废气涡轮增压 .ppt

废气涡轮增压系统
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左

缺陷:由于涡轮机是流体机械，而 发动机是动力机械装置，因此增压发 动机低速时的转矩增加不多；在发动 机工况发生变化时，瞬态响应特性较 差，从而使得低速加速性较差。
复合式增压系统
将废气涡轮增压和机械增压 组合使用。
在大功率柴油机上 采用比较多，其发 动机输出功率大、 燃油消耗率低、噪 声小，只是结构太 复杂，技术含量高， 维修保养不容易。
只有提高发动机的平均有效压力才是最经济有效的方法，它可通过 减小过量空气系数øa，提高充气效率ŋv和增加进入气缸的充量密度ρk来 实现。
因此，增大进气密度 k ，即提高进入气缸空气的压力 k ， 降低进入气缸空气的温度Tk是提高平均有效压力pme最有效的 方法。提高进入气缸空气的压力和降低进入气缸空气的温度的 办法是采用增压和中冷技术。
油机的增压度受到爆燃燃烧的限制。柴油机的增压度受到燃烧最高爆 发压力的限制，通常以降低压缩比来补偿。
增压度小于1.9时，为低增压；在1.9~2.5范围内，为中增压；在 2.5~3.5范围内，为高增压；大于3.5时为超高增压。
目前，车用发动机的增压度不高，在0.1~0.6的范围内，大 部分为0.2~0.3，而船用大型低速四冲程柴油机的增压度可达 到3.0以上。这是因为车用发动机增压不仅要求功率增加，而 且还要在较大的转速和负荷范围内满足动力性、经济性、排放 与成本等多方面的要求，因此增压度一般不宜过高。
作业
1.发动机的增压方式有哪几种，与其他方式相比 涡轮增压的优点有哪些？
2.增压为什么能够提高发动机的功率？ 3.发动机废气能量是如何利用的？ 4.汽油机涡轮增压的主要技术措施有哪些？
增压：利用增压器将空气或可燃混合气进行压缩，再送入发动机气 缸的过程。
增压后，每循环进入气缸内的新鲜充量密度增大，使实际充气量增 加, 提高发动机功率和改善经济性。

高压废气的脉冲气波(膨胀波与压缩波
)，迫使空气压缩，以提高进气压力
优缺点：
1．与涡轮增压相比，可改善低速扭
矩
2．结构简单、加工方便、对主要件
（转子、轴承)的材料及工艺要求不高
3．加速性好
4．工况范围大
5．尺寸与重量比较大，必须由曲轴
驱动，往往受安装位置的限制
6．噪声大
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发动机增压技术上的困难
经济性很有意义。在内燃机重量体积改变 （增加）不大的情况下，可提高功率20%-50%。
2)提高了热效率，降低了发动机的油耗率5%10% 。
3)减少了排气污染及噪声。
4)降低了单位功率的造价。
5)对补偿高原功率废气涡轮增压与非增压性能比较
1．由于利用了废气能量， 有利于改善整机动力性及 经济性 2．改善了排放品质 3．起动性、加速性变差 4．改善低速扭矩特性有一 定困难 5．热负荷及机械负荷增加
功率之比。
k
NekNe0 Ne0
Nek 1 Ne0
❖ Ne-0、Ne-k——分别为增压前、后的功率。 ❖ 目前车用：10%-60%范围内，大部分20%-30%
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❖ 二、增压的分类 ❖ 1．按增压比分类
πk Pe（kP) 低增压 1.3~1.6 700~10
00
中增压 1.6~2.5 1000~1 500
变为增压后的密度
k
pk R Tk
代入上式, 得到增压后的发动机功率分析式
N e k 4R i 1D 2h L u 0 i mvT p k kC m
N ek
pk T 精选pkpt
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增压空气在增压器中压缩是按多变过程进行的。

静止件 铜片密封环
静止件
h
钢丝
h
转动件
转动件
静止件 梯形螺纹
h
转动件
（a）
（b）
（c）
① 750涡轮增压器 工作参数 空气的进排气壳
四
.
典
型
压气机
构
隔热墙
造
介
绍
废气的进排气 壳
废气涡轮
轴与轴承 润滑 冷却
油、气密封装置
1-涡轮进气蜗壳；2-喷嘴环；3-废气排气壳；4-叶片；5-叶轮；6-导流器；7、8-气封；9-压气机排气蜗 壳；10-扩压器；11、12-增压器叶轮；13-进气壳；14-消音器；15-推力盘；16-滑块；17-电动转速表； 18、36-滑动轴承；19-消音器盖；20、21-金属滤网；22-导风环；23-消音环；24-定位臂；25-螺栓； 26-消音器底座；27、34-挡油环；28-油封和气封；29-螺母；30-支座；31-隔热墙；32-支座；33-管子；
III. 反动力矩的产生：叶轮叶片的通道是收缩 的，当气流在旋转的叶轮中流动时因膨胀 加速，而给涡轮以反作用力，使叶片得到 一个反作用力矩，使叶轮回转。
燃气的热能和动能转换成叶轮的机械功，在冲击 力矩和反动力矩两种力矩作用下回转的涡轮机称 反动式涡轮机，只具有冲击力矩者称冲动式涡轮 机。废气涡轮增压器多为反动式涡轮机。
内支承
➢ 两个轴承在涡轮与压气机之间的内侧，叶轮 两端悬臂放置，在小型废气涡轮增压器上获 得广泛的应用。
➢ 特点：重量较轻，造价也较低，维护保养转 子较方便。轴向长度较短，但其油、水、气 的密封布置较困难，缺点是有一侧的轴承很 靠近涡轮端，轴承的工作条件较差，更换轴 承很不方便，需先拆去叶轮后才能更换轴承。

Air Filter
Environment
Mechanical Supercharger Turbocharger
Intake Manifold Injection Valves
Muffler Catalyst
Throttle
Wastegate
Exhaust ReservoAirir Reservoir Cylinder
4、减小增压后的“加速滞后”现象采：用脉冲增压、减小进排气 管长度、增压器前置（节气门之前）、提高压缩比等措施。
5、点火提前角的调整：根据爆震传感器信号，适当推迟点火提 前角。
6、燃油供给的调整：供油压力要能随增压压力变化而自动调整 （增压压力过高时能适当减少供油量）。
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第五节 废气能量的利用
1、爆燃（爆震）：随着压缩终点压力、温度以及零件热负荷的 升高，爆震倾向加大。
2、热负荷：汽油机燃烧温度高、排气温度高，进气增压后又不能 像柴油机那样利用大的气门重叠角来加强扫气效果，因而热负荷将更 加严重。
3、苛刻要求：要有宽广的工作范围；耐热性要好、转动惯量要小 （体积小、质量轻）。
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二、改善汽油机增压性能的主要措施：
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4、废气涡轮增压与其他增压方式相比 优点有：
（1）发动机结构无须做重大改变，且增压器体积小、重量轻， 且易实现高增压；
（2）由于驱动能量来自废气，相对减少了机械损失（泵气损失） 和热损失，提高了机械效率和热效率（油耗降低5%-10%）；
（3）能降低排气噪音和烟度； 缺点有：
（1）增加了进、排管路，使加速反应滞后； （2）热复合严重，对大气温度和排气背压敏感；
压压压压压压压压
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