《發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 采用低速氣門定時(shí)等，是可 以改善其低速轉(zhuǎn)矩的。由于渦輪增壓器的設(shè)置，進(jìn)、排氣噪聲也有所減少。 所以一般非增壓機(jī)改增 壓機(jī)后，轉(zhuǎn)速均有所降低， 這時(shí)，車輛后橋傳動(dòng)比也 應(yīng)作相應(yīng)改動(dòng)。如圖ｂ。 增壓與非增壓內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性比較 實(shí)線一增壓 虛線一非增壓 (a)同一排量等油耗范圍大 渦輪增壓柴油機(jī)的性能 比較同一功率的增壓與非增 壓內(nèi)燃機(jī)： 增壓機(jī)排量小 (缸數(shù)少或缸 徑小 )，機(jī)械損失低，油耗低。 (1)經(jīng)濟(jì)性改善 車用增壓柴油機(jī)可以改善經(jīng) 濟(jì)性，但在不同運(yùn)行區(qū)不一樣。 空氣渦輪的葉片就裝在風(fēng)扇的邊緣，（類似手電鉆），使結(jié)構(gòu)緊湊，稱為輪緣空氣渦輪風(fēng)扇。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明： 增壓空氣每降低 10℃ ，柴油機(jī)的平均溫度可降低 25～ 30℃ 。（熱負(fù)荷大， 防開裂） 進(jìn)氣管容積盡可能大。當(dāng)重疊角大于116176。 之間。 在定壓渦輪增壓系統(tǒng)中，氣門重疊角的選取既要考慮高負(fù) 荷時(shí)掃氣的要求，又要兼顧低負(fù)荷時(shí)排氣倒流的可能性。 注意必須 ： 減小供油提前角， 縮短供油持續(xù)時(shí)間， 重新調(diào)整油束與氣流的配合，強(qiáng)化著火后的燃燒等措施結(jié) 合起來，使 pｚ與 gｅ、 Tｔ的矛盾得到合理解決才是可行的。 注意連鎖效應(yīng)： 每循環(huán)的供油量 ↑→供油持續(xù)角 ↑ →使燃燒過程 ↑ →柴油機(jī)指示效率 η i=W/Q ↓ 縮小供油持續(xù)角 的方法有： a、增大柱塞直徑； b、增加供油速率 (噴油泵凸輪廓 線較陡 )， 不同增壓度下的 供油速率 c、提高噴油壓力以及加大噴油嘴噴孔直徑等。 增壓柴油機(jī)適當(dāng) 加大過量空氣系數(shù) α ，可降低柴油機(jī)的熱負(fù)荷和改善經(jīng)濟(jì)性。 渦輪增壓柴油機(jī)的特點(diǎn) (1)主要參數(shù)的選取 為了降低爆發(fā)壓力 pz ， 在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中可以適當(dāng) 降低壓縮比 ε。 但考慮到車用柴油機(jī)大部分時(shí)間在部分負(fù)荷 (此時(shí)增壓壓力較低 )下工作，對(duì)其轉(zhuǎn)矩特性和加速性能要求比較高， 即便是在高增壓的車用柴油機(jī)上仍常采用脈沖渦輪增壓系統(tǒng)。 5)脈沖系統(tǒng)的廢氣瞬時(shí)流量也是周期性變化的，其瞬時(shí)最 大流量比定壓系統(tǒng)的流量 (相當(dāng)于脈沖系統(tǒng)的平均流量 )大， 因此， 脈沖渦輪的尺寸較大。而在排氣總管容積較大的恒壓渦輪增壓系統(tǒng)中，渦輪前壓力變化比較緩慢，加速性能較差，特別在低增壓時(shí)，排氣能量的利用程度較低，加速性能就更差，同時(shí)其轉(zhuǎn)矩特性也變差。 定壓式和脈沖式渦輪增壓系統(tǒng)的比較和選擇 2)脈沖增壓 系統(tǒng)對(duì)汽缸掃氣有明顯好處 。 定壓式和脈沖式渦輪增壓系統(tǒng)的比較和選擇 在 脈沖渦輪增壓 系統(tǒng)中， 不存在大容積的排氣總管， 理論上不應(yīng)出現(xiàn)不可逆膨脹 損失。 渦輪增壓系統(tǒng)的基本類型 1)、在定壓渦輪增壓系統(tǒng)中， 排氣總管容量大，有壓力平 衡作用。雖然各汽缸的排氣時(shí)間互有差異，壓力波動(dòng)較大，但匯集到排氣總管后，互相混合減速和滯止，基本保持恒定壓力。轉(zhuǎn)子上裝有許多直葉片，形成 許多梯形截面的葉道。） 缺點(diǎn)：進(jìn)氣管系尺寸較大，在內(nèi)燃機(jī)上不易布置； 較適合在 6缸內(nèi)燃機(jī)上采用。 當(dāng) F不變時(shí)，減小諧振室容積，而增加諧振管長(zhǎng)度，可獲得 同一諧振頻率。 實(shí)現(xiàn)共振時(shí)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速稱為諧振轉(zhuǎn)速 ncs，這時(shí)內(nèi)燃機(jī)的容積效率 η ｖ ，可達(dá)最大值，一般可通過調(diào)整諧振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)來控制諧振轉(zhuǎn)速，可把希望得到最大有效轉(zhuǎn)矩Memax 的轉(zhuǎn)速定為產(chǎn)生共振的轉(zhuǎn)速，以改善內(nèi)燃機(jī)容積效率變化曲線。 六缸內(nèi)燃機(jī)可分成兩個(gè)獨(dú)立的諧振系統(tǒng)。在二沖程柴油機(jī) 上，如果采用脈沖增壓系統(tǒng)來提高排氣能量傳遞效率，并采 用高效率的渦輪增壓器，則 20％以上的排氣能量可以加以利 用，這樣就有可能實(shí)現(xiàn)純渦輪增壓。 復(fù)合增壓系統(tǒng) (機(jī)械增壓 +渦輪增壓 ) (a)串聯(lián)系統(tǒng) (b)并聯(lián)系統(tǒng) E．內(nèi)燃機(jī)； T．渦輪； k．壓氣機(jī) 增壓方式 并聯(lián)復(fù)合增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多用于實(shí)現(xiàn)純渦輪增壓較 困難的二沖程柴油機(jī)。 渦輪增壓也有一些缺點(diǎn)：如加速性能較差；熱負(fù)荷問題較嚴(yán)重；對(duì)大氣溫度和排氣背壓較敏感。 磨刀不誤砍柴功 增壓方式 (2)廢氣渦輪增壓 特點(diǎn)：內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣經(jīng)渦 輪膨脹做功后再排往大氣； 渦輪發(fā)出的功率驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)。 增壓方式 二、 增壓方式： 按實(shí)現(xiàn)增壓所提供的能量方式可分為： 機(jī)械增壓、廢氣渦輪增壓、復(fù)合增壓和氣波增壓 4種基本類型。 因?yàn)檐囉冒l(fā)動(dòng)機(jī)增壓不僅要求 功率增加 ，而且還要在較大的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷范圍內(nèi)滿足動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放與成本等多方面的要求， 所以車用內(nèi)燃機(jī)的增壓度不高， 大約在 10％～ 60％的范圍內(nèi)， 大部分在 20％～ 30％ 。 則 → 內(nèi)燃機(jī)重量 ↑和尺寸 ↑ ； 2)增加轉(zhuǎn)速 n，也即提高活塞平均速度 cm。 作用：增壓后，每循環(huán)進(jìn)入汽缸的新鮮充量密度增大，使實(shí)際充氣量增加，從而達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和改善經(jīng)濟(jì)性的目的。 3． 1 增壓技術(shù)和增壓方式 一、增壓技術(shù)： 定義：將空氣或可燃混合氣進(jìn)行預(yù)壓縮再送人汽缸。 3)增加平均有效壓力 Pe icK cP eDZP eV s n iNe ??增壓技術(shù) 分析： 1)增加汽缸排量，即汽缸工作容積 Vs ↑ 或汽缸數(shù) i↑。 sveLoHuKcPe ?????RTsPsS ??增壓技術(shù)和增壓方式 度量：增壓后內(nèi)燃機(jī)功率的增加程度可用增壓度 σ 表示，其定義為增壓后與增壓前的內(nèi)燃機(jī)功率之比值，即增壓后與增壓前標(biāo)定工況下平均有效壓力之比值： 式中： ρ s—— 增壓后汽缸進(jìn)氣密度； ρ e—— 增壓前汽缸進(jìn)氣密度。 中冷可以提高充氣密度、降低內(nèi)燃機(jī)排氣溫度，并有利于降低內(nèi)燃機(jī)的熱負(fù)荷 。 機(jī)械增壓一般只在增壓比不高時(shí)或某些特殊情況下采用。油耗率可降低 5%~10％； 3)可降低排氣噪聲和煙度，減少了對(duì)環(huán)境的 污染 。 并聯(lián) 復(fù)合增壓： 機(jī)械增壓和渦輪增壓并行向柴油機(jī)汽缸供給增壓空氣，機(jī)械 增壓 可以彌補(bǔ)渦輪增壓器的供氣不足 。 純渦輪增壓的實(shí)現(xiàn) ： 排氣可用能量約占燃料能量的 15％左右。 空氣先在渦輪增壓器 l中壓縮，經(jīng)連接管 2進(jìn)入穩(wěn)壓箱 3，使諧振系統(tǒng)的壓力波動(dòng)不致影響壓氣機(jī)的工作，然后進(jìn)入諧振系統(tǒng) (由諧振管 4和諧振室 5組成 )，進(jìn)一步壓縮后流入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管 6。 內(nèi)燃機(jī)各汽缸周期性的吸氣過程對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生激振，當(dāng)這一激振的某一階諧波與諧振系統(tǒng)的固有頻率一致時(shí)，便產(chǎn)生共振，這時(shí)諧振室內(nèi)的壓力振幅達(dá)到最大值，從而實(shí)現(xiàn)慣性增壓。
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