柴油機渦輪增壓技術-提高平均有效壓力及改善低工況的措施

提高平均有效壓力及改善低工況的措施

4.1提高平均有效壓力的措施4.1.1米勒系統(tǒng)1.設計思想R.H.Miller1951年提出了低溫高增壓系統(tǒng)2.特點1）只改變進氣門開閉時刻，膨脹比不變。大負荷時膨脹比大于壓縮比。

2)進氣門定時變化使開、閉時間共同提前或延后，相應氣門重登角也發(fā)生變化。

3)起動及低負荷時，采用高壓縮比，改善了部分負荷性能；高負荷時，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。

4)具有較低的溫度，充量增多，過量空氣系數(shù)φa大，壓縮開始時缸內溫度低，從而減小了熱負荷。

5)米勒系統(tǒng)有較低的缸內溫度，NOx的排放較少。

6)米勒系統(tǒng)與其他增壓系統(tǒng)比較，達到同樣的平均有效壓力時需要有較高的增壓比。4.1.2可變壓縮比增壓系統(tǒng)

1-外活塞2-內活塞3-彈簧集油器4-彈簧泄油閥5-上油腔6-進油閥7-通道8-止回閥9-下油腔10-泄油孔4.1.3Hyperbar增壓系統(tǒng)

2.特點（1）工作循環(huán)方面的特點

1)高增壓比。

2)低壓縮比。

3)其工作循環(huán)屬于低溫循環(huán)。（2）結構方面的特點

1)旁通。

2）旁通節(jié)流。

3）補燃。（3）質量和尺寸方面的特點

1)主要零部件結構尺寸基本不變。

2）熱負荷基本不變。

3）機械負荷基本不變。（4）優(yōu)缺點1）功率增長幅度大。2）轉矩特性寬廣。3）加速性好。4）排放污染輕。5）油耗偏高、結構復雜。4.1.4二級增壓系統(tǒng)特點1)雙軸式運行范圍寬，便于調節(jié)。2)兩臺獨立運行的渦輪增壓器能更好地在各自的高效區(qū)運行因而總效率高。3）雙軸式二級渦輪增壓器無需專門設計與制造，總造價較低。4）單軸式二級渦輪增壓器所占空間較雙軸式的小。高、低壓級能量分配原則：1)在標定工況下，使二級壓氣機系統(tǒng)總效率達到最大值。2)從高壓級、低壓級增壓器尺寸大小的配合出發(fā)，進行最佳增壓比分配。3)從改善部分負荷特性出發(fā)，進行最佳增壓比分配，這種分配原則應用較多4.1.5提高單缸柴油機性能的措施單缸柴油機增壓技術路線分析（1）機械增壓

（2）機械增壓中冷（3）渦輪增壓3.增壓中冷單缸柴油機臺架和道路試驗4.2改善低工況的措施

4.2.1增壓柴油機低工況性能分析4.2.2可變截面增壓系統(tǒng)采用變截面渦輪的優(yōu)點是:①在不損害高轉速經濟性的條件下，增大低速轉矩；②擴大了低油耗率的運行區(qū)；③使柴油機的加速性提高；④可以滿足要求越來越高的排放和噪聲法規(guī)。

4.2.3放氣系統(tǒng)4.2.4低工況進、排氣旁通系統(tǒng)Pe/kW圖4-218ZA40S柴油機進、排氣門旁通后性能的改善4.2.5電輔助增壓系統(tǒng)4.2.6復合諧振增壓系統(tǒng)圖4-26B6135Z柴油機采用復合諧振增壓系統(tǒng)與一般渦輪增壓系統(tǒng)的性能比較4.2.7相繼增壓系統(tǒng)4.2.8二次進氣增壓系統(tǒng)4.2.9顧氏增壓系統(tǒng)4.2.10SCABY增壓系統(tǒng)4.2.11AVIEIT增壓系統(tǒng)4.2.12MIXPC增壓系統(tǒng)4.3改善增壓柴油機瞬態(tài)特性的措施4.3.1增壓柴油機的瞬態(tài)特性分析（1）定義：增壓柴油機瞬態(tài)特性是指在變速或變負荷情況下柴油機的性能。（2）現(xiàn)象：

當油量突加時（加速、加負荷時），排煙嚴重。圖4-3812V396TC32柴油機瞬態(tài)特性（3）供氣量滯后的原因

增加供油量以后，缸內氣體能量增加，但在排氣門開啟之前，渦輪得不到這部分能量；即使排氣門打開，由于排氣管體積較大，其中的氣體具有可壓縮性，需經過幾個工作循環(huán)，排氣管中的氣體壓力才能逐步上升，即渦輪得到的能量增加需經過一段時間；即使渦輪得到的能量增加，其本身及增壓系統(tǒng)具有一定的轉動慣量，加速轉子需消耗一部分能量，也使其瞬態(tài)響應滯后；進氣管具有一定的容積，增壓壓力的提高也需要一個過程，因此供氣量的增加需要時間（4）瞬態(tài)特性不好的危害燃燒不完全，冒煙；聯(lián)合運行線的位置與穩(wěn)態(tài)時相比發(fā)生偏移。4.3.2減小進