发动机废气涡轮增压技术资料VIP免费

本章要求：了解：发动机增压方式。理解：涡轮增压器的结构和工作原理。第三章发动机废气涡轮增压增压：为提高平均有效压力以增加气缸内封存气体密度的方法。（广义上，凡是能够将内燃机进气密度提高到高于周围环境密度的一切方法，都称为增压。）目的：通过增加充气量，以提高功率，改善经济性和排放性提高发动机功率的途径：31030niVPPhmee第一节概述①改变结构参数。增加i、Vh(D、S)，减少τ，但体积和重量增加②提高转速。但充量系数和机械效率减少，机件寿命减少，噪音大③提高平均有效压力Pme。提高平均有效压力Pme方法：减少过量空气系数、提高充量系数、增加充气密度（增压）增压度φk：发动机在增压后增长的功率与增压前功率之比φk范围为10%~60%。大部分为20%~30%。增压比k：进入气缸的气体压力Pk与大气压力P0之比增压的范围:低增压：k＝1.3~1.6（内燃机平均有效压力pme＝0.7～10MPa）中增压：k＝1.6~2.5（pme＝1.0～1.5MPa）高增压：k＞2.5（pme＞1.5MPa）；超高增压：k＞4.5~5.5（pme>2.5~3.5MPa）。增压中冷技术增压空气温度增加，在柴油机中引起增压条件下进气密度减小，即在保持不变过量空气系数下，意味着功率下降，不然需要进一步提高增压压力，但柴油机机械负荷又要增加。虽然气缸内工质温度提高有利于柴油机的燃烧，但却使燃烧室内受热零件的热负荷增加，排温过高，NOx增加。汽油机中增压温度升高，除与柴油机一样功率下降外，最主要的是爆震倾向增加。一般，当增压空气的压力超过1.5MPa时，就值得采用中冷。解决空气温度过高的办法就是采用中冷器冷却增压后的空气。增压空气温度每降低20K，涡轮前的废气温度约可降低20K，燃油消耗率可减少3g/kW.h。内燃机增压的优缺点改善了发动机性能：提高了内燃机机械效率；提高了内燃机的指示热效率；改善了燃烧过程。增加了发动机的升功率；扩大了内燃机高原适应性：有利于降低有害气体排放和噪声。(HC降低，高负荷的NOx降低，空气充足使碳烟有所降低；温度高使着火延迟期缩短）增加了柴油机的机械负荷；增加了柴油机的热负荷；增加了汽油机的爆燃倾向。优点：缺点：１、机械增压由曲轴经过齿轮增速箱驱动压气机。机械增压增压压力高，压气机消耗的功率大。为使内燃机机械效率不要过分下降，增压压力Pk不能过高。Pk<160~170kPa主要用途：提高发动机低速转矩机械增压器的种类机械增压所用的压气机除离心式压气机外，在车用内燃机上常用容积式压气机：罗茨式；螺杆式；转子活塞式。２、废气涡轮增压废气涡轮增压利用内燃机排气中能量来实现增压，油耗率可低5%～10%。质量功率和体积功率比非自然吸气内燃机明显改善，一般可提高功率20%-50%，易实现高增压。可降低排气噪声和烟度。废气涡轮增压的分类废气涡轮增压器主要由压气机和废气涡轮组成。压气机主要是离心式的。废气涡轮分：轴流式；径流式；斜流式（混流式）。由于发动机排气能量利用的不同，有两种经典的、基本的增压形式：脉冲涡轮增压；等压涡轮增压。3、复合增压4、气波增压气波增压是通过气波增压器利用气体质点和压力波的反射特性，使排气和进气之间进行直接的能量交换，以增大进气密度。气波增压对内燃机工况反应迅速，使气波增压的加速性好，且低速时空气的压缩程度高，低速转矩好。工作温度低，不需要耐高温材料。但体积大，噪声大，安装位置受到一定限值。匹配要求高，防止窜烟。５、谐波增压—ACIS双增压器顺序增压多缸发动机上使用两台增压器。在低速时，使用一台增压器以提高废气能量利用效率，改善低速反应性能。在中高速时，使用两台增压器以保证发动机功率输出。第二节增压器径流式涡轮的工作原理燃气在涡轮机中的流动：废气在进气涡壳的引导下均匀地进入涡轮，并推动涡轮高速旋转，实现压力能与机械能的转换，低压废气从涡轮中心轴向流出。喷嘴叶片环上均匀安装带有一定倾角的叶片组成多个渐缩通道，使部分压力能转变为动能，便于高速气流均匀而有序地进入涡轮叶轮。离心式压缩机工作原理主要参数：压气机转速增压比k=pk/p0质量流量mk或容积流量V0...