DE4—3.4.5废气涡轮增压.pptVIP

* C4第三节 废气涡轮增压 一、柴油机增压概述 二、废气能量分析 三、废气涡轮增压的两种基本形式 四、其他增压形式 中冷 降低空气温度，提高空气密度。 降低柴油机的循环平均温度 增压：就是用提高气缸进气压力的方法，使进入气缸的空 气密度增加，从而可以增加喷入气缸的燃油量，以 提高柴油机的平均指示压力pi和柴油机的平均有效 压力pe。 增压度:增压度是柴油机增压后标定功率与增压前标定功率 之差值与增压前标定功率的比值。 一、柴油机增压概述 Pe∝i·Ｄ2·s·m·n·pe 增压的分类 根据驱动增压器能量分类 (1)机械增压 (2)废气涡轮增压 (3)复合增压 低增压pk≤0.15MPa； 中增压pk＝0.15～0.25MPa； 高增压pk＝0.25～0.35MPa; 超高增压pk＞0.35MPa。 按照增压压力pk的高低分类 现代船用低速机的增压压力在0.3MPa上下。 增压比πb：πb＝pk／po pk越低，则E1所占比例大；pk越高，E２越大 二冲程机废气能量 二、废气能量分析 四冲程机的废气能量 定压能 E２ 脉冲能Ｅ１ 1定压涡轮增压 结构: 各缸排气管连接到一根共用的容积足够大的排气总管上 特点: 进入涡轮的压力基本稳定， 涡轮工作稳定，效率高。 废气能量利用的少，需设 辅助风机 2 1 3 4 5 6 三、废气涡轮增压的两种基本形式 2、脉冲涡轮增压 特点: 进入涡轮的废气压力为脉动状态 废气的能量利用多 涡轮工作不稳定，效率较低 结构: 各缸排气管经过分组直接与废气涡 轮相连，排气管短而细，通道要光 滑，成流线形，并使涡轮尽量靠近 排气口。 1 2 3 4 5 6 排气干扰 排气管的分组 分组原则：避免同组内各缸的排、扫气互相干扰。 二冲程柴油机同组的最多允许气缸数：i=360/120＝3 四冲程柴油机同组的最多允许气缸数：i=720/240＝3 3、两种增压方式比较 结论： 低、中增压：绝大多数采用脉冲增压。 高增压：在高增压时均采用定压增压。 (1)废气能量的利用。 (2)涡轮的工作性能。 (3)增压系统的布置。 (4)管理上的要求。 (5)柴油机的加速性及低负荷性能。 定压增压是目前增压系统的发展方向。 四、其他增压形式 1、脉冲转换增压 2、多脉冲增压 3、模件式脉冲转换增压 要求： 接于A、B两管的各缸间的发火间隔角对四冲程 柴油机要大于180°，对二冲程机要大于90°； 共管两缸发火间隔角对四冲程机要大于240°， 对二冲程机要大于120°。 1、脉冲转换增压 在排气支管和废气涡轮 之间装设脉冲转换器。 适用：气缸数为4的整数倍的柴油机。 2、多脉冲增压 将多根排气支管接到一个多进口的多脉冲转换器上。 适用：缸数越多（多于7缸），效果越好。 3、模件式脉冲转换增压(单管脉冲增压) 结构原理： 排气管由单管脉冲转换器和 扩压器组成 涡轮按定压工作。 优点：排气管布置简单 不受缸数限制 第四节 废气涡轮增压器及增压系统 一、废气涡轮增压器的构造 二、废气涡轮增压器的工作原理 三、离心式压气机的工作特性及喘振机理 四、 柴油机废气涡轮增压系统 五、柴油机增压系统中增压器的运行特点及喘振原因 一、废气涡轮增压器的构造 二、废气涡轮增压器的工作原理 1、离心式压气机原理 绝热效率ηk 在排气蜗壳内 动能进一步转变为压力能 在扩压器内 动能转变为压力能。 在叶轮内 机械能转变为气流的 动能和压力能 2、单级轴流式涡轮机的基本工作原理 气流在喷嘴中膨胀加速速度能 转变为动能 输出转动力矩同时产生轴向力 两力矩作用方向相同，使叶轮回转 叶片流道是收缩的，气流进一步 膨胀对转子产生反动力矩 离心力作用使喷嘴叶片凹凸面 上产生压差，而对转轴产生冲 动力矩 三、离心式压气机的工作特性及喘振机理 离心式压气机的特性 离心式压气机在各种不同工况工作时，它的各主要参数会随之变化。在不同转速下压气机的排出压力和效率随空气流量的变化规律。 21 喘振 压气机内气流流动不稳定，产生强烈脉动，引起压气机工作不稳定，导致压气机振动，并发出异常的响声的现象。 喘振的原因： 流量小于设计流量时 气流偏离，漩涡、分离会进一步扩展， 气流强烈不稳定流动，喘振。 流量等于设计流量时 气流平顺流动，损失小。 流量大于设计流量时 气流偏离叶片，但不扩展。 柴油机与增压器的配合 柴油机与增压器良好匹配的标志是：