发动机废气涡轮增压 (2)讲稿.ppt
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1、关于发动机废气涡轮增压(2)第一页,讲稿共五十三页哦第一节第一节 概述概述按增压比分类按增压比分类按增压系统的结构形式分类按增压系统的结构形式分类第二页,讲稿共五十三页哦1.增压是提高功率的有效途径增压是提高功率的有效途径30sniVpPmeekmcitmep 大量实践证明,提高平均有大量实践证明,提高平均有效压力效压力pme是提高有效功率是提高有效功率Pe的的主要方法。主要方法。增大工质密度增大工质密度 ,是提高平均有效压,是提高平均有效压力力pme的最有效方法。的最有效方法。k增压、中冷增压、中冷第三页,讲稿共五十三页哦2.增压度增压度定义定义:发动机增压后增长的功率发动机增压后增长的功率
2、(Pk-P0)与增与增 压前的功率压前的功率 P0 之比。之比。1000PPPPPkkk第四页,讲稿共五十三页哦3.增压比(增压比(压比压比)定义定义:增压后气体压力增压后气体压力pk与增压前气体压力与增压前气体压力p0 之比之比。0ppkk发动机增压的衡量指标:增压度和增压比发动机增压的衡量指标:增压度和增压比第五页,讲稿共五十三页哦4.增压系统的分类增压系统的分类z按增压比按增压比低增压低增压 中增压中增压高增压高增压超高增压超高增压z按增压系统按增压系统 的结构形式的结构形式机械增压系统机械增压系统废气涡轮增压系统废气涡轮增压系统复合式增压系统复合式增压系统组合式涡轮增压系统组合式涡轮增
3、压系统气波增压系统气波增压系统废气动力涡轮废气动力涡轮进气惯性增压系统进气惯性增压系统组合增压组合增压第六页,讲稿共五十三页哦(1)机械增压系统机械增压系统 压气机是由发动机的曲轴通压气机是由发动机的曲轴通过机械传动系统直接驱动的。过机械传动系统直接驱动的。主要用于对增压度要求不高的主要用于对增压度要求不高的发动机。发动机。缺点缺点:消耗发动机的功率,消耗发动机的功率,增大驱动附件损失,使发动机增大驱动附件损失,使发动机机械效率下降,油耗升高。机械效率下降,油耗升高。第七页,讲稿共五十三页哦(2)废气涡轮增压系统废气涡轮增压系统 l 涡轮与压气机同轴相连涡轮与压气机同轴相连,从而构成涡轮增压器
4、。,从而构成涡轮增压器。l 涡轮在排气能量的推涡轮在排气能量的推动下旋转,带动压气机动下旋转,带动压气机工作,实现对进气的压工作,实现对进气的压缩。缩。目前世界上最成熟、目前世界上最成熟、应用最广泛的一项增应用最广泛的一项增压技术。压技术。第八页,讲稿共五十三页哦(3)复合式增压系统复合式增压系统 将废气动力涡轮与将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起废气涡轮增压器串联起来来 工作。工作。废气涡轮增压器达到废气涡轮增压器达到增压的目的,废气动力增压的目的,废气动力涡轮将废气能量又送回涡轮将废气能量又送回给曲轴。给曲轴。第九页,讲稿共五十三页哦(4)组合式涡轮增压系统组合式涡轮增压系统由废气涡轮增
5、压与进由废气涡轮增压与进气惯性增压组成。气惯性增压组成。除了驱动涡轮增压器外除了驱动涡轮增压器外,借助进气惯性增压系统,借助进气惯性增压系统,利用压力峰值可进一步,利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。提高增压后的进气压力。第十页,讲稿共五十三页哦(5)气波增压系统气波增压系统 由曲轴驱动一个特殊转由曲轴驱动一个特殊转子,在转子中废气直接与空子,在转子中废气直接与空气接触,利用高压废气的脉气接触,利用高压废气的脉冲气波迫使空气在互不混合冲气波迫使空气在互不混合的情况下受到压缩,从而提的情况下受到压缩,从而提高进气压力。高进气压力。第十一页,讲稿共五十三页哦增压的优势增压的优势1.比质量小、
6、升功率大比质量小、升功率大2.降低造价、提高材料利用率降低造价、提高材料利用率 3.排气噪声降低、燃烧噪声降低排气噪声降低、燃烧噪声降低4.有利于高原等稀薄条件工作有利于高原等稀薄条件工作5.排放降低排放降低6.适用性广适用性广第十二页,讲稿共五十三页哦增压的代价增压的代价1.热负荷与机械负荷大热负荷与机械负荷大2.低速时转矩受影响低速时转矩受影响3.加速响应性差加速响应性差4.增压器对发动机性能优化有限制作用增压器对发动机性能优化有限制作用第十三页,讲稿共五十三页哦第二节第二节 废气能量的利用废气能量的利用1.废气的最大可用能废气的最大可用能 2.能量传递中的损失能量传递中的损失 3.废气涡
7、轮增压系统的基本形式废气涡轮增压系统的基本形式4.影响脉冲能量利用的因素影响脉冲能量利用的因素第十四页,讲稿共五十三页哦1.废气的最大可用能废气的最大可用能 第十五页,讲稿共五十三页哦进气过程进气过程混合加热循环混合加热循环排气过程排气过程柴油机柴油机第十六页,讲稿共五十三页哦压气机绝热压缩过程压气机绝热压缩过程压气机进气过程压气机进气过程压气机压气机第十七页,讲稿共五十三页哦废气涡轮的废气涡轮的进气过程进气过程废气涡轮的废气涡轮的排气过程排气过程涡轮涡轮绝热膨胀过程绝热膨胀过程第十八页,讲稿共五十三页哦(1)图中曲线所代表过程)图中曲线所代表过程(总结)(总结)1)aczzba为柴油机的理论
8、循环为柴油机的理论循环;2)6a为柴油机的进气过程,为柴油机的进气过程,47为排气过程;为排气过程;3)12为压气机的进气过程,为压气机的进气过程,2a为压气机绝热为压气机绝热 压缩过程压缩过程;4)54T为废气涡轮的进气过程,为废气涡轮的进气过程,K21涡轮涡轮 排气过程排气过程。第十九页,讲稿共五十三页哦柴油机缸内气体膨胀柴油机缸内气体膨胀功功。柴油机换气功柴油机换气功柴油机指示功柴油机指示功第二十页,讲稿共五十三页哦进入发动机气缸并留在气进入发动机气缸并留在气缸内的空气的压缩耗功。缸内的空气的压缩耗功。扫气空气的压缩扫气空气的压缩耗功,耗功,Es。压气机耗功压气机耗功第二十一页,讲稿共五
9、十三页哦排气门打开时废排气门打开时废气等熵膨胀至大气等熵膨胀至大气压力时所作的气压力时所作的功,功,Eb。废气流经排气门和废气流经排气门和排气支管中自由膨排气支管中自由膨胀所能获得的能量胀所能获得的能量,E1。废气在涡轮中进一步膨废气在涡轮中进一步膨胀所回收的能量,胀所回收的能量,ET。TbEEE1柴油机排气能量柴油机排气能量第二十二页,讲稿共五十三页哦扫气空气进入涡轮后扫气空气进入涡轮后具有的能量,具有的能量,。sE活塞推出废气使废气活塞推出废气使废气增加的能量,增加的能量,Ec。废气在涡轮中的膨胀废气在涡轮中的膨胀功,功,ET。加热废气,使焓增加而加热废气,使焓增加而得到的附加能量,得到的
10、附加能量,Eq。qTcsEEEEE2涡轮中废气的总能量涡轮中废气的总能量第二十三页,讲稿共五十三页哦(2)各部分面积所代表能量)各部分面积所代表能量(总结)(总结)1)面积面积12a31为压气机耗功;为压气机耗功;2)面积面积aczzba为柴油机缸内气体膨胀功,面积为柴油机缸内气体膨胀功,面积6a476为柴油机换气正功;为柴油机换气正功;3)面积面积b9Kb为柴油机排气门打开时废气等熵膨胀至为柴油机排气门打开时废气等熵膨胀至大气压力时所作的功;大气压力时所作的功;4)面积面积1KT51为涡轮中废气的总能量为涡轮中废气的总能量。第二十四页,讲稿共五十三页哦第二十五页,讲稿共五十三页哦排气门打开时
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