發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)課件

第三章發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)3.1增壓技術(shù)和增壓方式3.1.1增壓技術(shù)增壓——利用增壓器將空氣或可燃混和氣進(jìn)行預(yù)壓縮，再送入汽缸的過程。——增加充量目的——提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和改善經(jīng)濟(jì)性內(nèi)燃機(jī)功率：提高內(nèi)燃機(jī)功率的措施：1）增加汽缸排量2）增加轉(zhuǎn)速n3）增加平均有效壓力P增壓：提高進(jìn)氣壓力中間冷卻——進(jìn)汽密度3.1.2增壓方式機(jī)械增壓廢氣渦輪增壓復(fù)合增壓氣波增壓增壓能量（1）機(jī)械增壓優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，和內(nèi)燃機(jī)容易匹配，加速性能好缺點(diǎn)：傳動(dòng)復(fù)雜，燃油消耗率高

增壓比不高（2）廢氣渦輪增壓（3）復(fù)合增壓

1）機(jī)械增壓+渦輪增壓串聯(lián)增壓——高增壓，改善低速轉(zhuǎn)矩特性、加速性并聯(lián)增壓——補(bǔ)充供氣不足，多用于二沖程柴油機(jī)（2）渦輪增壓+諧振系統(tǒng)渦輪增壓器穩(wěn)壓箱諧振系統(tǒng)諧振系統(tǒng)：進(jìn)氣動(dòng)態(tài)使諧振系統(tǒng)發(fā)生共振——慣性增壓諧振頻率——希望得到最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速定為產(chǎn)生共振的轉(zhuǎn)速——提高轉(zhuǎn)矩特性原理：流體力學(xué)（4）氣波增壓原理：利用氣體質(zhì)點(diǎn)和壓力波的反射特性傳遞能量

壓縮波+膨脹波優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)工況范圍大，加速性、低速轉(zhuǎn)矩性能好缺點(diǎn)：體積大，重量大，效率不高3.2渦輪增壓系統(tǒng)3.2.1渦輪增壓系統(tǒng)的基本類型定壓渦輪增壓系統(tǒng)

排氣能量利用方式不同脈沖渦輪增壓系統(tǒng)排氣管：穩(wěn)定氣壓利用排氣脈沖能量1）定壓式能量傳遞效率比較低（增壓比越高，兩種系統(tǒng)的能量傳遞效率越相近）2）脈沖增壓系統(tǒng)有利于汽缸掃氣（掃氣壓力差P）3）脈沖增壓系統(tǒng)對排氣的壓力變化靈敏，加速性能好，轉(zhuǎn)矩特性也較好4）脈沖系統(tǒng)平均絕熱效率比定壓系統(tǒng)略低——撞擊損失，局部進(jìn)氣損失5）脈沖系統(tǒng)尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)論：低增壓的中小型發(fā)動(dòng)機(jī)，高增壓的車用柴油機(jī)——脈沖渦輪增壓系統(tǒng)（轉(zhuǎn)矩特性、加速特性）大型柴油機(jī)——定壓渦輪增壓（1）主要參數(shù)的選取A、降低機(jī)械負(fù)荷，降低爆發(fā)壓力，降低壓縮比（12~14）

B、降低熱負(fù)荷、改善經(jīng)濟(jì)性，加大過量充氣系數(shù)（2）供油系統(tǒng)柴油機(jī)增壓度供油量改進(jìn)噴油泵縮小供油持續(xù)角：1）增大柱塞直徑2）增加供油速率3）提高噴射壓力4）增大噴油孔直徑（3）配氣機(jī)構(gòu)提高掃氣能力較大的氣門疊開角（4）進(jìn)排氣系統(tǒng)脈沖渦輪增壓系統(tǒng)：各缸排氣不相重疊注意事項(xiàng)：排氣管——熱負(fù)荷大，易開裂，用耐熱鑄鐵進(jìn)氣管——容積大，減小進(jìn)氣壓力脈動(dòng)空氣濾清器——容積大，減小壓氣機(jī)進(jìn)氣壓力損失增壓器安裝位置——排氣管短，隔開進(jìn)排氣的熱量傳遞3.3.2渦輪增壓柴油機(jī)的性能總體：1）升功率高2）油耗較低3）排污較少（1）經(jīng)濟(jì)性改善高負(fù)荷區(qū)——明顯改善低負(fù)荷區(qū)——不明顯A、利于常高速滿載運(yùn)行的長途運(yùn)輸重型載貨汽車B、利于常處于中等、部分負(fù)荷的中型、輕型載貨車輛轉(zhuǎn)速負(fù)荷特性：減少機(jī)械損失、磨損改善整機(jī)經(jīng)濟(jì)性能提高可靠性及使用壽命（2）降低排氣污染和噪聲有害氣體的排放減少（1/2~2/3）滯燃期縮短，減少噪聲（3）低速轉(zhuǎn)矩性能變差低速：供氣不足（4）加速性能變差氣路連接+增壓器慣性+加速過程限制供油（煙度）措施：采用脈沖增壓系統(tǒng)（5）啟動(dòng)與制動(dòng)有一定困難1）供氣不足，壓縮終點(diǎn)溫度降低，著火與啟動(dòng)困難2）制動(dòng)力不足總結(jié)：渦輪增壓柴油機(jī)的性能（1）經(jīng)濟(jì)性改善（2）降低排氣污染和噪聲（3）低速轉(zhuǎn)矩性能變差（4）加速性能變差（5）啟動(dòng)與制動(dòng)有一定困難3.4渦輪增壓汽油機(jī)與增壓柴油機(jī)的相比：相同：增壓原理不同：（技術(shù)的實(shí)現(xiàn)上困難）1）增壓后爆震趨勢增大2）熱負(fù)荷增大3）增壓系統(tǒng)較為復(fù)雜汽油機(jī)渦輪增壓類型：1、化油器式汽油機(jī)渦輪增壓型2、電控汽油機(jī)直接噴射渦輪增壓型3.4.1汽油機(jī)渦輪增壓的特點(diǎn)1、增壓度較低(爆燃和熱負(fù)荷)2、汽油機(jī)壓縮比較低（3~9）過量空氣系數(shù)范圍比較窄（0.85~1.05）3、增壓后熱負(fù)荷偏高4、排氣溫度高5、速度范圍寬，增壓器與汽油機(jī)的匹配困難增壓器布置方案前置方案后置方案自學(xué)內(nèi)容：1、增壓器前置方案與后置方案的區(qū)別？2、各自的優(yōu)缺點(diǎn)？3.4.2汽油機(jī)渦輪增壓的主要技術(shù)措施（1）降低壓縮比

——受爆燃限制許用壓縮比：（2）增壓壓力控制系統(tǒng)

（低速增壓壓力不足；高速增壓壓力過高）（3）減小增壓后的“反應(yīng)滯后”現(xiàn)象

——脈沖渦輪增壓；增壓器前置、帶旁通閥等措施

（4）燃料供給系統(tǒng)的調(diào)整

——供油壓力隨增壓壓力變化調(diào)節(jié)A、增壓汽油泵B、電動(dòng)油泵+燃油壓力調(diào)節(jié)閥

汽油機(jī)渦輪增壓的主要技術(shù)措施（5）點(diǎn)火提前角的調(diào)整

——減小點(diǎn)火提前角以控制爆燃

（6）火花塞

——冷型火花塞減小火花塞間隙汽油機(jī)渦輪增壓的主要技術(shù)措施3.5渦輪增壓器及其調(diào)節(jié)3.5.1渦輪增壓器渦輪機(jī)+壓氣機(jī)+中間體徑向軸流式渦輪機(jī)3.5.2渦輪增壓器的調(diào)節(jié)目的：保證發(fā)動(dòng)機(jī)在低速時(shí)具有較高的增壓壓力和較高的轉(zhuǎn)矩；高速時(shí)壓力不至過高，防止發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷過高，渦輪增壓器超速。途徑：

旁通放氣變截面渦輪變截面壓氣機(jī)（1）