废气涡轮增压

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,汽车发动机原理,同学们好,汽车发动机原理,第七章,废气涡轮增压,第七章 废气涡轮增压,概述,7.1,概述,1,增压概念,通过压缩空气，达到增加气缸进气量，增加发动机功率目的的技术措施。,2.,增压的评价指标,（,1,）增压度 发动机增压后所增加的功率与增压前功率之比,（,2,）增压比 增压发动机压气机压缩压力与其进气压力之比,第七章 废气涡轮增压,7.1,概述,3,增压的作用,（,1,）提高发动机升功率；,（,2,）提高发动机热效率，降低燃油消耗；,（,3,）改善发动机排放性能，减少噪音；,（,4,）降低单位功率成本，节约制造费用；,（,5,）增加发动机高原运行的适应性。,4,汽车发动机增压的困难,（,1,）增加发动机的机械负荷和热负荷；,（,2,）小型增压器制造困难；,（,3,）发动机增压后加速性能变差；,（,4,）增压后发动机制动作用下降；,（,5,）汽车发动机工况变化大，增压器难匹配。,第七章 废气涡轮增压,7.1,概述,5,汽车发动机增压系统的分类,（,1,）按增压压力分,低增压,p,k,1.6,中增压,1.6,p,k,2.5,高增压,p,k,2.5,（,2,）,按增压系统的结构分,A,、,机械增压 （基本不用）；,B,、,气波增压 （脉冲增压，主要用于小型发动机）；,C,、,废气涡轮增压 （汽车发动机的主要增压方式）；,D,、,组合增压；,E,、,复合动力；,第七章 废气涡轮增压,废气涡轮增压器工作原理,7.2,废气涡轮增压器工作原理,径流式增压器基本结构,离心式压气机和径流式涡轮机。,7.2.1,离心式压气机工作原理,1,、压气机结构,进气道、叶轮、扩压器和蜗壳,2,、气流流向,大气 进气道 叶轮 扩压器 蜗壳 发动机进气管,3,、作用,压缩空气，将涡轮机的机械能转换为空气的压力能,第七章 废气涡轮增压,7.2,废气涡轮增压器工作原理,4,、压气机特性,压气机在转速不变时，其效率及压力比随流量变化的关系,沿等转速线，压气机的效率和压力比先随流量增加，在某一流量达到最大值，然后又下降。,5,、喘振现象,压气机流量过小时，出现工作不稳定，产生气流脉动和压气机振动现象。,7.2.1,离心式压气机工作原理,7.2.2,径流式涡轮机工作原理,1,、涡轮机结构,蜗壳、喷嘴环、叶轮和排气道,2,、气流流向,发动机排气总管 蜗壳 喷嘴环 叶轮 出气道 发动机排气管,第七章 废气涡轮增压,7.2,废气涡轮增压器工作原理,3,、涡轮机的作用,将废气的热能、压力能和动能转化为涡轮机的机械能，并传给压气机。,4,、涡轮机特性,涡轮机在转速不变时，其效率及压力比随流量变化的关系。,沿等转速线，涡轮机的效率和压力比先随流量增加，在某一流量达到最大值，然后又下降。,涡轮机的压力比又称为膨胀比，压气机的压力比又称为压缩比。两者的关系为,7.2.2,径流式涡轮机工作原理,5,、壅塞现象,涡轮机的流量随膨胀比增加而上升，但在某一数值达到极限，此后继续加大膨胀比，流量不在增加的现象。,第七章 废气涡轮增压,废气能量的利用,7.3,废气能量的利用,内燃机中燃气不能充分膨胀，涡轮机中燃气可以充分膨胀。因此如利用涡轮机的特点，可以利用废气的能量。,废气能量利用的基本途径：利用废气压缩发动机进气（废气涡轮增压）；和发动机联合作功（复合动力）。,废气能量利用的基本形式：恒压系统和变压系统。,1,、恒压系统,（,1,）结构特点,排气总管的容积较大。,（,2,）废气能量利用特点,A、,系统压力波动小；,B、,低增压时，废气能量利用效率低；,C、,高增压时，废气能量利用充分。,第七章 废气涡轮增压,7.3,废气能量的利用,2,、变压系统,（,1,）结构特点,排气总管的容积较小，各缸排气歧管交错。,（,2,）废气能量利用特点,A、,系统压力波动大；,B、,废气能量利用数量多；,C、,高增压时，废气能量利用充分的优点不明显。,3,、两种系统的比较,（,1,）变压系统能量利用充分；,（,2,）变压系统扫气效果好；,（,3,）变压系统加速性好；,（,4,）变压系统的效率低；,（,5,）变压系统的结构复杂，尺寸大，制造成本高。,因此，低增压采用变压系统，高增压采用恒压系统。,第七章 废气涡轮增压,汽车增压发动机的性能特点,7.4,汽车增压发动机的性能特点,1,、增压发动机的结构特点,（,1,）增压器与发动机之间没有机械联系，通过气流传递能量。,（,2,）增压器与发动机之间要匹配。,（,3,）发动机结构有所调整变化。,A、,循环供油量增加；,B、,配气相位调整；,C、,压缩比减小；,D、,进、排气系统改变；,E、,增加压缩空气的冷却。,第七章 废气涡轮增压,7.4,汽车增压发动机的性能特点,2,、增压发动机的性能特点,（,1,）经济性大大改善；,（,2,）升功率提高；,（,3,）扭矩性能改变；,（,4,）增压中冷可以使有害排放物减少；,（,5,）显著降低发动机噪声；,（,6,）加速性能变差；,（,7,）发动机着火与起动性能下降；,（,8,）发动机制动效果差。,7.4,汽车增压发动机的性能特点,第七章 废气涡轮增压,汽油机增压的特点,7.5,汽油机增压的特点,1,、汽油机增压的难点,（,1,）增压使汽油机爆震倾向增大；,（,2,）增压使汽油机热负荷大大提高；,（,3,）增压使汽油机加速性能大大恶化；,（,4,）增压使汽油机的机械负荷大大提高；,（,5,）汽油机排气温度高；,（,6,）汽油机混合气浓度变化大，有后燃。,（,7,）化油器汽油机增压后，节气门真空度变化小；,（,8,）汽油机与增压器的匹配困难。,第七章 废气涡轮增压,7.5,汽油机增压的特点,2,、汽油机增压的措施,（,1,）采用电子控制系统；,（,2,）采用点火提前角闭环控制；,（,3,）增压中冷；,（,4,）采用可变增压系统。,7.5,汽油机增压的特点,第七章 废气涡轮增压,重点内容,第七章重点内容,1,发动机增压概念；增压的评价指标；增压的作用和困难。,2,发动机增压系统的分类；废气能量利用的基本形式、特点和适用情况；涡轮机和压气机的作用。,3,增压发动机的结构特点与性能特点。,4,汽油机增压的主要措施。,再见,