第三章 (第8次课)《发动机原理》2

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1、上次课内容回顾上次课内容回顾3.4 增压技术增压技术一、一、 增压的概念增压的概念 增压：以某种方式提高进气充量的密度，提高进入增压：以某种方式提高进气充量的密度，提高进入汽缸的新鲜空气量。汽缸的新鲜空气量。二、二、 增压的目的增压的目的 通过增加充气量，提升发动机动力发动机动力（功率，增大扭矩）和燃油经济性燃油经济性，同时减少发动机有害废气排废气排放量放量。3.4.1 增压器的分类及特点增压器的分类及特点上次课内容回顾上次课内容回顾三、三、 发动机增压的类型发动机增压的类型一）按照驱动压气机的方式不同分一）按照驱动压气机的方式不同分1 机械增压机械增压优点：优点：1 1 油门响应迅速油门响应

2、迅速-无无滞后滞后2 2加速流畅，无迟滞和突然爆发。加速流畅，无迟滞和突然爆发。3 3与废气涡轮增压相比，没有排气背压，泵气损失小，排与废气涡轮增压相比，没有排气背压，泵气损失小，排气温度高，可以提高催化转换器的转换效率；气温度高，可以提高催化转换器的转换效率；缺点：缺点： 由发动机曲轴带动，消耗了部分输出功，且功耗随着由发动机曲轴带动，消耗了部分输出功，且功耗随着增压比的升高而迅速提高。增压比的升高而迅速提高。 上次课内容回顾上次课内容回顾三、三、 发动机增压的类型发动机增压的类型一）按照驱动压气机的方式不同分一）按照驱动压气机的方式不同分2 2 废气涡轮增压废气涡轮增压 广泛应用于柴油机。

3、广泛应用于柴油机。优点：优点： 利用了废气的能量。增压效率高于机械增压。利用了废气的能量。增压效率高于机械增压。缺点缺点: :1 1 涡轮迟滞：启动时低速运转，废气排量小，增压不能同步涡轮迟滞：启动时低速运转，废气排量小，增压不能同步起效；起效；2 2 在低转速时，发动机扭力输出要比同等排量的自然吸气式发在低转速时，发动机扭力输出要比同等排量的自然吸气式发动机还要弱；动机还要弱；3 3 涡轮增压器突然介入，这个时候产生的动力将陡增。影响了涡轮增压器突然介入，这个时候产生的动力将陡增。影响了动力输出的平顺性，给驾驶舒适性带来一定影响。动力输出的平顺性，给驾驶舒适性带来一定影响。 上次课内容回顾上

4、次课内容回顾三、三、 发动机增压的类型发动机增压的类型二）按照增压器组合方式不同分二）按照增压器组合方式不同分1 1 复合增压复合增压涡轮和增压器复合方式：涡轮和增压器复合方式： 废气能量回收率，废气能量回收率， t 根据涡轮位置分三种：根据涡轮位置分三种：串联后复合增压串联后复合增压 串联前复合增压串联前复合增压 并联复合增压并联复合增压上次课内容回顾上次课内容回顾三、三、 发动机增压的类型发动机增压的类型二）按照增压器组合方式不同分二）按照增压器组合方式不同分 多（双）级增压联结方式：多（双）级增压联结方式：双级直列增压：小型双级直列增压：小型/大型增压器串联；大型增压器串联； 低速：小型

5、增压器工作低速：小型增压器工作 中高速：大型增压器中高速：大型增压器切换阀切换阀双级并列增压：双级并列增压：采用采用2个小型增压器兼顾高低速个小型增压器兼顾高低速避免各缸排气干涉避免各缸排气干涉上次课内容回顾上次课内容回顾3.4.2 废气涡轮增压器的能量回收废气涡轮增压器的能量回收二二 涡轮增压系统的基本类型涡轮增压系统的基本类型根据排气能量的利用方式分：根据排气能量的利用方式分： 恒压涡轮增压系统、脉冲（变压）涡轮增压系统恒压涡轮增压系统、脉冲（变压）涡轮增压系统1、恒压涡轮增压系统：、恒压涡轮增压系统： 涡轮前的排气压力基本保持平衡。涡轮前的排气压力基本保持平衡。特点特点：能量传递效率较低

6、、加速性差、转矩特性差。：能量传递效率较低、加速性差、转矩特性差。应用应用：大型柴油机：大型柴油机上次课内容回顾上次课内容回顾3.4.2 废气涡轮增压器的能量回收废气涡轮增压器的能量回收二二 涡轮增压系统的基本类型涡轮增压系统的基本类型2、脉冲（变压）涡轮增压系统：、脉冲（变压）涡轮增压系统：结构：结构：排气歧管短而细排气歧管短而细 涡轮在进气压力波动较大的条件下工作。涡轮在进气压力波动较大的条件下工作。特点特点：对气缸扫气有利、加速性好、有局部气流的撞击：对气缸扫气有利、加速性好、有局部气流的撞击损失。损失。应用应用：中小型发动机：中小型发动机上次课内容回顾上次课内容回顾3.4.2 废气涡轮

7、增压器的能量回收废气涡轮增压器的能量回收二二 涡轮增压系统的基本类型涡轮增压系统的基本类型脉冲增压较恒压增压比较：脉冲增压较恒压增压比较：由上述可见，在由上述可见，在低增压时采用脉冲涡轮增压低增压时采用脉冲涡轮增压较为有利。在较为有利。在高增压时高增压时，一般来说宜，一般来说宜采用恒定涡轮增压采用恒定涡轮增压。考虑到汽车发动机。考虑到汽车发动机大部分时间是在部分负荷下工作，为了获得良好的低速扭矩特大部分时间是在部分负荷下工作，为了获得良好的低速扭矩特性和加速性，即使在高增压时仍采用脉冲增压系统性和加速性，即使在高增压时仍采用脉冲增压系统 。上次课内容回顾上次课内容回顾3.4.3 增压器的工作原

8、理及特性曲线增压器的工作原理及特性曲线一一 离心式压气机离心式压气机 原理：叶轮机械能原理：叶轮机械能气流的动能气流的动能离心力离心力流向叶轮周边流向叶轮周边扩压管扩压管减速增压。减速增压。 增压比：压气机出口增压比：压气机出口/入口压力之比，即入口压力之比，即02ppbp 提高提高 b的主要途径：的主要途径： 摩擦损失和撞击损失。摩擦损失和撞击损失。 合理设计叶片形状、安装角、扩压器及涡壳形状。合理设计叶片形状、安装角、扩压器及涡壳形状。上次课内容回顾上次课内容回顾3.4.3 增压器的工作原理及特性曲线增压器的工作原理及特性曲线二二 径流式涡轮机：径流式涡轮机：将排气能量将排气能量机械能机械

9、能 原理：原理：喷管：排气能量喷管：排气能量动能动能叶片：将高速气流动能叶片：将高速气流动能机械能机械能推动叶轮旋转推动叶轮旋转增压：提高进气密度，提高单位气缸的工作能力增压：提高进气密度，提高单位气缸的工作能力 车用发动机的要求：低速时转矩要大车用发动机的要求：低速时转矩要大Ttqmax 高速时需大功率高速时需大功率Pemax 增压器的增压能力增压器的增压能力 nb 排气流量和温度。排气流量和温度。3.4.4 涡轮增压器与发动机的匹配涡轮增压器与发动机的匹配 矛盾矛盾如何匹配涡轮增压器和发动机。如何匹配涡轮增压器和发动机。1 1）增压比的选择）增压比的选择增压度：增压后增长的功率与增压前功率

10、之比增压度：增压后增长的功率与增压前功率之比 100eezeeezPPPPP3.4.4 涡轮增压器与发动机的匹配涡轮增压器与发动机的匹配 车用发动机增压车用发动机增压 ：兼顾动力性、经济性和排放性。：兼顾动力性、经济性和排放性。根据具体要求选择不同的增压方式，选择增压度。根据具体要求选择不同的增压方式，选择增压度。 增压比对发动机性能的影响：增压比对发动机性能的影响：%100iAiAiBiXXX：增增压压前前后后各各性性能能指指标标iBiAXX,NOxPeHC烟度烟度CO b1.4 b1.4区：区：随随 b ，排放明显排放明显改善改善2.5 bPe 3.4.4 涡轮增压器与发动机的匹配涡轮增压

11、器与发动机的匹配 3.4.4 涡轮增压器与发动机的匹配涡轮增压器与发动机的匹配 1 1）增压比的选择）增压比的选择结论结论a.a.从排放角度选择低增压从排放角度选择低增压 b.b.从功率角度选择中高增压从功率角度选择中高增压( (同时必须采取措施降低同时必须采取措施降低NOXNOX的排放的排放) ) 2 2）涡轮增压器与发动机的匹配原理）涡轮增压器与发动机的匹配原理1. 1. 增压器流量特性的选择：增压器流量特性的选择：根据发动机匹配目的选择不同流量特性的增压器根据发动机匹配目的选择不同流量特性的增压器3.4.4 涡轮增压器与发动机的匹配涡轮增压器与发动机的匹配 匹配目的匹配目的a.a.保证发