汽车发动机原理课件-废气涡轮增压讲述.ppt

27-* 5、可变喷嘴环： 原理：低速、低负荷时使喷嘴叶片环流通截面变小，增大气流速度；高速、高负荷时增大流通截面，适当降低废气流流速。 导流叶片的开度能够影响导向涡轮叶片的气流速度，低转速时开度小（左图），提高空气流速，高转速时开度大（右图），减小排气负压 27-* 第四节 汽油机增压概述 一、汽油机增压需考虑的关键性问题： 1、爆燃（爆震）： 2、热负荷： 3、苛刻要求： 随着压缩终点压力、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）。 27-* 二、改善汽油机增压性能的主要措施： 1、降低压缩终点的压力和温度： 2、采用抗爆性好的汽油（辛烷值高） 进气中冷、缸内喷水、降低压缩比。 式中： 为增压前压缩比； 为增压后进气压力； 为增压前进气压力。 增压后的压缩比可按下式进行计算： 27-* 3、增加增压压力控制系统： 使其在宽广的转速和流量变化范围内稳定工作（如进、排气旁通等）。 4、减小增压后的“加速滞后”现象： 采用脉冲增压、减小进排气管长度、增压器前置（节气门之前）、提高压缩比等措施。 5、点火提前角的调整： 根据爆震传感器信号，适当推迟点火提前角。 6、燃油供给的调整： 供油压力要能随增压压力变化而自动调整（增压压力过高时能适当减少供油量）。 27-* 提高废气能量的利用对改善涡轮增压发动机性能有重要意义。燃料燃烧所释的总热量中，废气占25%以上，废气能量可用度达到60% 。充分利用废气能量，是提高发动机热效率的重要途径。 第五节 废气能量的利用 废气涡轮增压系统就是通过柴油机的废气来驱动涡轮增压器工作。下面以四冲程增压柴油机的理论示功图分析柴油机废气中涡轮增压器可利用的能量。 一、废气的最大可用能 27-* 1-2为压气机的进气过程 2-a为压气机绝热压缩过程 a-c为柴油机绝热压缩过程 c-z为柴油机等容燃烧过程 z-z′为等压燃烧过程 z′-b为柴油机绝热膨胀过程 b-4为等容排气过程 4-5为等压排气过程 5-4-T′为废气涡轮的进气过程 k′-2-1为涡轮排气过程。 进气压力 排气压力 大气压力 压气机进气过程 压气机绝热压缩过程 柴油机绝热压缩过程 柴油机燃烧过程 柴油机膨胀过程 等压排气过程 废气的能量分成两部分： 一部分是废气由压力Pb膨胀到PT的膨胀能E1，是一种脉冲能，在排气管中以压力波的形式出现； 另一部分是废气由压力PT膨胀到P0的膨胀能ET，称为定压能 定压增压系统： 涡轮入口处的压力基本不变 27-* 1-2-a-3-1压气机耗功，压气机消耗的总能量 8-2-a-6-8为进入发动机气缸并留在气缸内的空气压缩耗功 1-8-6-3-1为扫气压缩耗功 6-7-4-a-6为柴油机泵吸正功 b-9-K′-b为排气门打开时废气等熵膨胀至大气压力时所作的功，Eb表示 b-4-T′-b为废气经排气门节流和排气支管中自由膨胀损失能量，用E1表示 4-9-K′-T′-4为废气在涡轮中膨胀回收的能量，用ET表示。 进气压力 排气压力 大气压力 压气机进气过程 压气机绝热压缩过程 柴油机绝热压缩过程 柴油机燃烧过程 柴油机膨胀过程 等压排气过程 T′恒压涡轮前的燃气参数，气缸中的燃气经排气阀节流和排气支管中自由膨胀大PT所产生的结果 27-* 1-K-T-5-l为涡轮中废气总能量，用E2表示，由四部分组成： l-8-7-5-1为扫气空气进入涡轮后具有的能量，用Es′表示； 8-9-4-7-8为活塞废气推出功，用Ec表示； 还有ET废气在涡轮中的膨胀功 K′-K-T-T′为E1中的一小部分，用Eq表示。 进气压力 排气压力 大气压力 压气机进气过程 压气机绝热压缩过程 柴油机绝热压缩过程 柴油机燃烧过程 柴油机膨胀过程 等压排气过程 4-b-T’中回收的一小部分热能，加热排气，排气温度从T‘提高至T 27-* 废气的最大可用能E：