废气涡轮增压

第 一 节 发 动 机 增 压 概 述一 、 增 压 的 基 本 概 念v定 义 ： 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 。v作 用 ： 增 加 每 循 环 进 入 气 缸 的 新 鲜 充 量 密 度 ，使 实 际 充 量 增 加 ， 从 而 达 到 提 高 发 动 机 功 率和 改 善 经 济 性 的 目 的 。 发 动 机 增 压 技 术 上 的 困 难1)采 用 增 压 使 发 动 机 主 要 零 部 件 的 机 械 负 荷 与热 负 荷 增 高 。2)适 用 的 小 型 增 压 器 发 展 较 晚 ， 而 且 小 型 涡 轮增 压 器 的 效 率 偏 低 。3)长 期 以 来 增 压 发 动 机 很 难 满 足 车 辆 对 扭 矩 适应 性 及 瞬 变 工 况 的 要 求 。4)车 用 汽 油 机 增 压 遇 到 的 困 难 更 多 。 提 高 发 动 机 单 机 功 率 的 方 法 ， 根 据1.改 变 发 动 机 结 构 参 数 缸 数 i， 缸 径 D， 冲 程 S, 冲 程 数 ;（ 受 安 装 位 置 和 自 重 的 严 格 限 制 ）2 提 高 转 速 n及 活 塞 平 均 运 行 速 度 Cm; （ 充 气 效 率 和 机械 效 率 下 降 、 燃 料 经 济 性 、 发 动 机 运 转 可 靠 性 、 机件 寿 命 、 噪 声 限 制 ）3 提 高 平 均 有 效 压 力 P e。 （ 最 经 济 有 效 的 方 法 ） 增 压 k Pe Ne 其 中 k 充量 密 度 。 N p V ine e h 30 10 3 KW v特 性 参 数v （ 一 ） 增 压 比 k 310 30e he p V i nN KW V D sh 4 2C sn n Cs m m 30 30 由 公 式 因 为 增 压 比 ： 增 压 后 气 体 压 力 与 增 压 前 气 体 压 力 之比 ， 即 k=Pk/P0。 N iD p Ce e m 4 2p hLe u i m v 0 0 N iD hL Ce u i m v m 4 12 0 0 代 入 上 式 而 平 均 有 效 压 力 代 入 上 式 , 得 未 增 压 时 发 动 机 功 率 的 分 析 式 0k kkpRTN iR D hL pT Ce k u i m v kk m 4 1 2 0N pT e k kk 增 压 后 , 空 气 密 度 由 未 增 压 时 的 大 气 密 度变 为 增 压 后 的 密 度 代 入 上 式 , 得 到 增 压 后 的 发 动 机 功 率 分 析 式 0 0 0 0, , ,p T vk k k kp T v, , ,pp vvk k n0 0 k k npp0 0 1 增 压 空 气 在 增 压 器 中 压 缩 是 按 多 变 过 程 进 行 的 。 增 压 后 增 压 前 ppk0 4 pk 2 0pT Rkk k pT R00 0 k k kTT pp0 0 0 Tk 假 定 多 变 指 数 n = 2, 则 时 , 才 压 力 增 长 很 多 而 密 度 增 大 不 多 。 这 主 要 是 因 为 增 压 后 温 度会 升 高 的 缘 故 , 若 增 压 后 温 度 不 变 , 则 与 p成 线 性 关 系 。 则 若 在 整 个 增 压 过 程 中 , 下 降 或 保 持 为 某 一 常 数 , 则 TTk0 k kC pp 0 k0 ppk0const， 此 时 与 成 正 比 。 通 常 , 为 了 不 使 过高 , 在 增 压 器 与 发 动 机 之 间 设置 一 个 中 冷 器 , 对 增 压 后 的 空气 进 行 冷 却 , 称 为 中 间 冷 却 。 Tk v （ 二 ） 增 压 度v 增 压 度 ： 指 发 动 机 在 增 压 后 增 长 的 功 率 与 增 压 前 的功 率 之 比 。v Ne-0、 Ne-k分 别 为 增 压 前 、 后 的 功 率 。v 目 前 车 用 ： 10%-60%范 围 内 ， 大 部 分 20%-30%1 00 0 e kee ekek NNN NN v 二 、 增 压 的 分 类v 1 按 增 压 比 分 类 k Pe（ kP)低 增 压 1.31.6 7001000中 增 压 1.62.5 10001500高 增 压 2.5 1500超 高 增压 3.5 2500-3000 v2 按 增 压 系 统 的 机 构分 类v1） 机 械 增 压 系 统 由 发 动 机 通 过 齿 轮变 速 器 来 驱 动 ， 所 增加 的 压 力 与 与 驱 动 压气 机 消 耗 的 功 成 正 比， 增 加 的 压 力 高 ， 将导 致 整 机 性 能 下 降 ，比 耗 油 增 加 。 v2） 废 气 涡 轮 增 压 系 统 发 动 机 排 出 的 具 有 一 定 能量 的 废 气 进 入 废 气 涡 轮 并 膨胀 做 功 。 废 气 涡 轮 的 全 部 功 率 用 于驱 动 与 涡 轮 机 同 轴 旋 转 的 压气 机 工 作 轮 ， 在 压 气 机 中 将新 鲜 空 气 压 缩 后 ， 再 送 入 气缸 废 气 涡 轮 增 压 1)可 以 减 少 缸 数 或 气 缸 直 径 ， 减 少 整 机 外 形尺 寸 和 单 位 功 率 的 重 量 ， 这 对 提 高 车 辆 使 用经 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 损 失 十 分 有 利 。 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 v3） 复 合 式 发 动 机复 合 式 发 动 机 优 缺 点1.能 充 分 利 用 废 气 能 量 ，使 动 力 性 、 经 济 性 大 为 改善2、 由 于 排 气 经 过 两 级 祸轮 ， 使 噪 声 降 低3、 结 构 复 杂 ， 成 本 高 ，技 术 难 度 大4、 加 速 性 变 差 ， 柴 油 机绝 热 化 +涡 轮 复 合 式 是 一种 很 有 效 的 方 案 4） 组 合 式 涡 轮 增 压 系 统原 理 ： 由 废 气 涡 轮 增 压 与 进 气 惯性 增 压 组 合 而 成 。 在 该 增 压 系 统中 除 涡 轮 增 压 器 外 ， 还 有 由 稳 压箱 、 共 振 管 、 共 振 室 等 构 成 的 惯性 增 压 系 统优 缺 点 ：1 与 涡 轮 增 压 相 比 ， 结 构 不 算复 杂2 对 改 善 低 速 扭 矩 有 益3 加 速 性 变 好4， 进 气 管 路 比 较 庞 大5 采 用 三 缸 一 管 谐 振 效 果 明 显， 采 用 二 缸 一 管 谐 振 效 果 较 差 v5） 气 波 增 压 系 统原 理 ： 由 曲 轴 驱 动 一 个 特 殊 的 转 子 ，在 转 子 中 废 气 直 接 与 空 气 接 触 ， 利 用高 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 发 动 机 增 压 技 术 上 的 困 难1)采 用 增 压 使 发 动 机 主 要 零 部 件 的 机 械 负 荷 与热 负 荷 增 高 。2)适 用 的 小 型 增 压 器 发 展 较 晚 ， 而 且 小 型 涡 轮增 压 器 的 效 率 偏 低 。3)长 期 以 来 增 压 发 动 机 很 难 满 足 车 辆 对 扭 矩 适应 性 及 瞬 变 工 况 的 要 求 。4)车 用 汽 油 机 增 压 遇 到 的 困 难 更 多 。 第 二 节 废 气 涡 轮 增 压 器 的 工 作 原 理 v径 流 式 涡 轮 车 用 发 动 机v轴 流 式 涡 轮 大 、 中 型 柴 油 机v径 流 式 涡 轮 增 压 器 ： 离 心 式 压 气 机 +径 流 式 涡 轮 机v其 他 组 件 ： 支 承 装 置 密 封 装 置 冷 却 系 统 润 滑 系 统 v一 、 离 心 式 压 气 机 的 工 作 原 理 与 特 性v1 基 本 工 作 原 理 和 主 要 参 数v离 心 式 压 气 机 一 般 由 进 气 道 1、 工 作 轮 2、 扩压 器 3及 出 气 蜗 壳 4所 组 成 。 v压 气 机 的 主 要 参 数 为 ：v （ 1） 空 气 的 增 压 比 k=Pk/P0；v （ 2） 流 经 压 气 机 的 空 气 每 秒 质 量 mk（ kg/s） 或 容 积流 量 V0（ m3/s） （ 相 应 于 压 气 机 的 进 口 状 态 ） ；v （ 3） 压 气 机 转 速 nk；v （ 4） 压 气 机 的 绝 热 效 率 ad-k；v ad-k： 1kg空 气 的 绝 热 压 缩 功 had-k与 实 际 压 缩 功 hk之 比 。 表 示 压 气 功 转 变 为 有 用 的 压 缩 功 的 程 度 。 v （ 5） 压 气 机 功 率 。 v2 压 气 机 特 性 曲 线v （ 1） 流 量 特 性 ： 表 示 在压 气 机 转 速 不 变 时 ， 压 气机 的 增 压 比 k和 绝 热 效 率 ad-k随 空 气 流 量 mk（ 或 V0）的 变 化 关 系 。 v （ 2） 压 气 机 的 喘 振 与 堵 塞v 在 压 气 机 的 特 性 曲 线 上 有 一 条 喘 振 线 ， 又 称 为 稳定 工 作 边 界 。 含 义 ： 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 功 作就 变 得 不 稳 定 甚 至 有 危 险 了 。 因 此 ， 把 出 现 喘 振 的工 作 点 称 为 喘 振 点 ， 对 应 的 流 量 就 是 喘 振 流 量 。v 喘 振 是 离 心 式 叶 轮 机 械 所 特 有 的 一 种 异 常 工 作 现 象 。（ 原 因 ： 扩 压 器 内 气 体 分 离 扩 大 。 现 象 ： 工 作 叶 片振 动 、 噪 音 、 出 口 压 力 显 著 下 降 。 结 果 ： 损 坏 压 气机 叶 片 ） v 堵 塞 ： 在 某 一 增 压 器 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（ M=1） 。 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 ， 它 也 是 该 转速 下 压 气 机 所 对 应 的 最 大 流 量 。v 3 通 用 特 性 流 量 折 合 成 标 准 大 气 状 态 下 的 参 数 值 。 v二 、 径 流 式 涡 轮 机 的 工 作 原 理 与 特 性v1 基 本 工 作 原 理 v2 涡 轮 机 特 性 曲 线v （ 1） 涡 轮 效 率 T： 涡 轮 将 废 气 能 量 转 换 为 机 械 功的 有 效 程 度 ， 即 T 式 中 ： 涡 轮 机 轴 上 的 有 用 功 （ 废气 ） ； 废 气 所 具 有 的 能 量 ， 可 以 用 焓降 表 示 （ 废 气 ） v （ ） 膨 胀 比 代 表 气 体 在 涡 轮 中 具 有 做 功 能 力 的 重 要 参 数 ，定 义 为 涡 轮 进 口 气 滞 止 压 力 与 涡 轮 出 口 气 体静 压 力 之 比 ， 即 v （ ） 气 体 质 量 流 量 单 位 时 间 内 通 过 涡 轮 的 气 体 质 量 称 为 涡 轮 的 气体 流 量 。 Tm v （ ） 涡 轮 转 速 涡 轮 机 所 发 出 的 功 率 为 现 代 废 气 涡 轮 增 压 器 的 涡 轮 机 效 率 mTTTT hmN 第 三 节 废 气 涡 轮 增 压 对 发 动 机 功 率和 经 济 性 的 影 响 00000000 vvkiikmmkkmmkiikeekeek PPPPNN kvmieP hg mie 6106.3 v一 、 增 压 提 高 了 空 气 的 密 度 增 压 器 的 压 气 机 把 空 气 从 状 态 “ 0” 压 缩 到 状 态 “ k” 所发 生 的 密 度 变 化 ， 根 据 状 态 方 程 可 写 为kkk TTPP 000 111 /100 kkkkadk PPTT 1/1000 111 kkkkadkk PPPP v二 、 对 指 示 效 率 的 影 响 表 示 Pk增 加 以 后 ， 供 油 系统 保 持 不 变 ， 供 油 提 前 角 也不 变 ， 保 持 =30 的 情 况 ，由 于 增 压 后 要 求 增 加 每 循 环的 供 油 量 ， 为 此 加 大 供 油 持续 角 ， 使 膨 胀 冲 程 后 燃 增 加， 传 导 给 冷 却 水 和 废 气 中 的热 量 增 大 ， 从 而 使 指 示 效 率下 降 。 保 持 供 油 系 统 不 变 ， 加 大供 油 提 前 角 ， 使 压 力 升 高 比为 常 数 时 的 试 验 结 果 ， 此 时指 示 效 率 随 Pk的 增 加 而 下 降， 但 由 于 后 燃 减 少 ， 指 示 效率 下 降 幅 度 较 小 。 改 变 供 油 系 统 的 结 构 参 数， 如 改 变 凸 轮 型 线 ， 加 大 柱 塞直 径 ， 增 大 供 油 速 率 等 ， 使 供油 持 续 角 保 持 不 变 ， 并 且 调 整供 油 提 前 角 ， 使 压 升 比 为 常 数， 指 示 效 率 反 而 提 高 。 v 三 、 对 充 气 效 率 的 影 响 充 气 效 率 随 增 压 压 力 的 增 加 略 有 提 高 ， 但 不 明显 。 充 气 效 率 随 Tk的 增 加 而 提 高 ， 可 用 下 式 近 视计 算 ： 25.000 TTkvvk v四 、 对 机 械 效 率 的 影 响 发 动 机 采 用 涡 轮 增 压 后 ， 平 均 机 械 损 失 压 力 Pm从绝 对 值 来 看 有 所 增 大 ， 但 相 对 于 因 增 压 后 而 大 幅 度提 高 平 均 指 示 压 力 Pi而 言 ， Pm/Pi比 值 却 减 小 了 ， 机械 效 率 得 到 了 提 高 。 现 代 增 压 柴 油 机 的 机 械 效 率 在 以 下 范 围 ：增 压 四 冲 程 柴 油 机 0.800.90非 增 压 四 冲 程 柴 油 机 0.750.85增 压 二 冲 程 柴 油 机 0.750.85非 增 压 二 冲 程 柴 油 机 0.700.80 第 四 节 废 气 涡 轮 增 压 系 统 的 两 种 基本 形 式v两 种 基 本 形 式v恒 压 系 统 和 脉 冲 系 统 v恒 压 系 统 与 脉 冲 系 统 的 比 较 和 选 择v1） 脉 冲 系 统 由 于 部 分 利 用 了 废 气 的 脉 冲 能 量 ，所 以 系 统 的 可 用 能 量 比 恒 压 系 统 大 。 v 2） 脉 冲 增 压 系 统 对 气 缸 中 扫 气 有 明 显 好 处 。 脉 冲 系 统 的 PT正 处 于 波 谷 ， 因 此 即 使 在 低 增 压 和高 增 压 的 部 分 负 荷 工 况 ， 仍 能 保 持 有 足 够 的 扫 气 压力 差 PK-PT， 保 证 气 缸 内 良 好 的 扫 气 。 而 在 恒 压 系 统中 由 于 PT波 动 小 ， 扫 气 压 力 差 就 大 为 减 小 ， 不 容 易保 证 气 缸 的 扫 气 。v 3） 在 脉 冲 系 统 中 ， 由 于 排 气 管 容 积 小 ， 当 柴 油 机负 荷 改 变 时 ， 排 气 的 压 力 波 立 刻 发 生 变 化 ， 并 迅 速传 递 到 涡 轮 机 ， 引 起 增 压 器 转 速 较 快 的 变 动 ， 所 以脉 冲 系 统 的 加 速 性 能 好 。 v ） 从 废 气 涡 轮 的 效 率 来 看 ， 脉 冲 系 统 的 涡 轮 平 均绝 热 效 率 比 恒 压 系 统 的 略 低 。v ） 脉 冲 系 统 的 废 气 瞬 时 流 量 也 是 周 期 性 变 化 的 ，其 瞬 时 最 大 流 量 比 恒 压 系 统 的 流 量 （ 相 当 于 脉 冲 系统 的 平 均 流 量 ） 大 ， 因 此 ， 脉 冲 涡 轮 的 尺 寸 较 大 。其 排 气 管 的 结 构 也 复 杂 ， 受 每 根 排 气 管 联 接 气 缸 数目 的 限 制 ， 在 一 台 柴 油 机 上 有 时 不 得 不 采 用 几 个 废气 涡 轮 增 压 器 ， 这 就 使 得 整 个 增 压 系 统 变 得 复 杂 ，柴 油 机 的 轮 廓 尺 寸 加 大 。 v 综 上 ： 在 低 增 压 时 ， 采 用 脉 冲 涡 轮 增 压较 为 有 利 。 而 在 高 增 压 是 则 宜 采 用 恒 压 涡 轮增 压 。 但 考 虑 到 车 用 柴 油 机 大 部 分 时 间 在 部分 负 荷 （ 增 压 压 力 较 低 ） 下 工 作 ， 对 其 转 矩特 性 、 加 速 性 能 要 求 比 较 高 ， 即 使 是 在 高 增压 的 车 用 柴 油 机 上 仍 常 采 用 脉 冲 增 压 系 统 。 第 五 节 废 气 涡 轮 增 压 柴 油 机 的 特 点和 性 能v一 、 特 点v1 主 要 参 数 的 选 取v适 当 降 低 压 缩 比v适 当 加 大 过 量 空 气 系 数 v2 供 油 系 统v增 加 每 循 环 的 供 油 量 ：v 方 法 ： 增 大 柱 塞 直 径 ， 增 加 供 油 速 率 （ 喷 油泵 凸 轮 轮 廓 线 较 陡 ） ， 提 高 喷 油 压 力 以 及 加大 喷 油 嘴 喷 孔 直 径 等 。v减 小 供 油 提 前 角 ：v供 油 系 统 材 料 、 流 通 面 积 ： v3 配 气 机 构v采 用 较 大 的 气 门 重 叠 角 ， 即 增 加 进 气 门 的 开启 提 前 角 和 排 气 门 的 关 闭 迟 后 角 ， 利 用 活 塞在 上 止 点 附 近 Pk和 PT的 压 力 差 进 行 扫 气 。 v加 大 进 排 气 门 升 程 ： v 4 进 排 气 系 统v 在 脉 冲 系 统 中 ， 为 了 使 扫 气 期 间 各 缸 的 排 气 不 互 相干 扰 ， 因 此 排 气 管 必 须 分 支 。 分 支 的 原 则 是 一 根 排气 管 所 连 各 缸 排 气 必 须 不 相 重 叠 （ 或 重 叠 很 少 ） 。v 增 压 柴 油 机 的 排 气 管 承 受 的 热 负 荷 很 高 ， 排 气 管 开裂 是 常 见 的 故 障 。v 增 压 柴 油 机 的 进 气 管 容 积 希 望 尽 可 能 大 一 些 ， 以 减少 进 气 压 力 的 脉 动 ， 从 而 提 高 压 气 机 效 率 和 改 善 发动 机 性 能 。 空 滤 也 应 相 应 增 大 ， 以 免 压 气 机 进 口 压力 损 失 过 大 ， 引 起 柴 油 机 性 能 恶 化 。 v5 冷 却 增 压 空 气 将 增 压 器 出 口 的 增 压 空 气 加 以 冷 却 ， 一方 面 可 以 提 高 充 气 密 度 ， 从 而 提 高 柴 油 机 功率 ； 另 一 方 面 也 可 以 降 低 柴 油 机 压 缩 始 点 的温 度 和 整 个 循 环 的 平 均 温 度 ， 从 而 降 低 柴 油机 的 热 负 荷 和 排 气 温 度 。 冷 却 增 压 空 气 的 方 法 ， 一 般 是 用 水 和 空气 在 中 间 冷 却 气 中 进 行 间 接 冷 却 。 在 低 增 压 时 没 有 必 要 设 置 中 间 冷 却 器 。 v二 、 性 能v1 低 速 转 矩 性 能 变 化 v2 加 速 性 能 变 差 v3 经 济 性 有 所 改 善 v4 降 低 了 排 气 污 染 及 噪 声 v5 起 动 和 制 动 有 一 定 困 难v柴 油 机 起 动 时 ， 无 高 温 排 气 ， 涡 轮 机 无 法 工作 ， 压 气 机 也 不 能 供 气 。 增 压 柴 油 机 在 起 动瞬 时 的 进 气 压 力 及 温 度 均 不 高 ， 加 之 压 缩 比较 低 ， 起 动 时 压 缩 终 点 的 温 度 降 低 ， 造 成 着火 与 起 动 的 困 难 。v非 增 压 柴 油 机 ， 其 制 动 力 与 气 缸 排 量 成 正 比 。但 增 压 柴 油 机 的 升 功 率 高 ， 因 此 按 增 压 后 功率 配 置 的 制 动 力 就 不 足 。 第 六 节 废 气 涡 轮 增 压 器 与 四 冲 程 柴油 机 的 特 性 配 合v一 、 柴 油 机 用 涡 轮 增 压 器 型 号 的 编 制 原 则（ GB727-65）v6DJ 表 示 在 标 准 大 气 压 条 件 下 ， 供 气 量 为600m3的 低 增 压 径 流 式 增 压 器 。 v二 、 涡 轮 增 压 器 的 选 用 特 性 匹 配v ） 根 据 柴 油 机 的 特 定 工 况 （ 如 额 定 工 况 或最 大 转 矩 工 况 ） 确 定 其 在 压 气 机 特 性 曲 线 上的 位 置 （ 即 根 据 内 燃 机 选 用 合 适 型 号 的 增 压器 ） ；v ） 解 决 柴 油 机 在 整 个 运 行 区 实 现 良 好 的 配合 。 v 选 用 的 依 据 ： 废 气 涡 轮 增 压 器 制 造 厂 均 提 供 压 气 机的 特 性 和 涡 轮 机 的 特 性 等 技 术 资 料 。v 根 据 柴 油 机 特 定 工 况 时 所 需 的 空 气 流 量 （ 包 括 扫 气空 气 量 ） 及 压 比 ， 就 可 以 判 断 该 工 况 在 某 一 压 气 机特 性 曲 线 上 的 位 置 ， 若 该 点 落 在 压 气 机 特 性 曲 线 的高 效 率 区 ， 即 可 初 步 选 定 增 压 器 型 号 。 v涡 轮 增 压 器 有 一 个 大 致 确 定 的 工 作 范 围 v根 据 与 柴 油 机 联 合 运 行 的 位 置 ， 可 以 判 断 增压 器 与 柴 油 机 的 配 合 是 否 良 好 。 v如 果 联 合 运 行 线 与 压 气 机 特 性 曲 线 配 合 不 够理 想 ， 则 需 要 进 行 局 部 调 整 。 方 法 是 改 变 涡 轮 喷 嘴 环 出 口 截 面 积 ， 或 改 变压 气 机 通 道 截 面 积 。 减 少 喷 嘴 环 出 口 截 面 积可 以 使 联 合 运 行 线 从 压 气 机 低 效 率 区 移 向 高效 率 区 。 但 调 整 有 限 ， 如 果 相 差 很 远 ， 只 能以 更 换 增 压 器 型 号 为 宜 。 第 七 节 汽 油 机 增 压当 前 汽 油 机 涡 轮 增 压 有 两 种 发 展 类 型 ） 化 油 器 式 汽 油 机 涡 轮 增 压 器 。 ） 电 控 汽 油 直 接 喷 射 涡 轮 增 压 型 。 一 、 汽 油 机 涡 轮 增 压 的 特 点1 增 压 度 较 低 。2 汽 油 机 压 缩 比 较 低 （ 6-9） 、 过 量 空 气 系 数范 围 也 较 窄 （ 0.85-1.05） ， 燃 油 经 济 性 较 差 ；3 汽 油 机 不 能 用 混 合 气 扫 气 ， 故 不 能 用 加 大扫 气 来 冷 却 受 热 零 件 ， 所 以 增 压 热 负 荷 偏 高 ； 4 汽 油 机 由 于 压 缩 比 低 ， 故 燃 烧 后 的 膨 胀 做功 也 不 充 分 ， 所 以 汽 油 机 排 温 较 高 ， 对 废 气涡 轮 的 耐 热 强 度 就 有 更 高 要 求 ；5 汽 油 机 速 度 范 围 较 宽 ， 功 率 和 废 气 能 量 差别 也 很 大 ， 涡 轮 增 压 器 与 汽 油 机 的 匹 配 较 柴油 机 困 难 ， 对 增 压 器 的 性 能 有 更 高 的 要 求 。 v 布 置 方 案 ： 前 置 方 案 ：优 点 ：1） 化 油 器 安 装 位 置 不 变 ， 化 油 器 喉 管 流 通 截 面 也 不用 改 变 ， 混 合 气 流 程 短 ， 原 发 动 机 改 装 不 至 于 困 难 ；2） 空 气 在 增 压 其 中 压 缩 后 温 度 升 高 ， 有 利 于 化 油 器中 燃 料 的 汽 化 ；3） 汽 油 机 回 火 不 易 损 坏 压 气 机 叶 轮 ；4） 增 压 器 发 生 故 障 而 不 能 运 转 时 ， 容 易 与 汽 油 机 脱开 ， 恢 复 原 机 运 行 。 缺 点 ：1） 化 油 器 处 在 增 压 压 力 状 态 下 工 作 ， 必 须 严 格 密 封 ，否 则 向 外 泄 漏 燃 油 ；2） 化 油 器 的 供 油 量 对 空 气 密 度 变 化 不 敏 感 ， 因 此 ，在 低 增 压 时 混 合 气 过 浓 ， 而 在 高 增 压 时 ， 混 合 气 又过 稀 。 混 合 气 很 难 随 工 况 变 化 而 加 以 调 整 ；3） 供 油 系 统 比 较 复 杂 ， 汽 油 泵 的 供 油 压 力 必 须 随 增压 压 力 提 高 而 增 压 ， 供 油 量 才 能 适 应 增 压 的 要 求 。 v 后 置 ：v 优 点 ：v 1） 化 油 器 处 于 大 气 状 态 下 工 作 ， 不 必 过 分 考 虑 化油 器 的 密 封 问 题 ；v 2） 混 合 气 经 过 压 气 机 搅 动 ， 雾 化 和 混 合 更 好 。 同时 ， 进 入 压 气 机 的 混 合 气 进 一 步 汽 化 吸 热 ， 使 混 合气 温 度 下 降 ， 从 而 减 少 了 压 气 机 的 耗 功 ；v 3） 化 油 器 供 油 特 性 易 于 满 足 增 压 要 求 ， 但 由 于 通过 化 油 器 的 空 气 容 积 流 量 增 大 ， 化 油 器 喉 管 截 面 应加 大 ， 主 供 油 系 的 量 孔 尺 寸 也 应 随 之 加 大 。 v 缺 点 ：v 1） 汽 油 机 回 火 时 ， 容 易 损 坏 压 气 机 叶 轮 ；v 2） 汽 油 机 低 速 负 荷 时 ， 燃 油 中 的 重 馏 分 汽 化 不 好 ， 将 沉 积在 扩 压 器 上 ， 在 增 压 压 力 作 用 下 有 可 能 外 泄 ， 造 成 着 火 的危 险 ； 同 时 ， 汽 油 机 转 速 增 加 时 ， 这 沉 积 的 重 馏 分 燃 油 将卷 入 气 缸 ， 使 混 合 气 过 浓 ， 破 坏 汽 油 机 的 正 常 工 作 。 此 外 ，当 节 气 门 开 度 较 小 ， 进 气 管 真 空 度 较 大 时 ， 容 易 把 增 压 器中 的 润 滑 油 吸 出 来 并 卷 入 气 缸 ， 既 增 加 润 滑 油 消 耗 ， 又 影响 汽 油 机 正 常 燃 烧 ； v 3） 混 合 气 经 过 的 路 线 长 ， 从 化 油 器 到 汽 油 机 进 气 门 的 管 道容 积 大 ， 使 汽 油 机 的 怠 速 性 和 起 动 性 变 坏 。 v 混 合 布 置v 具 有 增 压 器 后 置 方 案 的 全 部 优 点 ， 同 时 又 克 服 了 后 置 方案 中 节 气 门 关 小 时 压 气 机 窜 机 油 的 缺 点 ， 并 改 善 了 怠 速 性 、加 速 性 和 起 动 性 。 v 二 、 汽 油 机 涡 轮 增 压 的 主 要 技 术 措 施v 1 降 低 压 缩 比v 由 于 受 爆 燃 的 限 制 ， 必 须 降 低 压 缩 比 ， 使 用 高 辛 烷 值 燃 料 ，采 用 中 间 冷 却 混 合 气 等 技 术 措 施 。v 2 增 加 压 力 控 制 系 统 v 3 减 小 增 压 后 的 “ 反 应 滞 后 ” 现 象v 4 燃 料 供 给 系 统 的 调 整v 1） 化 油 器v 2） 汽 油 泵v 5 点 火 提 前 角 的 调 整