第六章 涡轮增压系.ppt

第六章 涡轮增压系统 主讲：杨新桦 重庆理工大学重庆汽车学院 6.1 增压系统的发展 定压增压系统出现——排气能量利用程度不高、增压器效率低——失败——排气管分歧，进、排气门叠开期扫气——脉冲增压成功——其他各种增压系统 6.1.1 二冲程柴油机增压系统的发展 上世纪50年代初： 单流扫气：脉冲增压系统 横流扫气 回流扫气 6.1.2 四冲程柴油机增压系统的发展 对增压系统的要求： 在最大爆发压力和最高缸内温度许可范围内，力求提高平均有效压力； 起动及低工况性能好； 瞬态特性好； 排气能量利用率高； 涡轮增压器总效率高； 各缸工作过程均匀； 成本低； 便于系列化。 6.1.2 四冲程柴油机增压系统的发展 脉冲增压 模件式脉冲转换系统（MPC系统） 模件式单排气总管增压系统（MSEM）：高增压发动机 对8、16缸发动机，采用混合式脉冲转换器（MIXPC）增压系统 低压缩比高增压系统， 可变压缩比增压系统 米勒系统 Hyperbar超高增压系统 气缸充量转换系统 二级增压系统 6.2 实现高增压的增压系统 米勒系统 R.H.Miller 1951年提出低温高增压系统 对四冲程发动机，进气冲程活塞不到下止点之前，提前关闭进气门，终止进气，使空气在气缸中膨胀，冷却。 对二冲程发动机，压缩冲程中，进气口继续保持开启，从而排出一部分充量减小实际压缩比。而进气门的关闭时刻可以自动控制，使压缩比适应负荷的需要。 米勒系统 只改变进气门开闭时刻，排气定时不变，从而改变实际压缩比而不变膨胀比。大负荷时，膨胀比大于压缩比。 进气门定时变化，使开、闭时间共同提前或延后，相应气门重叠角也发生变化。 起动及低负荷时，采用高压缩比，改善了部分负荷性能；高负荷时，采用低有效压缩比，限制了最高爆发压力的过分增大 在下止点时同样的缸内增压压力下，具有较低温度，充量增多，过量空气系数大，压缩开始时缸内温度低，减小了热负荷，NOx排放减少。 与其他增压系统比较，同样的平均有效压力需要较高的增压比；高增压时，需要采用二级增压系统 可变压缩比高增压系统 参考《汽车新技术》相关内容。 Hyperbar增压系统 柴油机压缩比6~8，增压比4~8. 由于起动困难，增加一个补燃室。起动时或涡轮向外输出额外功率时，补燃室中由专门的供油系统喷入燃油，火花塞点火，利用压气机旁通的空气进行燃烧，被加热的燃气联通排气一起通向涡轮，确保涡轮有足够功率驱动压气机。 压气机输出气体一路充入柴油机，另一路绕过柴油机与排气在补燃室中燃烧后，流入涡轮。 柴油机正常工作时，补燃室处于微燃状态，以保证涡轮具有足够的能量驱动压气机。 Hyperbar增压系统的特点 工作循环方面： 高增压比 低压缩比 低温循环 进、排气管设置了一根旁通管，当压气机供气过多时，多余空气可以通过旁通管直接进入涡轮，避免喘振。 Hyperbar增压系统优缺点 功率增长幅度大（2~5倍） 转矩特性宽 加速性好 排放污染轻 油耗偏高，结构复杂。 二级涡轮增压系统 6.3 改善低工况性能的增压系统 相继涡轮增压系统 采用两个以上小型径流式涡轮增压器，随着发动机转速和负荷的增长，相继投入运转，使发动机在整个运转区域有较高的增压比和较好的经济性。 二次进气系统 起动和25%以下负荷运转时，排气门在进气冲程下止点前50°CA至下止点后20°CA再开一次，使得排气管中一小股排气倒流入气缸，保证起动和低工况运行。 * * 采用涡轮增压和机械增压并联或串联的 复合增压方式，脉冲增压系统 谐振复合增压系统 放气系统 变截面涡轮（VGT）系统 涡轮进口变截面（VMP）系统 相继增压（STC）系统 补燃系统 二次进气系统 顾氏系统 扫气旁通增压（Scaby)系统 自动变进排气供油定时（AVIEIT）系统 *