汽车发动机原理第八章解读.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 内燃机增压 内燃机增压方式 内燃机增压是指将新鲜空气进行预先压缩，然后进入气缸，以提高进气密度，从而增加进气量，燃烧更多的燃料，增加内燃机的输出功率。 内燃机增压方式分四类：机械增压、排气涡轮增压、气波增压和复合增压。 第一节 概述 第三节 排气涡轮增压系统 第二节 排气涡轮增压器 第四节 增压内燃机的性能 第五节 汽油机增压技术 第八章　内燃机增压 总目录 内燃机增压：指将新鲜空气进行预先压缩，然后进入气缸，以提高进气密度，从而增加进气量，燃烧更多的燃料，增加内燃机的输出功率。同时，可以改善内燃机的经济性和减少有害物排放。 一 、内燃机增压 第一节　概述 增压比πk： ，表示进气压力提高的程度。 pk为增压后的进气压力，p0为未增压的进气压力，一般称为大气压力。 增压度φ： ，表示增压后内燃机功率提高的程度。 Pek为增压后内燃机的功率，Pe0为增压前内燃机的功率。即增压度φ为增压后内燃机的功率Pek与增压前功率Pe0之差与增压前功率Pe0之比。 章目录 、内燃机增压的方式 二 按增压器能量的提供方式及结构形式，增压可以分为四种类型，如图8.1所示。 1. 机械增压 内燃机输出轴直接驱动增压装置，实现对进气的压缩。 2. 排气涡轮增压 应用涡轮增压器，利用排气能量，驱动压气机工作，实现进气增压。 3. 气波增压 利用排气系统中的压力波动效应压缩空气。 4. 复合增压 上述三种增压方式的组合，如机械增压与排气涡轮增压组合，一般用于大型船用柴油机。另外，随着增压度的提高，出现了二级、三级涡轮增压系统。 机械增压低速性和加速响应性好，可靠性好，但消耗内燃机的有效功率。 排气涡轮增压系统由于回收部分废气能量而得到广泛应用。 复合增压系统和多级增压系统随着柴油机性能的进一步强化和排放法规的加严而得到更多的使用。 第一节　概述 图8.1 内燃机增压的方式 a）机械增压 b）涡轮增压 c）气波增压 E—内燃机 C—压气机 T—涡轮机 、内燃机增压的优点和限制方面 4 三 1. 内燃机增压的优点 （1）通过增压可以大幅度提高内燃机的输出功率。 ， ， ， 则 可见平均有效压力与进气密度成正比，或者与进气压力成正比。因此，提高进气压力，增加进气密度，可以提高内燃机的功率。 （2）经济性得到改善。 内燃机采用增压后，进气被压缩，换气过程的泵气功为正，使指示热效率ηit有所提高；随pme的提高，机械效率ηm也将提高；根据 内燃机燃油消耗率有所降低，经济性得到改善。 第一节　概述 （3）升功率可以得到较大增加。 通过增压提高了进气密度，在总质量和体积基本不变的情况下，内燃机的从而降低了单位功率的造价，提高了材料利用率，改善了经济性。 （4）排气能量得到回收利用。与自然吸气式内燃机比较，不仅提高了内燃机热效率，排气噪声也有所降低。 （5）有利于降低缸内的压力升高率和燃烧噪声。柴油机增压后，缸内压力和温度水平提高，可以缩短滞燃期， （6）改善CO、HC和碳烟排放。增压内燃机一般采用较大的过量空气系数，可以 （7）有利于高原稀薄空气条件下内燃机功率的恢复。 第一节　概述 2. 内燃机增压的限制方面 （1）机械负荷 随着增压压力的提高，内燃机平均有效压力增加，爆发压力也随之提高，内燃机主要零部件受力增加，特别是缸盖、活塞、连杆、曲轴和轴承的受力增加。 （2）热负荷 增压后可以燃烧更多的燃油，内燃机工作循环温度升高，活塞、缸盖、气门、喷油器和缸套等零部件热负荷增大，润滑和金属材料的机械性能都变差。 （3）增压器的性能 对排气涡轮增压器来说，要提高增压比，必须向排气涡轮增压器提供较多的排气能量。提高涡轮的进气温度，受到材料的限制；增压器的工作转速很高，从每分钟几万转到二十几万转，外圆周线速度在300~400m/s。一般用于制造涡轮的耐热钢长期