮增压废气能量的损失比定压涡轮增压小，对废气能量的利用比定压增压要好。但当增压比提高时，两种系统对废气能量的利用效果将逐渐接近。一般增压比小于2.5时，采用脉冲增压系统对于废气的利用是比较有利的。 （2）内燃机气缸内扫气作用 即使在部分负荷工况下，脉冲涡轮增压系统仍能保持足够的扫气压力差，以保证气缸有良好的扫气，达到提高充量系数、减小燃烧室中受热零件热负荷的目的。定压系统则不容易保证气缸内的扫气。 （3）内燃机的加速性能 采用脉冲涡轮增压系统的内燃机加速性能较好，另外，在内燃机转速降低时，脉冲涡轮增压系统的可用能与定压增压系统的可用能之比增大，有利于改善内燃机的转矩特性。 （4）增压器效率与增压器系统的结构 从废气涡轮的效率来看，脉冲系统的平均绝热效率比定压系统略低。定压系统的涡轮前压力恒定，且涡轮喷嘴环全周进气，涡轮的效率较高。 此外，脉冲涡轮增压系统的尺寸较大，排气管的结构也比较复杂。 综上所述，在低增压时采用脉冲涡轮增压系统较为有利；高增压时则两种系统同时存在，各有所长，应根据实际情况综合考虑。 二、改善车用增压发动机转矩特性的途径 1.排气旁通 2.进气旁通 3.可变截面涡轮 （1）双涡壳通道蜗轮 （2）可变涡壳通道流通截面蜗轮 （3）变喷嘴环流通截面蜗轮 二、改善车用增压发动机转矩特性的途径 （1）双涡壳通道蜗轮 二、改善车用增压发动机转矩特性的途径 （1）双涡壳通道蜗轮 二、改善车用增压发动机转矩特性的途径 （2）可变涡壳通道流通截面蜗轮 二、改善车用增压发动机转矩特性的途径 （3）变喷嘴环流通截面蜗轮 二、改善车用增压发动机转矩特性的途径 （3）变喷嘴环流通截面蜗轮 二、改善车用增压发动机转矩特性的途径 （3）变喷嘴环流通截面蜗轮 二、改善车用增压发动机转矩特性的途径 （3）变喷嘴环流通截面蜗轮 第五节 汽油机增压概述 一、汽油机增压的特点 1．爆燃 增压比一般比柴油机低得多，功率最高增加幅度为40%～50％ 2．混合气的调节 电控汽油喷射技术的应用，为增压技术在汽油机中的应用扫除了一大障碍 3．热负荷 4．对增压器的特殊要求 1．降低压缩比 2．增压压力控制系统 3．减小增压后的“反应滞后”现象 4．燃料供给系统的调整 （1）汽油泵 （2）点火提前角的调整 二、汽油机涡轮增压的主要技术措施 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，经过压气机改善了雾化，并降低了压气机出口温度，增加了汽油机的充气系数，但这种布置方式结构更为复杂。 三、汽油机废气涡轮增压器的布置 第六节 车用增压发动机的性能 一、增压前后发动机动力性能及经济性能的变化 内燃机的动力性能指标与经济性能指标可以表示为 假定增压前后内燃机转速n及过量空气系数不变，则有 根据假定，认为 根据压气机的绝热效率表达式 以及理想气体状态方程 可以求得 由此可见，增压前后工质密度的变化，与增压比和压气机绝 热效率直接相关，增压比高则工质密度增幅大；即使在增压 比确定之后，降低压缩过程中空气的温升也同样可以提高绝 热效率，从而使进气密度增加。对增压后的进气进行中间冷 却可以达到这一目的，这就是增压发动机中特别是高增压时 较多采用进气中冷技术的原因。 由