内燃机原理第七章VIP专享VIP免费

第七章内燃机增压7－1增压技术和增压方式一、增压技术所谓内燃机增压就是增加进入内燃机气缸之前的空气压力，即增加进气密度，以增加进入气缸的空气质量。这样可以提高内燃机升功率，因而也就提高了整机功率。根据平均有效压力公式：式中，K′c——常数。平均有效压力pe与一个循环内进入单位气缸容积的空气质量ηvρs成正比。影响pe的最主要因素是进气密度ρs。pe随ρs的增加而增加，二者呈直线关系。'0euecvsHpKL由气体状态方程可知：ρs=ps/(RTs)采用增压的方法：（1）提高进气压力ps，（2）采用中间冷却方法降低进气温度Ts，通常，非增压内燃机的pe小于1MPa，增压内燃机的pe有的已超过2MPa。增压后内燃机功率的增加程度可用增压度σ表示，其定义为增压后与增压前的内燃机功率之比值，或以增压比πk：增压器后和增压器前的空气压力比。eeseoeoeNpNp目前，增压度的划分还没有统一的规定，通常以增压压力pk或增压比πk来表示。由于进气管系统存在流动阻力，故气缸进气压力ps稍小于pk值。一般，低增压pk≤0.17MPa或πk≤1.7(pe=0.8～1.0MPa)；中增压时pk=0.18～0.25MPa或πk=1.8～2.5(pe=0.9～1.5MPa);高增压时pk=0.26～0.35MPa或πk=2.6～3.5(pe=1.4～2.2MPa);超高增压时pk>0.35MPa或πk>3.5(pe>2.2MPa)。发动机增压的功用•增压将空气预先压缩后供入气缸，以提高空气密度、增加进气量•功用进气量增加，可增加循环供油量，从而可增加发动机功率可以改善燃油经济性可以得到良好的加速性增压柴油机单位功率的重量、尺寸将会相应减小发动机增压类型机械增压涡轮增压气波增压与发动机容易匹配，结构紧凑，但燃油效率高经济性好，排放少、噪声低，但顺态响应和低速加速性差低速转矩特性好，但体积大，噪声高复合增压可以兼顾高、低速转矩特性好，但体积大，结构复杂图7－1机械增压简图(一)机械增压机械增压器压缩机的驱动力来自引擎曲轴，通常增压器通过齿轮与曲轴驱动，增压形式：螺杆式、离心式、滑片式、涡旋式、转子活塞式等。如离心式见图7－1所示。机械增压机械增压器1）齿轮增速器驱动2）传动带及电磁离合器驱动齿轮增速器增压器空气增压器电磁离合器应用范围：四冲程和二冲程内燃机均采用，但一般只在增压比不高时或某些特殊情况如为了适应潜艇主机的高背压工况，快艇主机的加速和低负荷工况等下被采用。机械增压的特征:除了在低转速便可获得增压外，增压的动力输出也与曲轴转速成一定的比例，即机械增压引擎的油门反应随着转速的提高，动力输出随之增强，因此机械增压引擎的操作感觉与自然气极为相似，却能拥有较大的马力与扭力。(二)废气涡轮增压系统•空气压力达0.15~0.8Mpa•提高功率30%~50%1、4--排气管2--涡轮导向器3--废气涡轮叶片5--增压器叶轮6--排气管7--扩散器8--蜗形管9--进气管涡轮增压涡轮增压器涡轮机排气管压气机进气管•利用废气涡轮机，带动与其同轴安装的压气机叶轮工作，新鲜空气在压气机内增压后进入气缸涡轮增压器•离心式压气机•径流式涡轮机•中间体压气机增压器轴涡轮机3、复合增压系统•复合增压系统将机械增压系统和废气涡轮增压系统结合起来。复合增压系统多用于二冲程柴油机上。在二冲程柴油机上采用复合增压系统是为了保证起动和低转速低负荷时仍有必要的扫气压力。•复合增压系统又可分为串联增压系统和并联增压系统。图7－3复合增压(机械增压+涡轮增压)(a)串联系统；(b)并联系统E—内燃机；T—涡轮；k—压气机（三）复合增压1.机械增压和涡轮增压组成的复合增压①这种增压方式多用于二冲程柴油机。在二冲程柴油机上实现纯涡轮增压有较多的困难，主要原因是：扫气空气量大，压气机消耗的功率多；要求有较大的进排气压差(pk－pT)，但排温又不高，难以使Nk＝NT，需要供给一部分附加能量。复合增压机械增压与涡轮增压适当结合串联复合增压并联复合增压空气先涡轮增压，中冷器降温，再机械增压主要用于高增压发动机上由机械增压和涡轮增压同时供给增压空气低速主要靠机械增压，而在高速主要靠涡轮增压7－2涡轮增压系统一、涡轮增压系统的基本型式按利用排气能量的基本方式分为定压涡轮增压系统和脉冲涡轮增压系统，以及由此...