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发动机废气涡轮增压技术资料-文档资料
可调喷嘴环用于增压器与 内燃机的高速匹配。通过 可调喷嘴环改善低速性能。
提高平均有效压力Pme 方法:
减少过量空气系数、提高充量系数、增加充气密度(增压)
增压度φk:发动机在增压后增长的功率与增压前功率 之比
φk范围为10%~60%。大部分为20%~30%。
增压比k:进入气缸的气体压力Pk与大气压力P0之比 增压的范围:
低增压: k = 1.3~1.6 (内燃机平均有效压力pme=0.7~10MPa)
速不变时,
各特性与 空气流量 间的关系
压气机的喘振与堵塞 压气机流量很小时,气流会出现强烈的振荡,引
起工作轮叶片强烈振动,并产生很大的噪声,压气 机的出口压力显著下降,并伴随很大的压力波动, 此现象称为压气机的喘振。
当压气机工作在喘振线右侧时,其工作是稳定的;
而当处于喘振线左侧时,压气机的工作就变得不稳 定甚至有危险了。
低速时,喷嘴角 度小,流通截面 小;高速时喷嘴 角度大,流通截 面能保证涡轮从 废气中获取足够 能量达到压气机 的需求。
可变喷嘴环增压器特性
左图中①~④是喷嘴环角 度以此减小的情况。随着 内燃机转速下降,压气机 的增压压力不但没有下降, 反而提升到高转速水平, 从而保证增压内燃机的低 速性能。
5、谐波增压—ACIS
双增压器顺序增压
多缸发动机上使用两台增压器。 在低速时,使用一台增压器以提高废气能量利用效率,改善低速
反应性能。 在中高速时,使用两台增压器以保证发动机功率输出。
第二节 增压器
径流式涡轮的工作原理
燃气在涡轮机中的流动:废气在进气涡壳的引 导下均匀地进入涡轮,并推动涡轮高速旋转, 实现压力能与机械能的转换,低压废气从涡 轮中心轴向流出。
低速时使用一个进气 通道;高速时,进气 量大,使用两个通道, 可以改善增压发动机 的过渡性能。
可变进气道增压器性能
可变喷嘴环增压器
各喷嘴环1通过轴销2固定在涡壳5上,再经传动杆3与喷嘴控制盘4相 连。转动喷嘴控制盘即可改变喷嘴环的角度。
通过调整涡壳5与涡 轮叶轮6之间的喷嘴 环角度来调整涡轮流 通截面。
主要用途:提高发动机低 速转矩
机械增压器的种类
机械增压所用的压气机除离心式压气机外,在车用内 燃机上常用容积式压气机: 罗茨式;螺杆式;转子活塞式。
பைடு நூலகம்
2、废气涡轮增压
废气涡轮增压利用 内燃机排气中能量 来实现增压,油耗 率可低5%~10%。
质量功率和体积功 率比非自然吸气内 燃机明显改善,一 般可提高功率20%50%,易实现高增 压。
可降低排气噪声和 烟度。
废气涡轮增压的分类
废气涡轮增压器主要由压 气机和废气涡轮组成。
压气机主要是离心式的。 废气涡轮分:
轴流式; 径流式; 斜流式(混流式)。
由于发动机排气能量利 用的不同,有两种经典 的、基本的增压形式:
脉冲涡轮增压;
等压涡轮增压。
3、复合增压
4、气波增压
一般,当增压空气的压力超过1.5MPa时,就值得采用 中冷。
解决空气温度过高的办法就是采用中冷器冷却增压后的 空气。
增压空气温度每降低20K,涡轮前的废气温度约可降低 20K,燃油消耗率可减少3g/kW.h。
内燃机增压的优缺点
优点:
缺点:
改善了发动机性能: 提高了内燃机机械效率; 提高了内燃机的指示热效率; 改善了燃烧过程。
气波增压是通过气波增压器 利用气体质点和压力波的反 射特性,使排气和进气之间 进行直接的能量交换,以增 大进气密度。
气波增压对内燃机工况反应 迅速,使气波增压的加速性 好,且低速时空气的压缩程 度高,低速转矩好。工作温 度低,不需要耐高温材料。 但体积大,噪声大,安装位 置受到一定限值。匹配要求 高,防止窜烟。
增加了柴油机的 机械负荷;
增加了柴油机的 热负荷;
增加了发动机的升功率; 扩大了内燃机高原适应性:
增加了汽油机的 爆燃倾向。
有利于降低有害气体排放和噪声。
(HC降低,高负荷的NOx降低,空气充足使碳烟有所 降低;温度高使着火延迟期缩短)
1、机械增压
由曲轴经过齿轮增速箱驱 动压气机。
机械增压增压压力高,压 气机消耗的功率大。为使 内燃机机械效率不要过分 下降,增压压力Pk不能过 高。 Pk <160~170 kPa
随着流量和转速的增加,喘振点对应的增压比是 向增大方向移动的
在压气机的某一转速下,通过压气机的气
体流量随增压比的降低而增加。当流量增
加到一定数值后,压气机通道中的某个
截面达到临界条件。当增压比继续降低时, 气体流量却不再增加,此时的气体流量称 为堵塞流量,也是该转速下压气机所对应 的最大流量。
可变进气道增压器
中增压: k = 1.6~2.5 (pme=1.0~1.5MPa)
高增压: k >2.5 (pme> 1.5MPa);
超高增压: k > 4.5~5.5 (pme>2.5~3.5MPa)。
增压中冷技术
增压空气温度增加,在柴油机中引起增压条件下进气密 度减小,即在保持不变过量空气系数下,意味着功率下 降,不然需要进一步提高增压压力,但柴油机机械负荷 又要增加。虽然气缸内工质温度提高有利于柴油机的燃 烧,但却使燃烧室内受热零件的热负荷增加,排温过高, NOx增加。汽油机中增压温度升高,除与柴油机一样功 率下降外,最主要的是爆震倾向增加。
发动机废气涡轮增压技 术资料
精品
第一节 概述
增压:为提高平均有效压力以增加气缸内封存气体密度的方法。 (广义上,凡是能够将内燃机进气密度提高到高于周围环境密 度的一切方法,都称为增压。)
目的:通过增加充气量,以提高功率,改善经济性和排放性
提高发动机功率的途径:
Pe
Pm eVhn
30
i103
①改变结构参数。增加i、Vh(D、S),减少τ,但体积和重量 增加 ②提高转速。但充量系数和机械效率减少,机件寿命减少, 噪音大 ③提高平均有效压力Pme。
喷嘴叶片环上均匀安装带有一定倾角的叶片 组成多个渐缩通道,使部分压力能转变为动 能,便于高速气流均匀而有序地进入涡轮叶 轮。
离心式压缩机工作原理
主要参数:压气机转速 增压比 k=pk/p0 质量流量mk或容积流量V0
压气机转速nk 每分钟可达几万转甚至十几万转 压气机的绝热效率
压气机特性曲线
压气机转