第四章
第一节 概 述
第二节 废气涡轮增压器的基本结构及原理第三节 废气能量的利用
第四节 涡轮增压器与柴油机的匹配
第五节 工程应用实例(文摘)
第一节 概 述
一、增压是提高功率的有效途径
二、增压度φ
三、增压比
四、增压的优、缺点
五、增压系统的分类
一、增压是提高功率的有效途径
，即增加气缸数ｉ，增大气缸直径Ｄ和行程１)加大气缸总排量ｉＶ
ｓ
Ｓ；
２)提高转速ｎ；
；
３)提高平均有效压力ｐ
ｍｅ
二、增压度φ
?增压度是指发动机增压后增长的功率与增压前的功率之比。
三、增压比
?增压比是指增压后空气压力ｐｋ与增压前的空气压力ｐ０之比
?增压发动机按照增压比的大小可以分为：低增压，ｋ＜１.６，中增压，ｋ＝１.６～２.５，高增压，ｋ＞２.５，
四、增压的优、缺点
优点：
不变的情况下，可以使气缸数减少或者气缸直１)在保证输出功率Ｐ
ｅ
径减小，从而可以减小发动机的比质量和外形尺寸。
２)提高热效率，降低燃油消耗率。
３)减少排气污染和噪声。
４)降低发动机的单位功率造价。
５)对补偿高原功率损失十分有利。
缺点：
１)增压发动机的机械负荷和热负荷都较高。
２)增压发动机很难满足车辆对转矩适应性及瞬变工况的要求。
３)车用汽油机应用增压技术较困难。
４)适用的小型涡轮增压器发展晚并且效率偏低。
五、增压系统的分类
１.机械增压系统
２.废气涡轮增压系统
３.复合增压系统
４.气波增压系统
１.机械增压系统
增压器由发动机的曲轴通过机械传动系统直接驱动的称为机械增压器。增压器可用离心式压气机或罗茨式压气机等。进气压力为１６０～１７０ｋＰａ。因为进气压力越高，机械效率越低，产生的噪声越大，燃油消耗率增加，所以机械增压器仅适用于小功率柴油机。
２.废气涡轮增压系统
增压器与发动机无任何机械联系，压气机由内燃机废气驱动的涡轮来带动。在增压压力较高时，为了降低增压空气进入发动机气缸的温度，需要增设空气中间冷却器。该系统应用广泛，一般增压压力可达１８０～２００ｋＰａ，最高甚至达到３００ｋＰａ。
在某些发动机上废气涡轮增压与机械增压并用，这种增压系统称为复合式增压系统。这两种增压系统并用是为了保证二行程柴油机在起动和低速、低负荷时仍有必要的扫气压力，大功率柴油机上应用较多。
发动机曲轴驱动一个特殊的转子，在转子中高压废气直接与空气接触，利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩，提高进气压力。它比涡轮增压低速性能好，结构简单，加工方便，对材料与工艺要求不高，加速性好，工况范围大，但尺寸大，比较笨重，噪声大。
一、离心式压气机
二、径流式涡轮机
图４-１ 径流式涡轮增压器结构图
一、离心式压气机
(一)离心式压气机的基本结构及气体流动
(二)离心式压缩机的主要参数和工作特性
(一)离心式压气机的基本结构及气体流动
图４-２ 离心式压气机简图
１—进气道 ２—工作轮 ３—扩压器 ４—出气涡壳
(二)离心式压缩机的主要参数和工作特性
１.离心式压缩机的主要参数
２.压气机的特性
３.通用特性
图４-３ 空气压缩过程ａ)ｐ—Ｖ图 ｂ)Ｔ—Ｓ图
图４-４ 离心式压气机的特性曲线
２.压气机的特性
?压气机的特性是指压气机在不同转速下的压比、效率与空气流量之间的关系。
?压比流量特性是由试验测得的，如图４‐４所示。从特性曲线上可以看出，当空气流量ｋ沿等转速线由大向小变化时，开始ｋ、η－ｋ均有所增加，达最高点后下降。当ｋ减小到某一值后，气流发生强烈脉动，压气机工作不稳，这种现象称为喘振。
３.通用特性
图４-５ 通用特性曲线