精品資料（2021-2022年收藏）增壓復(fù)習(xí)資料

1、第一章增壓壓力：壓氣機出口壓力，Pb<=0.17MPa,低增壓；0.17-0.25，中增壓；0.25-0.35，高增壓；>0.35，超高增壓增壓比：壓氣機出口Pb與進(jìn)口壓力Pa之比，b=Pb/Pa;滯止壓比（滯止壓力）；靜壓比（靜壓力）增壓度：內(nèi)燃機增壓后的標(biāo)定功率之差值與增壓前標(biāo)定功率的比值 b=（Peb-Pe）/Pe增壓中冷：增壓機中，為降低進(jìn)入汽缸的空氣溫度，增加空氣密度，減少排放，使增壓后的空氣先在中間冷卻器中冷卻后再進(jìn)入氣缸。 中冷度：中冷器前后空氣溫度差與中冷器前空氣溫度的比值為中冷度。機械增壓：壓氣機由內(nèi)燃機曲軸通過傳動裝置直接驅(qū)動的增壓方式。 特點：不增加發(fā)動機背壓

2、，但消耗其有效功率，總體布置有一定局限性。增壓壓力一般不超過0.15-0.17排氣渦輪增壓：利用排氣能量使排氣在渦輪中進(jìn)一步膨脹作功，用于驅(qū)動壓氣機的增壓方式。 特點：不消耗有效功，增壓器可自由布置，渦輪有一定的消聲作用，并進(jìn)一步減少排氣中的有害成分。排氣渦輪增壓：單級渦輪增壓、二級渦輪增壓。單級渦輪增壓：一臺渦輪機和一臺壓氣機或幾臺渦輪增壓器并聯(lián)的。定壓增壓：各缸排氣匯入一根較粗的排氣管，再進(jìn)入渦輪的增壓方式。利用排氣的等壓能量，排氣管中的壓力波較弱，渦輪進(jìn)口氣流參數(shù)比較穩(wěn)定，渦輪效率較高，氣缸泵氣功損失較少。 脈沖增壓：各缸排氣通過各自較細(xì)的排氣歧管分別進(jìn)入渦輪的增壓方式。排氣壓力波較強，

3、各缸排氣對掃氣互不干擾。利用脈沖壓力波能量，較定壓增壓有更好的效果，適于低增壓場合。渦輪前壓力的波動，影響了渦輪效率。若排氣歧管設(shè)計合理，可是進(jìn)排氣門疊開期內(nèi)處于較低排氣的波谷，有利于掃氣。由于排氣總管總?cè)莘e較小，從而改善了柴油機的部分負(fù)荷性能和加速性能。二級渦輪增壓：空氣經(jīng)兩臺串聯(lián)的渦輪增壓器壓縮后進(jìn)入發(fā)動機。一、兩級離心式壓氣機串聯(lián)并各自由排氣渦輪驅(qū)動，每級壓氣機后都有中冷器。二、兩級串聯(lián)的壓氣機葉輪與兩級串聯(lián)的渦輪葉輪裝在同一軸上，第一級壓氣機后無中冷器。 第二章離心式壓氣機組成：進(jìn)氣道、葉輪、擴壓器、壓氣機蝸殼 進(jìn)氣道：作用是將外界空氣導(dǎo)向壓氣機葉輪。為降低流動損失，做成漸縮形。 軸向

4、進(jìn)氣道：氣流沿轉(zhuǎn)子軸向不轉(zhuǎn)彎進(jìn)入壓氣機，結(jié)構(gòu)簡單，流動損失小。 徑向進(jìn)氣道：氣流開始沿徑向進(jìn)入進(jìn)氣道，然后轉(zhuǎn)為軸向進(jìn)入壓氣機葉輪。葉輪：壓氣機中唯一對空氣做功的部件，它將渦輪提供的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膲毫δ芎蛣幽堋簹鈾C蝸殼：收集從擴壓器出來的空氣，將其引導(dǎo)到發(fā)動機的進(jìn)氣管。壓氣機通道中氣體狀態(tài)的變化：在壓氣機葉輪中，葉輪對空氣做了功，是空氣的壓力、溫度和速度都升高。在擴壓器中，由于擴壓氣流通面積漸擴，使氣體的部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能，空氣速度降低，壓力升高，溫度亦隨壓力而升高。在壓氣機蝸殼中，部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能，使空氣的速度進(jìn)一步降低，壓力和溫度升高?？諝饬髁縬mb:單位時間內(nèi)劉靜雅奇跡的空氣流

5、量，kg/s壓氣機的定熵效率：將氣體壓縮到一定增壓比時，壓氣機的定熵耗功和實際耗功之比。壓氣機轉(zhuǎn)速nb：壓氣機工作時葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。壓氣機的特性曲線：壓氣機的主要性能參數(shù)在各種工況下的相互關(guān)系曲線。通常指在不同轉(zhuǎn)速下，增壓比和定熵效率隨流量的變化關(guān)系，即流量特性。轉(zhuǎn)速一定時的特點在某一流量下，增壓比和效率有一最大值時，隨流量的增大或減小，增壓比和效率都降低。壓氣機的喘振：當(dāng)流量減小到某一數(shù)值時，壓氣機出現(xiàn)不穩(wěn)定流動狀態(tài)。壓氣機中氣流發(fā)生強烈的低頻脈動，引起葉片的震動，并產(chǎn)生很大的噪聲。每一轉(zhuǎn)速下都有一個喘振點，在效率特性上各喘振點的連線稱作喘振線。壓氣機阻塞：當(dāng)流量增大到某一數(shù)值時，增壓比和

6、效率均急劇下降，即使以增壓比和效率下降很多為代價，流量也難以增加。 產(chǎn)生原因：壓氣機葉輪入口或擴壓器入口這種局部喉口截面處，氣流速度達(dá)到了當(dāng)?shù)芈曀伲瑥亩拗屏肆髁康脑黾?。效率降?5%時，認(rèn)為出現(xiàn)阻塞。發(fā)生喘振的原因：導(dǎo)風(fēng)輪入口：流量大于設(shè)計流量時，C1a增大，由于轉(zhuǎn)速不變從而u1不變，使相對速度w1的氣流角大于葉片入口構(gòu)造角，氣流撞擊葉片背部，在葉片的腹部產(chǎn)生氣流的分離。由于葉片旋轉(zhuǎn)，腹部為迎風(fēng)面，使分離被壓服在較小區(qū)域不擴散，不會喘振。流量小于設(shè)計流量時，C1a減小，在轉(zhuǎn)速不變時，相對速度w1的氣流角小于葉片入口的構(gòu)造角。此時氣流撞擊葉片的腹部，在葉片背部產(chǎn)生氣流的分離。由于葉片背部是背風(fēng)

7、面，在以后的葉片通道中分離被擴散。當(dāng)流量小到一定程度就會分離加劇，從而發(fā)生喘振。葉片擴壓器入口：流量小于設(shè)計流量時，氣流絕對速度的氣流角小于葉片入口的構(gòu)造角。氣流撞擊葉片的外部，在葉片的內(nèi)部產(chǎn)生氣流的分離。內(nèi)部為背風(fēng)面，由于是在背風(fēng)面產(chǎn)生氣流分離，因此在葉片擴壓器通道內(nèi)分離被擴散。當(dāng)流量小到一定程度使分離加劇，發(fā)生喘振。壓氣機性能曲線形狀的成因：a-a:定熵過程的增壓比特性和效率特性均呈水平線；b-b:實際需克服各種損失，且損失與氣體流速有關(guān)，在轉(zhuǎn)速一定的前提下，流量越大使流速越大，磨損越大，增壓比、效率越低；c-c:當(dāng)壓氣機流量大于或小于設(shè)計流量時，均會發(fā)生撞擊損失，偏離設(shè)計流量越多損失越大

8、。渦輪分類：按燃?xì)饬鬟^渦輪葉輪的流動方向：軸流式、徑流式向心、混合式渦輪。軸流式渦輪：燃?xì)庋亟婆c葉輪軸平行的方向流過渦輪。體積大，流量范圍寬，在大流量范圍具有較高效率，大型渦輪增壓器上普遍采用。由于渦輪膨脹比較小，多采用單級渦輪。徑流式向心渦輪：燃?xì)獾牧飨蚴墙蒲貜较蛴扇~輪緣向中心流動，在葉輪出口處轉(zhuǎn)為軸向流動。 有較大的單級膨脹比，因此結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，體積小，在小流量范圍渦輪效率較高，葉輪強度好，能承受很高的轉(zhuǎn)速，在中小型渦輪增壓器上應(yīng)用廣泛。混流式：燃?xì)庋嘏c渦輪軸傾斜的錐形面流過葉輪。燃?xì)庠跍u輪中能量轉(zhuǎn)化的分配和方式：沖擊式渦輪、反力式渦輪沖擊式渦輪：燃?xì)庥靡宰龉Φ哪芰吭趪娮靸?nèi)全轉(zhuǎn)化為

9、動能，葉輪中無焓降。反力式：一部分轉(zhuǎn)化為動能，一部分繼續(xù)在葉輪中膨脹。渦輪：進(jìn)氣殼、噴嘴環(huán)、工作葉輪和排氣殼。進(jìn)氣殼：把發(fā)動機排出的具有一定能量的廢氣，以盡量小的流動損失和盡量均勻的分布引導(dǎo)到渦輪噴嘴環(huán)的入口。噴嘴環(huán)（導(dǎo)向器）：使具有一定壓力和溫度的燃?xì)馀蛎浖铀俨匆?guī)定的方向進(jìn)入工作葉輪。葉輪：唯一承受氣體做功的元件，與壓氣機葉輪同軸，把氣體動能轉(zhuǎn)化為機械功向壓氣機輸出。排氣殼：收集葉輪排出的廢氣并送入大氣。渦輪的主要工作參數(shù)：定熵效率：實際過程氣體對渦輪做功與理想的定熵過程氣體對渦輪做功的最大可用能量之比。膨脹比：渦輪進(jìn)口氣體滯止壓力與渦輪出口氣體靜壓力之比。氣體流量：單位時間內(nèi)通過渦輪的氣

10、體質(zhì)量。渦輪轉(zhuǎn)速；速比：軸流式定義為u/C0;徑流式定義為u1/C0。u, u1：葉輪入口處的葉輪線速度；C0：燃?xì)鈴倪M(jìn)口狀態(tài)不對外做功而定熵膨脹到渦輪出口壓力所能達(dá)到的速度。渦輪流量特性曲線：相似流量 q mTTT*/pT*為橫坐標(biāo)，膨脹比 pT* p2為縱坐標(biāo)，相似轉(zhuǎn)速nTTT* 為參變量。相似流量隨膨脹比的增大而增加，直到達(dá)到流量最大值。若再繼續(xù)增大膨脹比，渦輪流量也不會再增加，這時流量為阻塞流量。原因：噴嘴環(huán)或渦輪葉輪中某處氣流速度達(dá)到當(dāng)?shù)芈曀佟u輪的效率特性曲線：在不同的相似轉(zhuǎn)速下，渦輪定熵效率與速比之間的關(guān)系。 形狀成因：無論速比是大于還是小于設(shè)計值，均產(chǎn)生氣流的撞擊和分離，使效率

11、下降。軸承在渦輪增壓器上的布置方式：外支承：優(yōu)點，轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性好，便于氣體密封，軸承受高溫氣體影響小，軸承工作可靠性高，壽命長。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量和尺寸都較大，不能軸向進(jìn)氣，進(jìn)氣口流場難組織，清洗工作輪較難。內(nèi)支承：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量、尺寸小，可軸向進(jìn)氣，流阻損失小，清洗方便。 缺點：較難安排油、氣密封?？拷鼫u輪軸承熱負(fù)荷大。內(nèi)外支承：優(yōu)點：可軸向進(jìn)氣，密封、清洗容易，尺寸介于前兩者。缺點：壓氣機端軸頸切線速度較高，轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性較外支承差，潤滑也不及外支承。懸臂支承：優(yōu)點：軸承均在低溫處，有利于軸承工作，兩葉輪可做成一個結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量尺寸最小，渦輪盤可得較好冷卻，漏氣損失較小。缺點：渦輪熱量易

12、傳至壓氣機，使壓氣機效率降低，轉(zhuǎn)子懸臂力矩大，穩(wěn)定性不好，清洗難。第三章排氣最大可用能E：一、排氣門打開時，氣缸內(nèi)氣體等熵膨脹到大氣壓力所做的功Eb=E1+ET。E1：排氣經(jīng)排氣門節(jié)流和排氣歧管中自由膨脹所損失的能量 ET:排氣在渦輪中進(jìn)一步膨脹所回收的能量 二、活塞推出排氣，排氣得到的能量Ec 三、掃氣空氣所具有的能量：Es=Es'+Es"。Es':掃氣空氣進(jìn)入渦輪后具有的能量；Es"：掃氣空氣節(jié)流損失排氣從排氣門至渦輪前損失：E=Ev+Ec+ED+EM+EF+En。分別代表：流經(jīng)排氣門的節(jié)流損失；流經(jīng)各種縮口的節(jié)流損失；管道面積突闊的流動損失；不同參數(shù)氣

13、體摻混撞擊形成的損失；氣體粘性形成的摩擦損失；氣體向外界散熱所形成的損失脈沖增壓：優(yōu)點：排氣能量利用系數(shù)高，低工況性能好；掃氣易組織，對二沖程更有利；加速性能好，排氣管容積小，渦輪增壓器轉(zhuǎn)速上升快。 缺點：高增壓時渦輪鼓風(fēng)損失大，效率降低；排氣管太長時，反射壓力波對掃氣會產(chǎn)生干擾；成本高，排氣管結(jié)構(gòu)復(fù)雜。定壓渦輪增壓：優(yōu)點：可采用渦輪全進(jìn)氣，壓力波動小，渦輪效率高；多缸時，排氣管結(jié)構(gòu)簡單；渦輪增壓器布置較自由；不會由于壓力波的干擾而使柴油機的轉(zhuǎn)速上限受限；對低增壓相同功率的柴油機而言，渦輪流通面積較脈沖的小，可用小一型號渦輪增壓器 缺點：加速性差，低負(fù)荷性能差；掃氣空氣量較脈沖的??；部分負(fù)荷時

14、，有時掃氣倒流，弄污進(jìn)氣系統(tǒng)及增壓器；低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩時，增壓壓力下降較大；在缸數(shù)少時，顯得排氣管容積過大脈沖能量利用影響因素：排氣門開啟定時、排氣門流通面積、排氣門開啟規(guī)律、排氣管通流面積、排氣管長度、渦輪通流面積。第四章增壓對柴油機工作過程主要參數(shù)的影響：對機械應(yīng)力：增壓后，Pmax的升高給發(fā)動機的機械負(fù)荷帶來較大影響。Pmax=Pc*p。 Pc=P0*n1 。 p壓力升高率；壓縮比；n1平均壓縮多變指數(shù)；增壓后p往往要小一些。對熱應(yīng)力：增壓后柴油機的壓縮始溫較高，發(fā)動機的特征點溫度及排溫均增大，熱負(fù)荷增大。對動力性：進(jìn)氣密度增大，空氣流量增大，在a變化不大的情況下可多噴油，動力性提高。其他

15、：掃氣系數(shù)s：掃氣質(zhì)量改善，s>1；充量系數(shù)c：固然缸內(nèi)溫度升高，但增壓空氣溫升更多，使缸蓋、缸壁、活塞頂與新鮮充量溫差減??；進(jìn)氣壓力較高，均使增壓后c變高；殘余排氣系數(shù)r：減小；過量空氣系數(shù)a：為降低熱負(fù)荷較非增壓高；指示熱效率it;機械效率m提高（指示功增加更多）；燃油消耗率降低第五章聯(lián)合運行線：當(dāng)柴油機按某一特性運行時的所有工況點都可在壓氣機特性曲線上確定下來，從而所形成的特性曲線。渦輪增壓器與柴油機配合性能的要求：標(biāo)定工況下：達(dá)到預(yù)期增壓壓力Pb及空氣流量，有足夠的a，使燃油消耗率滿足要求。渦輪前溫度低于預(yù)定值，保證熱負(fù)荷不致過高；Pb不能過高，以免Pmax過大使機械負(fù)荷太大。在

16、低工況時，也必須保證有一定的空氣量，以滿足燃燒及降低熱負(fù)荷要求。要求在整個運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不發(fā)生增壓器喘振和阻塞。聯(lián)合運行線的調(diào)節(jié)渦輪噴嘴環(huán)出口流通面積fc的調(diào)整：fc減小后，整個柴油機的排氣阻力增加，因此在壓氣機特性場內(nèi)，發(fā)動機的耗氣特性即等轉(zhuǎn)速運行線向小流量率方向移動改變壓氣機擴壓器的進(jìn)口角3：3減小后，就會減少氣流脫離，消除喘振，這就相當(dāng)于是喘振線移向小流量區(qū)域，以使柴油機運轉(zhuǎn)線離開喘振線。降低熱負(fù)荷：適當(dāng)增大進(jìn)排氣門疊開角增大疊開期內(nèi)的進(jìn)排氣管壓力差p增大進(jìn)排氣門的時間-截面增壓中冷強化冷卻系統(tǒng)改善供油系統(tǒng)及燃燒系統(tǒng)降低機械負(fù)荷：適當(dāng)降低柴油機的壓縮比適當(dāng)減小供油提前角調(diào)整渦輪增壓器向大壓比

17、、小流量發(fā)展優(yōu)化供油系統(tǒng)改善增壓柴油機地工況性能的措施采用脈沖增壓系統(tǒng)或MPC系采用高工況放氣低工況進(jìn)排氣旁通變截面渦輪增壓器采用復(fù)合諧振增壓系統(tǒng)改善增壓柴油機瞬態(tài)特性的措施：盡量減小進(jìn)氣管和排氣管容積在低工況運行時，減小渦輪通流面積減小渦輪增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動能量外加能量改善瞬態(tài)特性第六章米勒系統(tǒng)（低溫高增壓系統(tǒng)）：進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻可以自動控制，使發(fā)動機實際壓縮比適應(yīng)變負(fù)荷的要求，即可防止高負(fù)荷時爆發(fā)壓力過高，有可滿足起動機低負(fù)荷時充量的要求。特點：只改變進(jìn)氣門開閉時刻，從而改變實際壓縮比，而排氣定時不變，即膨脹比不變。大負(fù)荷時膨脹比大于壓縮比進(jìn)氣門定時變化使開、閉時間共同變化，相應(yīng)氣門重疊角也

18、發(fā)生變化起動低負(fù)荷，高壓縮比，改善部分負(fù)荷性能；高負(fù)荷時采用低有效壓縮比，限制了最高爆發(fā)壓力的過分增大，以確保發(fā)動機的可靠性。米勒系統(tǒng)中，增壓空氣在渦輪增壓器后冷卻一次，在進(jìn)氣過程中，由于缸內(nèi)膨脹而再冷卻一次，故米勒系統(tǒng)就是低溫循環(huán)增壓系統(tǒng)。在下止點時同樣的缸內(nèi)增壓壓力下，具有較低的溫度，充量增多，過量空氣系數(shù)a大，壓縮開始時缸內(nèi)溫度低，從而減小了熱負(fù)荷。米勒系統(tǒng)有較低的缸內(nèi)溫度，NOx排放較少。米勒系統(tǒng)與其他增壓系統(tǒng)比較，達(dá)到同樣的平均有效壓力時需要有較高的增壓比；在高增壓時，往往需要采用二級增壓系統(tǒng)。二級渦輪增壓系統(tǒng)：將兩臺不同大小的渦輪增壓器串聯(lián)運行，空氣經(jīng)兩級壓氣機壓縮，并在低壓級壓縮后通過中冷器冷卻。兩臺壓氣機可以由同軸或不同軸的兩臺排氣渦輪驅(qū)動。 高低壓級能量分配：在標(biāo)定工況下，使二級壓氣機系統(tǒng)總效率達(dá)到最大值從高壓級、低壓級增壓