第四章柴油机的换气与增压第三节废气涡轮增压一、柴油机增压概述1．提高柴油机有效功率的途径Pe∝i·Ｄ2·s·m·n·pe式中：i,D,s——柴油机的气缸数,气缸直径,活塞行程；n、m——柴油机的转速和每转工作冲程数。提高柴油机的有效功率有下列途径：(1)改变柴油机的结构参数i、D、s、m。(2)提高柴油机的转速(3)提高平均有效压力pe。增压中冷降低空气温度，提高空气密度。降低柴油机的循环平均温度2.增压的分类：1)根据驱动增压器能量的分类方法(图4-11)(1)机械增压即增压器直接由柴油机驱动。(2)废气涡轮增压即利用柴油机排出的废气吹动涡轮机，由涡轮机带动增压器。(3)复合增压这种增压形式既采用涡轮增压，又采用机械增压。2)按照增压压力pk高低的分类4-3-1第四章柴油机的换气与增压增压比πb：πb＝pk／p0pk——增压压力；p0——环境条件下大气压力或增压器进口压力。按照增压压力pk的高低,柴油机增压可分为：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。现代船用低速柴油机的增压压力在0.3MPa上下。二、废气能量分析四冲程柴油机的废气能量二冲程柴油机的废气能量定压能和脉冲能脉冲能:是废气由压力pb膨胀到PT的膨胀能Ｅ1,是一种脉动的速度能，在排气管中以压力波的形式出现，定压能:是废气由压力pT膨胀到p0的膨胀能E2，pk越低，则E1所占的比例越大；pk越高，则E2越大。4-3-2第四章柴油机的换气与增压三、废气涡轮增压的两种基本形式1定压涡轮增压特点:是进入废气涡轮增压器的废气压力基本上是稳定状态。结构:柴油机各缸的排气管连接到一根共用的容积足够大的排气总管上优点:涡轮工作稳定，效率高。缺点：定压增压只利用了废气能量中的定压能E２，废气能量利用的就少柴油机在低负荷时或起动时，必需另设辅助风机。2脉冲涡轮增压特点：进入废气涡轮增压器的废气压力为脉动状态。结构：各缸排气管经过分组直接与一个或几个废气涡轮相连，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。优点：可以利用脉冲能和定压能，废气的能量利用多。缺点：涡轮在不稳定工况下工作，效率较低。排气干扰和排气管分组排气干扰：即当某缸进行扫气而相邻缸正好在排气时，排气压力波就会传到扫气缸的排气口处，使该缸排气背压升高，从而严重影响该缸扫气的正常进行4-3-3第四章柴油机的换气与增压3两种增压方式比较(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。结论：低、中增压：脉冲增压可以更多地利用废气能量。绝大多数采用脉冲增压。高增压：定压能E2的比例增高，脉冲增压在废气能量利用方面的优势不存在了，而在结构、布置、涡轮效率等方面的问题上升为第一位的。因此，在高增压时均采用定压增压。定压增压是目前增压系统的发展方向。4-3-4第四章柴油机的换气与增压四、其他增压形式1脉冲转换增压适用：气缸数为4的整数倍的柴油机。2多脉冲增压适用：缸数越多（多于7缸），效果越好。4-3-5第四章柴油机的换气与增压3模件式脉冲转换增压(单管脉冲增压，MPC)工作原理：排气管由每个均相同的带有引射喷管的单管脉冲转换器组成，在排气管的末端有一个扩压器，把气体的动能转变为压力能，而后进入涡轮机按定压工作。优点：排气管布置简单，又不受柴油机缸数限制。4-3-6
