机械工程内燃机精品课件04课件(第四章).ppt

* §4-４内燃机的增压 * §4-４内燃机的增压 废气增压 * §4-４内燃机的增压 * §4-４内燃机的增压 * §4-４内燃机的增压 * §4-４内燃机的增压 * 气波增压器（Comprex super charging） §4-４内燃机的增压 * 　２. 增压对内燃机动力性与经济性的影响 由升功率及燃油消耗率表达式可知，性能指标可知： 　　 §4-４内燃机的增压 　增压后，发动机的升功率有所增加，燃油消耗率有所降低，但发动机增压的目的主要不在于提高经济性，而在于提高它的动力性，并降低排放。 * * 　3、发动机增压技术的优势与代价 优点：除了提高发动机动力性和经济性外，还表现在： 1)增压器的质量与尺寸相对发动机而言都很小，增压可以使发动机在总质量和体积基本不变的条件下，输出功率得到大幅度的提高，升功率、比质量功率和比体积功率都有较大增加，因而可以降低单位功率的造价，提高材料的利用率，对于大型柴油机而言，经济效益更加突出。 2)与自然吸气内燃机相比，排气可以在涡轮中得到进一步膨胀，排气噪声有所降低。 §4-４内燃机的增压 * * 3)内燃机增压后有利于高原稀薄空气条件下恢复功率，使之达到或接近平原性能。 4)柴油机增压后，缸内温度和压力水平提高，可以使滞燃期缩短，有利于降低压力升高率和燃烧噪声。 5)增压柴油机一般采用较大的过量空气系数，HC、CO和碳烟排放降低。 6)技术适用性广，高低速的二冲程和四冲程的各种缸径的发动机均可增压强化。 §4-４内燃机的增压 * 缺点 取得上述优势外也需要花费一定的代价，如: 1)增压后缸内工作压力和温度明显提高，机械负荷及热负荷加大，内燃机的可靠性和耐久性受到考验。 2)低速时由于排气能量不足，可能会使发动机的低速转矩受到一定影响，对工程机械和车用造成不利影响。 3)在涡轮增压器中，从排气能量的变化到新的进气压力的建立需要一定的时间，所以涡轮增压内燃机的加速响应性能较自然吸气机型差。 4)增压发动机性能的进一步优化，受到增压器及中冷器的限制，其中增压器的问题集中在材料的机械强度、耐热性能、润滑、效率等方面，而对中冷器的要求是体积小，质量轻、效率高。 §4-４内燃机的增压 * §4-４内燃机的增压 增压概念----增压压力、增压比 增压压力--压气机出口压力称为增压压力，用pb表示。它与压气机结构、尺寸、转速及效率等因素有关。 通常： pb≤0.17MPa 低增压； 0.17MPa pb≤ 0.25MPa 中增压； 0.25MPa pb ≤ 0.35MPa 高增压； pb 0.35MPa 超高增压 增压比--压气机出口压力pb与进口压力pa之比，称为增压比，πk＝ pb /pa * §4-４内燃机的增压 二、涡轮增压器的工作特性 分为两类：径流式涡轮增压器—高转速高响应，车用发动机采用。 轴流式涡轮增压器—大流量大功率，大型柴油机采用 * §4-４内燃机的增压 三、排气涡轮增压系统简介：分定压涡轮增压和脉冲涡轮增压两种基本系统。 定压涡轮增压：把各气缸的排气通过一个体积较大的排气管收集在一起，再引向涡轮的整个喷嘴环，由于集气箱的稳压作用，排气总管内的压力振荡较小，进入涡轮前的压力基本不变，所以被称为定压增压系统。 优点：涡轮可以全周进气，效率高，气流引起的震荡小，不会引起叶片折断，排气系统简单成本低，易于布置与维护。 缺点：脉冲能量利用率低，柴油机的低速转矩特性和加速性能较差。 * §4-４内燃机的增压 脉冲涡轮增压：将缸内的排气直接送入涡轮机中，利用排气管周期的脉动效应，提高增压压力pb的涡轮。 二者的比较： a能量利用效果，脉冲增压好于定压增压 b对缸内的扫气作用，脉冲增压可以保证扫气压差，定压增压不能 c发动机加速响应，定压增压不如脉冲增压好 d增压效率与系统结构， η定 η脉 脉动增压结构复杂尺寸较大 总之：低增压采用脉冲增压较好，高增压二者各有所长，需综合考虑。 * §4-４内燃机的增压 五、汽油机的增压技术的限制： 汽油机增压主要障碍是爆燃、热负荷和增压器的特殊要求等方面 爆燃 增压后，必须采用降低压缩比、推迟点火时刻、采用进气中