(43)--废气涡轮增压器工作原理（1）.ppt

废气涡轮增压器工作原理（1）一、提高柴油机功率的途径和废气涡轮增压发展概况1、提高功率的途径 Pe=peF S m n i/60000 （F=D/4 Cm=S n/30）i D S m n pe1）改变结构参数i、D、S、m 2）提高转速：3）提高平均有效压力：2、增压概念：1）基本概念：通过提高进气压力，从而提高进气密度，即提高进气量，同时提高喷油量以提高平均指示压力和平均有效压力。2）增压度（增压后标定功率-增压前标定功率）/增压前标定功率3）压比：=pk/p0 压气机出口压力/进口压力 4）废气涡轮增压目前提高功率和经济性的最有效方法，但受机械负荷和热负荷限制。5）增压方式（1）机械增压：由柴油机直接驱动的压气机、扫气泵、活塞底泵或电动鼓风机来实现，耗能，用于低增压；（2）废气涡轮增压：利用废气吹动涡轮带动同轴压气机工作，不耗功，反而回收废气能量，提高经济性。（3）复合增压：机械式与废气涡轮式组合，有串、并联6）等级分类按增压压力pk分 低增压：pk0.15MPa；中增压：Pk=0.150.25MPa：高增压：pk=0.250.35MPa；超高增压：Pk0.35MPa;老式大型低速机：由于降速航行要求，一直采用中低增压，脉冲为多；当代长、超长行程机：采用定压高增压，增压压力在0.3MPa左右；大型中速四冲程机：采用高、超高增压。二、废气涡轮增压技术1、废气能量的组成排气所具有的可用能:b5gifb可分为三部分：a.废气从b点排气阀开启等熵膨胀到p0所做的功；bflbb.活塞推挤废气所作的功;451245c.燃烧室扫气期间进入气缸扫气空气所具有的功。ig42i根据废气涡轮的利用情况分：脉冲动能E1:b5eb,废气从排气阀打开b点涡轮前压力PT的膨胀能，它是以脉动的速度能进入排气管。定压能E2:efige,废气由PT P0的膨胀能;废气总能量:E=E1+E2随Pk（PT）增压，E1比例减小，E2比例增大。二冲程机可用废气能量小，实现增压比四冲程机困难。2、废气涡轮增压的两种基本方式1）定压涡轮增压：（1）结构特点：各缸共用一个容积足够大的排气总管，排气总管压力基本不变即排气总管起稳压器作用。（2）优点：涡轮工作稳定，效率高；（3）缺点：不能利用脉冲能E2，低负荷或起动时，必须设辅助扫气泵或鼓风机以解决涡轮功率小于压气机所需功率问题。2）脉冲涡轮增压：（1）结构特点：排气管中压力是变化的；各缸排气管分组；排气管短而细，直接与一个或几个废气涡轮相接；（2）优点：能量利用率高(E1和E2)；低负荷和起动时不需辅助扫气泵由于排气管分组，扫气正好处于排气管低压时，有利于扫气。（3）缺点：涡轮工作较不稳定（进气不连续）,涡轮效率低；系统布置复杂（4）排气管分组目的：避免扫排气互相干扰。原则：同一组各缸扫排气时间不重迭（或重迭较少）排气间隔角：二冲程120，360/120=3缸四冲程240，720/240=3缸最多缸数3缸为一组，少于3个废气不能连续供给，涡轮工作不稳定且发生较大的鼓风损失。一般二冲程一组一个涡轮，四冲程一组或多组（多进口）一个涡轮。例如：某四冲程六缸柴油机发火顺序为1-5-3-6-2-4各缸发火间隔为720/6=120 1、2、3缸为一组，4、5、6缸为另一组。