汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理第八章 廢氣渦輪增壓技術(shù)ppt課件

1、 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓第第8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓 知識(shí)目的 1掌握發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)評(píng)價(jià)目的。 2了解廢氣渦輪增壓的類(lèi)型，掌握廢氣能量的利用。 3了解廢氣渦輪增壓器的構(gòu)造，掌握其任務(wù)原理及與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配。 4熟習(xí)并掌握廢氣渦輪增壓對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響及處理措施。 5了解汽油機(jī)增壓的根本內(nèi)容。 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓 才干目的 1可以說(shuō)出發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)的類(lèi)型及評(píng)價(jià)目的。 2可以分析廢氣渦輪增壓的任務(wù)原理及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。 3可以說(shuō)出目前轎車(chē)上常用的廢氣渦輪增壓構(gòu)

2、造方式。 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓第第1 1節(jié)節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是靠燃料在汽缸內(nèi)熄滅作功來(lái)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)是靠燃料在汽缸內(nèi)熄滅作功來(lái)產(chǎn)生功率的。對(duì)于動(dòng)力性能一定的發(fā)動(dòng)機(jī)，生功率的。對(duì)于動(dòng)力性能一定的發(fā)動(dòng)機(jī)，要提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率普通只能經(jīng)過(guò)供入要提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率普通只能經(jīng)過(guò)供入更多的燃料。但是燃料熄滅過(guò)程又必需更多的燃料。但是燃料熄滅過(guò)程又必需有相應(yīng)的空氣量。所以發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提有相應(yīng)的空氣量。所以發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提高遭到進(jìn)氣量的直接影響。高遭到進(jìn)氣量的直接影響。 8.1 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述

3、第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓增壓器就是裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的公用增壓安裝，其任務(wù)增壓器就是裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的公用增壓安裝，其任務(wù)原理是經(jīng)過(guò)增壓安裝緊縮進(jìn)入氣缸的空氣，以提高原理是經(jīng)過(guò)增壓安裝緊縮進(jìn)入氣缸的空氣，以提高進(jìn)入氣缸中的充氣密度，添加進(jìn)氣量，這樣就可以進(jìn)入氣缸中的充氣密度，添加進(jìn)氣量，這樣就可以噴入較多的燃料進(jìn)展熄滅，發(fā)動(dòng)機(jī)就能發(fā)出更大的噴入較多的燃料進(jìn)展熄滅，發(fā)動(dòng)機(jī)就能發(fā)出更大的功率。功率。在目前的技術(shù)條件下，增壓器是獨(dú)一能使發(fā)動(dòng)機(jī)在在目前的技術(shù)條件下，增壓器是獨(dú)一能使發(fā)動(dòng)機(jī)在任務(wù)效率不變的情況下添加輸出功率的機(jī)械安裝。任務(wù)效率不變的情況下添加輸出功率的機(jī)械安裝。 8.1

4、 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓提高發(fā)動(dòng)機(jī)單機(jī)功率的方法提高發(fā)動(dòng)機(jī)單機(jī)功率的方法根據(jù)： kW 改動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造參數(shù)：缸數(shù)i，缸徑D，沖程S，沖程數(shù)。 提高轉(zhuǎn)速n及活塞平均運(yùn)轉(zhuǎn)速度；但i和v，噪音大； 提高平均有效壓力。提高平均有效壓力方法：減少過(guò)量系數(shù) 提高充氣效率 增壓技術(shù)充氣密度 31030n iVpTsetq8.1 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓一 增壓技術(shù)定義增壓：將空氣緊縮并供入氣缸，用以提高充氣密度、添加進(jìn)氣量的一項(xiàng)措施。增壓度：指發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后標(biāo)定工況的輸出功率增值與原功率

5、之比。反映了采用增壓技術(shù)后輸出功率的增益。 增壓度范圍10%60%，大部分為20%30%。8.1 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓增壓壓比k：進(jìn)入氣缸的氣體壓力Pk與大氣壓力P0之比式中：Pk 緊縮后的壓力，P0緊縮前的壓力。0ppkk8.1 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓增壓范圍：低增壓： k=1.31.6 內(nèi)燃機(jī)平均有效壓力pe=0.71.0MPa中增壓： k=1.62.5 內(nèi)燃機(jī)平均有效壓力pe=1.01.5MPa高增壓： k2.5 pe1.5MPa)超高增壓： k3.5

6、 pe2.0MPa)8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓二二 增壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和主要技術(shù)困難增壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和主要技術(shù)困難1 1增壓技術(shù)優(yōu)點(diǎn)增壓技術(shù)優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn) 矩(Nm)功率(kW)Be(g/kWh)增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高NA自然吸氣；TC渦輪增壓；TC+IC增壓加中冷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min8.1 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓u改善了發(fā)動(dòng)機(jī)性能改善了發(fā)動(dòng)機(jī)性能, ,提高燃料經(jīng)濟(jì)性提高燃料經(jīng)濟(jì)性u(píng)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后，發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后，pme pme 大大添加，平均機(jī)械損失壓大大添加，平均機(jī)械損失壓力力

7、 添加不多，機(jī)械效率添加不多，機(jī)械效率m m 提高；提高；u增壓適當(dāng)加大了過(guò)量空氣系數(shù)增壓適當(dāng)加大了過(guò)量空氣系數(shù) a a，使熄滅過(guò)程得，使熄滅過(guò)程得到一定改善，到一定改善，i i 有所提高；有所提高；u發(fā)動(dòng)機(jī)采用增壓后，還可以在保證原有功率和一發(fā)動(dòng)機(jī)采用增壓后，還可以在保證原有功率和一定轉(zhuǎn)矩下，適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速。這樣，由于機(jī)械損失定轉(zhuǎn)矩下，適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速。這樣，由于機(jī)械損失和磨損減少，對(duì)改善燃料經(jīng)濟(jì)性有利。和磨損減少，對(duì)改善燃料經(jīng)濟(jì)性有利。 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓u減少排氣污染物和噪聲減少排氣污染物和噪聲u由于增壓柴油機(jī)有較充足的過(guò)

8、量空氣系數(shù)，有由于增壓柴油機(jī)有較充足的過(guò)量空氣系數(shù)，有害氣體排放量害氣體排放量HCHC、COCO普通為非增壓機(jī)的普通為非增壓機(jī)的1/31/31/2 1/2 ；u假設(shè)采用增壓中冷技術(shù)，可顯著減少假設(shè)采用增壓中冷技術(shù)，可顯著減少 NOx NOx 排排放放 ；8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓u減少排氣污染物和噪聲減少排氣污染物和噪聲u增壓增壓著火延遲期著火延遲期壓力升高率壓力升高率 ， 最大迸發(fā)壓力最大迸發(fā)壓力 熄滅噪聲熄滅噪聲。u增壓增壓換氣阻力換氣阻力進(jìn)、排氣噪聲進(jìn)、排氣噪聲。u低負(fù)荷時(shí)，噪聲改善不明顯。低負(fù)荷時(shí)，噪聲改善不明顯。u通常，

9、增壓柴油機(jī)的總噪聲聲壓級(jí)比非增壓的低通常，增壓柴油機(jī)的總噪聲聲壓級(jí)比非增壓的低35dB35dB。pmaxp8.1 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓u提高發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率提高發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率u提高功率提高功率30%100%30%100%，減少氣缸數(shù)目和氣缸直徑，減，減少氣缸數(shù)目和氣缸直徑，減少外形尺寸，提高升功率；少外形尺寸，提高升功率；u節(jié)約原資料，減少單位功率質(zhì)量，節(jié)約原資料，減少單位功率質(zhì)量，u增壓增壓指示功率指示功率，平均有效壓力，平均有效壓力，有效功率，有效功率，機(jī)械效率，機(jī)械效率比分量比分量，升功率，升功率。8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述

10、發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓 高原地域氣壓低，空氣稀薄，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)高原地域氣壓低，空氣稀薄，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。普通以為海拔每升功率下降。普通以為海拔每升10001000米，功米，功率下降率下降8 81010，燃油耗費(fèi)率添加，燃油耗費(fèi)率添加3.83.85.55.5。而裝渦輪增壓器后，可以恢復(fù)功率，。而裝渦輪增壓器后，可以恢復(fù)功率，減少油耗。減少油耗。u補(bǔ)償高原地域的功率損失。補(bǔ)償高原地域的功率損失。8.1 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓二主要技術(shù)困難二主要技術(shù)困難1 1 添加柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱

11、負(fù)荷。添加柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。2 2 小型渦輪增壓器的效率偏低。小型渦輪增壓器的效率偏低。3 3 增壓器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性和變工況運(yùn)轉(zhuǎn)的順增壓器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性和變工況運(yùn)轉(zhuǎn)的順應(yīng)性較差。應(yīng)性較差。8.1 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓按增壓的構(gòu)造方式：按增壓的構(gòu)造方式：機(jī)械增壓系統(tǒng)機(jī)械增壓系統(tǒng)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)復(fù)合增壓系統(tǒng)復(fù)合增壓系統(tǒng)氣波增壓系統(tǒng)氣波增壓系統(tǒng)諧波增壓系統(tǒng)諧波增壓系統(tǒng)三 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng)類(lèi)型8.1 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓n 機(jī)械增壓機(jī)

12、械增壓n利用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸直接驅(qū)動(dòng)機(jī)械增壓安裝。利用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸直接驅(qū)動(dòng)機(jī)械增壓安裝。n特點(diǎn)：不添加發(fā)動(dòng)機(jī)背壓，但耗費(fèi)其有效功率，特點(diǎn)：不添加發(fā)動(dòng)機(jī)背壓，但耗費(fèi)其有效功率，總體布置有一定局限性；增壓壓力普通不超越總體布置有一定局限性；增壓壓力普通不超越0.150.17MPa；過(guò)多地提高增壓壓力，會(huì)使驅(qū)動(dòng)壓氣；過(guò)多地提高增壓壓力，會(huì)使驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)耗功過(guò)大，機(jī)械效率明顯下降，經(jīng)濟(jì)性惡化。機(jī)耗功過(guò)大，機(jī)械效率明顯下降，經(jīng)濟(jì)性惡化。8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓n 氣波增壓氣波增壓n利用廢氣的壓力波直按緊縮空氣，完成進(jìn)氣緊利用廢氣的壓力波直按緊縮

13、空氣，完成進(jìn)氣緊縮義務(wù)的增壓系統(tǒng)，采用氣波增壓，低速扭矩大縮義務(wù)的增壓系統(tǒng)，采用氣波增壓，低速扭矩大，加速性好，這些特點(diǎn)特別適用于車(chē)用柴油機(jī)，加速性好，這些特點(diǎn)特別適用于車(chē)用柴油機(jī)，但氣波增壓那么有噪聲大，尺寸、質(zhì)量大的缺陷但氣波增壓那么有噪聲大，尺寸、質(zhì)量大的缺陷。目前尚未獲得廣泛的運(yùn)用。目前尚未獲得廣泛的運(yùn)用。8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓n 復(fù)合增壓復(fù)合增壓n采用廢氣渦輪增壓器和機(jī)械驅(qū)動(dòng)式增壓器的一種增采用廢氣渦輪增壓器和機(jī)械驅(qū)動(dòng)式增壓器的一種增壓方式。壓方式。n 廢氣渦輪增壓廢氣渦輪增壓n 利用排氣能量使排氣在渦輪中進(jìn)一步膨脹

14、作功，用于驅(qū)利用排氣能量使排氣在渦輪中進(jìn)一步膨脹作功，用于驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的增壓方式。動(dòng)壓氣機(jī)的增壓方式。n特點(diǎn)：不耗費(fèi)發(fā)動(dòng)機(jī)有效功，增壓器可以自在布置特點(diǎn)：不耗費(fèi)發(fā)動(dòng)機(jī)有效功，增壓器可以自在布置在所需的位置，渦輪有一定的消聲作用，并進(jìn)一步減少在所需的位置，渦輪有一定的消聲作用，并進(jìn)一步減少排氣中的有害成分。排氣中的有害成分。8.1 8.1 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓概述 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓1.

15、廢氣渦輪增壓特點(diǎn)廢氣渦輪增壓特點(diǎn)-優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 發(fā)動(dòng)機(jī)分量和體積添加很少情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)不需作艱苦改動(dòng)很容發(fā)動(dòng)機(jī)分量和體積添加很少情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)不需作艱苦改動(dòng)很容易提高功率易提高功率20%50%。其增壓比不受限制，故近來(lái)高增壓的趨勢(shì)越。其增壓比不受限制，故近來(lái)高增壓的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。高增壓時(shí)功率提高甚至可大于來(lái)越明顯。高增壓時(shí)功率提高甚至可大于100%。 由于廢氣能量的收回，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性明顯提高。普通廢氣能量的由于廢氣能量的收回，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性明顯提高。普通廢氣能量的回收能提高經(jīng)濟(jì)性回收能提高經(jīng)濟(jì)性3%一一4%，同時(shí)減少了機(jī)械損失及散熱損失，提高，同時(shí)減少了機(jī)械損失及散熱損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率和熱效

16、率，使發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓后油耗率降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率和熱效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓后油耗率降低5%一一10%。8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓由于其突出的優(yōu)勢(shì)，由于其突出的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)多采用廢氣現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)多采用廢氣渦輪增壓技術(shù)。渦輪增壓技術(shù)。 渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)海拔高度的變化有較高的順應(yīng)力，在高原地域渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)海拔高度的變化有較高的順應(yīng)力，在高原地域任務(wù)時(shí)比不增壓發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降要少的多，故渦輪增壓除了用來(lái)提任務(wù)時(shí)比不增壓發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降要少的多，故渦輪增壓除了用來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，外還可用作高原發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)功率。高發(fā)動(dòng)機(jī)功率

17、，外還可用作高原發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)功率。 渦輪增壓后排氣噪聲相對(duì)減少，排氣煙度及排氣中渦輪增壓后排氣噪聲相對(duì)減少，排氣煙度及排氣中 有害成分也減少，故對(duì)減少污染是有利的。有害成分也減少，故對(duì)減少污染是有利的。8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓1. 廢氣渦輪增壓特點(diǎn)廢氣渦輪增壓特點(diǎn)-缺陷缺陷 主要表達(dá)在低速轉(zhuǎn)矩特性和加速性下降方面。主要表達(dá)在低速轉(zhuǎn)矩特性和加速性下降方面。低速時(shí)，由于增壓壓力下降，轉(zhuǎn)矩低速時(shí)，由于增壓壓力下降，轉(zhuǎn)矩Ttq的增量明顯的增量明顯比高速時(shí)低，這就使轉(zhuǎn)矩特性的低速段很不理比高速時(shí)低，這就使轉(zhuǎn)矩特性的低

18、速段很不理想，影響汽車(chē)加速性能及爬坡性能。想，影響汽車(chē)加速性能及爬坡性能。起動(dòng)時(shí)，由于未建立增壓壓力，增壓機(jī)的緊縮比起動(dòng)時(shí)，由于未建立增壓壓力，增壓機(jī)的緊縮比較低，起動(dòng)、著火有一定困難。較低，起動(dòng)、著火有一定困難。動(dòng)態(tài)過(guò)程中，氣體壓力反響緩慢，增壓器葉片也動(dòng)態(tài)過(guò)程中，氣體壓力反響緩慢，增壓器葉片也有較大慣性，致使各種呼應(yīng)變慢，不僅影響加有較大慣性，致使各種呼應(yīng)變慢，不僅影響加速及起動(dòng)性能，因過(guò)渡過(guò)程較長(zhǎng)而影響排放和速及起動(dòng)性能，因過(guò)渡過(guò)程較長(zhǎng)而影響排放和經(jīng)濟(jì)性能。經(jīng)濟(jì)性能。 8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓2.

19、廢氣渦輪增壓器分類(lèi)根據(jù)廢氣在渦輪機(jī)中不同的流通方向：根據(jù)廢氣在渦輪機(jī)中不同的流通方向：徑流式渦輪徑流式渦輪廢氣沿徑向流入渦輪機(jī)。廢氣沿徑向流入渦輪機(jī)。 用于車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)，主要用于車(chē)用柴油機(jī)，部分可以接受用于車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)，主要用于車(chē)用柴油機(jī)，部分可以接受950高溫的徑流式渦輪增壓器可用于汽油機(jī)。高溫的徑流式渦輪增壓器可用于汽油機(jī)。軸流式渦輪軸流式渦輪廢氣沿軸向流入渦輪機(jī)。廢氣沿軸向流入渦輪機(jī)。用于大、中型柴油機(jī)。用于大、中型柴油機(jī)。8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓徑流式渦輪增壓器的參數(shù)徑流式渦輪增壓器的參數(shù)范圍范圍1

20、流量：流量： 0.010.396 kg/s；2 最高增壓比：最高增壓比： 3.4；3 壓氣機(jī)葉輪直徑：壓氣機(jī)葉輪直徑：34300 mm；4 最高轉(zhuǎn)速：最高轉(zhuǎn)速： 260000 r/min；5 質(zhì)量：質(zhì)量： 2.010.9 kg；6 配機(jī)功率：配機(jī)功率： 6220 kW；7 配機(jī)機(jī)型：配機(jī)機(jī)型： 排量排量250 ml 以上的摩托車(chē)、微型轎車(chē)以上的摩托車(chē)、微型轎車(chē)到重型載重汽車(chē)。到重型載重汽車(chē)。 8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓徑流式渦輪增壓器主要包括徑流式渦輪增壓器主要包括離心式壓氣機(jī)離心式壓氣機(jī)徑流式渦輪機(jī)。徑流

21、式渦輪機(jī)。同時(shí)具有支撐安裝、密封安裝、冷卻系統(tǒng)和光滑系統(tǒng)。同時(shí)具有支撐安裝、密封安裝、冷卻系統(tǒng)和光滑系統(tǒng)。渦輪機(jī)作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的安裝。渦輪機(jī)作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的安裝。壓氣機(jī)作用是對(duì)進(jìn)氣進(jìn)展緊縮，提高進(jìn)氣壓力。壓氣機(jī)作用是對(duì)進(jìn)氣進(jìn)展緊縮，提高進(jìn)氣壓力。3. 徑流式渦輪增壓器任務(wù)原理徑流式渦輪增壓器任務(wù)原理8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓 一空氣在壓氣機(jī)中的流動(dòng)一空

22、氣在壓氣機(jī)中的流動(dòng)空氣沿軸向流入壓氣機(jī)，沿徑向流出壓氣機(jī)。壓氣機(jī)組成空氣沿軸向流入壓氣機(jī)，沿徑向流出壓氣機(jī)。壓氣機(jī)組成包括四部分：包括四部分：1 進(jìn)氣道進(jìn)氣道2 任務(wù)輪任務(wù)輪3 擴(kuò)壓器擴(kuò)壓器4 出氣渦殼出氣渦殼3.1 離心式壓氣機(jī)任務(wù)原理離心式壓氣機(jī)任務(wù)原理8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓任務(wù)原理任務(wù)原理 空氣沿進(jìn)氣道空氣沿進(jìn)氣道1進(jìn)入，使氣流均勻地流進(jìn)任務(wù)輪進(jìn)入，使氣流均勻地流進(jìn)任務(wù)輪2，任務(wù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，任務(wù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，氣流在通道中受離心力的作用緊縮，并被甩到任務(wù)輪外緣。，氣流在通道中受離心力的作用緊縮，并被甩到任務(wù)輪

23、外緣。1 進(jìn)氣道進(jìn)氣道2 任務(wù)輪任務(wù)輪3 擴(kuò)壓器擴(kuò)壓器4 出氣渦殼出氣渦殼8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓 為氣流流入任務(wù)輪入口的絕對(duì)速度， 為任務(wù)輪A-A截面處的旋轉(zhuǎn)圓周速度， 為氣流流入任務(wù)輪葉片的相對(duì)速度。葉片前緣彎曲某一角度，使其與氣流入口 角根本一致； 為任務(wù)輪外緣出口處的旋轉(zhuǎn)圓周速度，空氣在任務(wù)輪中流動(dòng)的速度三角形如下圖。為氣流受離心力作用流出任務(wù)輪葉片的相對(duì)速度， 為氣流流入擴(kuò)壓入口的絕對(duì)速度1c1u1w2u2w2c8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)

24、廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓 8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓1 進(jìn)氣道進(jìn)氣道2 任務(wù)輪任務(wù)輪3 擴(kuò)壓器擴(kuò)壓器4 出氣渦殼出氣渦殼8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓 8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓1 進(jìn)氣道進(jìn)氣道2 任務(wù)輪任務(wù)輪3 擴(kuò)壓器擴(kuò)壓器4 出氣渦殼出氣渦殼8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣

25、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓3.2 徑流式渦輪機(jī)的任務(wù)原理徑流式渦輪機(jī)的任務(wù)原理廢氣在渦輪機(jī)中的流動(dòng)廢氣在渦輪機(jī)中的流動(dòng)如下圖，廢氣沿徑向流入渦輪機(jī)，沿軸向流出渦輪機(jī)。1 1 進(jìn)氣渦殼進(jìn)氣渦殼 2 2 噴嘴環(huán)噴嘴環(huán) 3 3 任務(wù)輪任務(wù)輪 4 4 出氣道出氣道8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓進(jìn)氣渦殼進(jìn)氣渦殼1：銜接柴油機(jī)與增壓器；：銜接柴油機(jī)與增壓器；噴嘴環(huán)噴嘴環(huán)2: 其上的導(dǎo)向葉片，構(gòu)成減縮形通道，其上

26、的導(dǎo)向葉片，構(gòu)成減縮形通道，將廢氣引入任務(wù)輪；將廢氣引入任務(wù)輪；任務(wù)輪任務(wù)輪3:把從噴嘴環(huán)出口噴出的高速?gòu)U氣的把從噴嘴環(huán)出口噴出的高速?gòu)U氣的動(dòng)能和壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；動(dòng)能和壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；出氣道出氣道4：將做完功的廢氣引出增壓器：將做完功的廢氣引出增壓器渦輪軸：銜接壓氣機(jī)和渦輪機(jī)的軸渦輪軸：銜接壓氣機(jī)和渦輪機(jī)的軸8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根

27、本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓廢氣經(jīng)渦輪機(jī)后，溫度廢氣經(jīng)渦輪機(jī)后，溫度T T和壓力和壓力p p繼續(xù)降低，流速繼續(xù)降低，流速c c經(jīng)噴嘴升高，經(jīng)噴嘴升高，經(jīng)任務(wù)輪降低，闡明廢氣的熱能、壓力和動(dòng)能都對(duì)渦輪機(jī)做功，經(jīng)任務(wù)輪降低，闡明廢氣的熱能、壓力和動(dòng)能都對(duì)渦輪機(jī)做功，傳送給了渦輪機(jī)的任務(wù)輪。傳送給了渦輪機(jī)的任務(wù)輪。8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器

28、根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓廢氣經(jīng)過(guò)渦輪機(jī)后，廢氣經(jīng)過(guò)渦輪機(jī)后，剩余的動(dòng)能剩余的動(dòng)能 稱(chēng)為該渦輪機(jī)的余速稱(chēng)為該渦輪機(jī)的余速損失。對(duì)于二級(jí)復(fù)合損失。對(duì)于二級(jí)復(fù)合式增壓系統(tǒng)，余速損式增壓系統(tǒng)，余速損失與剩余的熱能和壓失與剩余的熱能和壓力用來(lái)驅(qū)動(dòng)二級(jí)渦輪力用來(lái)驅(qū)動(dòng)二級(jí)渦輪機(jī)的任務(wù)輪。機(jī)的任務(wù)輪。2221mc8.2 8.2 廢氣渦輪增壓器根本原理廢氣渦輪增壓器根本原理 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓渦輪增壓器與柴油機(jī)的匹配為柴油機(jī)選配渦輪增壓器時(shí)，普通應(yīng)滿足以下要求：為柴油機(jī)選配渦輪增壓器時(shí)，普通應(yīng)滿足以下要求：1柴油機(jī)應(yīng)能

29、到達(dá)預(yù)定的功率和經(jīng)濟(jì)目的，渦輪增壓器應(yīng)柴油機(jī)應(yīng)能到達(dá)預(yù)定的功率和經(jīng)濟(jì)目的，渦輪增壓器應(yīng)能供應(yīng)柴油機(jī)所需的增壓壓力和空氣流量。能供應(yīng)柴油機(jī)所需的增壓壓力和空氣流量。2渦輪增壓器應(yīng)能在柴油機(jī)的各種工況下穩(wěn)定地任務(wù)，壓渦輪增壓器應(yīng)能在柴油機(jī)的各種工況下穩(wěn)定地任務(wù)，壓氣機(jī)不應(yīng)出現(xiàn)喘振或渦輪機(jī)不出現(xiàn)堵塞景象。氣機(jī)不應(yīng)出現(xiàn)喘振或渦輪機(jī)不出現(xiàn)堵塞景象。8.4 8.4 車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓3渦輪增壓器在柴油機(jī)的各種工況下都能高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。柴油機(jī)和渦輪增壓器結(jié)合運(yùn)轉(zhuǎn)線，應(yīng)穿過(guò)壓氣機(jī)的高效率區(qū)，且盡能夠和壓氣機(jī)的等負(fù)荷曲線相平行。4渦輪增壓柴油

30、機(jī)在各種工況下都能可靠地任務(wù)。如渦輪增壓器在柴油機(jī)滿負(fù)荷時(shí)不出現(xiàn)超速，柴油機(jī)不出現(xiàn)排氣超溫，從而保證渦輪進(jìn)氣不超溫等。8.4 8.4 車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓對(duì)于高增壓度的發(fā)動(dòng)機(jī)，構(gòu)造變動(dòng)很大，需求重新設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)。而通常的車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)增壓度不高，無(wú)需重新設(shè)計(jì)，消費(fèi)流程也變化不大。但為了順應(yīng)增壓后功率增長(zhǎng)的要求，抵抗增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷的增大，仍需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造做部分的調(diào)整。8.4 8.4 車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓5. 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在構(gòu)造上的變動(dòng)1)增大供油量，

31、調(diào)整供油系。增大供油量，調(diào)整供油系。由于增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)充氣量大幅添加，因此須由于增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)充氣量大幅添加，因此須相應(yīng)地增大循環(huán)供油量，以大幅提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功相應(yīng)地增大循環(huán)供油量，以大幅提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。率。增大循環(huán)供油量的措施：增大噴油泵柱塞直徑，噴增大循環(huán)供油量的措施：增大噴油泵柱塞直徑，噴油泵凸輪型線改陡以添加供油速率，加大噴油嘴油泵凸輪型線改陡以添加供油速率，加大噴油嘴直徑等直徑等.與非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比，雖然循環(huán)噴油量增大了，但與非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比，雖然循環(huán)噴油量增大了，但過(guò)量空氣系數(shù)仍要增大。堅(jiān)持較稀混合氣的目的過(guò)量空氣系數(shù)仍要增大。堅(jiān)持較稀混合氣的目的是為了適當(dāng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)

32、荷，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的是為了適當(dāng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性。8.4 8.4 車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓2)改動(dòng)配氣相位。其方法：改動(dòng)配氣相位。其方法：合理地加大氣門(mén)重疊角，以添加掃氣空氣，冷卻受合理地加大氣門(mén)重疊角，以添加掃氣空氣，冷卻受熱零件，降低熱效率，提高充氣系數(shù)，改善渦輪熱零件，降低熱效率，提高充氣系數(shù)，改善渦輪任務(wù)條件。任務(wù)條件。為使充氣效率提高，可增大進(jìn)、排氣門(mén)的升程，為為使充氣效率提高，可增大進(jìn)、排氣門(mén)的升程，為防止氣門(mén)碰撞活塞，活塞頂部可挖凹坑。防止氣門(mén)碰撞活塞，活塞頂部可挖凹坑。改良?xì)忾T(mén)和氣門(mén)座的構(gòu)

33、造和材質(zhì)，以提高其耐磨性。改良?xì)忾T(mén)和氣門(mén)座的構(gòu)造和材質(zhì)，以提高其耐磨性。8.4 8.4 車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓3)減小緊縮比，增大過(guò)量空氣系數(shù)。減小緊縮比，增大過(guò)量空氣系數(shù)。n 為了降低最高迸發(fā)力壓力，緊縮比可適當(dāng)降低。低增壓時(shí)，緊縮比可減少1-2個(gè)單位。增壓度提高，緊縮比可多降低一些，普通緊縮比為12-14。假設(shè)緊縮比過(guò)低，不僅使熄滅惡化，還會(huì)使起動(dòng)性能下降。n 添加過(guò)量空氣系數(shù)，其目的在于降低熱效率和改善經(jīng)濟(jì)性.n 適當(dāng)多加或加寬加強(qiáng)筋，可以抵抗增壓發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)荷的增大。8.4 8.4 車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能

34、 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓4設(shè)置分支排氣管設(shè)置分支排氣管通常，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)從進(jìn)氣門(mén)翻開(kāi)到封鎖的曲軸轉(zhuǎn)通常，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)從進(jìn)氣門(mén)翻開(kāi)到封鎖的曲軸轉(zhuǎn)角為角為240CA，一個(gè)循環(huán)的曲軸轉(zhuǎn)角為，一個(gè)循環(huán)的曲軸轉(zhuǎn)角為720CA。因此，使因此，使3個(gè)發(fā)火順序相互隔開(kāi)的氣缸共用一根個(gè)發(fā)火順序相互隔開(kāi)的氣缸共用一根排氣管可以使排氣延續(xù)。如：排氣管可以使排氣延續(xù)。如：6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火順序?yàn)轫樞驗(yàn)?-5-3-6-2-4，因此，應(yīng)使，因此，應(yīng)使1-2-3缸共用一缸共用一根排氣歧管，根排氣歧管，4-5-6缸共用一根排氣歧管。缸共用一根排氣歧管。假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)不是假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)

35、不是3的倍數(shù)的倍數(shù),排氣就不會(huì)是延排氣就不會(huì)是延續(xù)的續(xù)的.8.4 8.4 車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓5)設(shè)置壓氣機(jī)的中冷器設(shè)置壓氣機(jī)的中冷器設(shè)置壓氣機(jī)的中冷器，可以降低進(jìn)氣溫度，增大進(jìn)設(shè)置壓氣機(jī)的中冷器，可以降低進(jìn)氣溫度，增大進(jìn)氣密度，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率。實(shí)際闡明，增壓空氣氣密度，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率。實(shí)際闡明，增壓空氣每降低每降低10，柴油機(jī)的平均溫度可以降低，柴油機(jī)的平均溫度可以降低2530，增壓比為，增壓比為1.5到到2時(shí)，循環(huán)充氣量可提時(shí)，循環(huán)充氣量可提高高10%18%。 例如：采用中冷安裝后，某汽油例如：采用中冷安裝后，某汽油機(jī)的

36、進(jìn)氣溫度從機(jī)的進(jìn)氣溫度從110降低到了降低到了66，點(diǎn)火提早，點(diǎn)火提早角從角從23提早到提早到30.5，那么汽油機(jī)功率從，那么汽油機(jī)功率從260 kW增大到了增大到了300 kW，比油耗從，比油耗從245 g/kWh減小到減小到了了210 g/kWh。8.4 8.4 車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓5)設(shè)置壓氣機(jī)的中冷器設(shè)置壓氣機(jī)的中冷器增壓器的中冷分為水冷和空氣冷卻。水冷構(gòu)造復(fù)雜增壓器的中冷分為水冷和空氣冷卻。水冷構(gòu)造復(fù)雜，體積龐大，在汽車(chē)上難于運(yùn)用；空氣冷卻就是，體積龐大，在汽車(chē)上難于運(yùn)用；空氣冷卻就是風(fēng)扇冷卻，適用于車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)

37、。風(fēng)扇冷卻，適用于車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。 但只需在高但只需在高增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)上才需設(shè)置壓氣機(jī)的中冷器，對(duì)于增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)上才需設(shè)置壓氣機(jī)的中冷器，對(duì)于中、低增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)，沒(méi)有必要設(shè)置中冷器。中、低增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)，沒(méi)有必要設(shè)置中冷器。6)其它改動(dòng)其它改動(dòng)加粗進(jìn)氣管，加強(qiáng)冷卻系統(tǒng)等加粗進(jìn)氣管，加強(qiáng)冷卻系統(tǒng)等 。8.4 8.4 車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓汽油機(jī)增壓技術(shù)與柴油機(jī)增壓技術(shù)的異同汽油機(jī)增壓技術(shù)與柴油機(jī)增壓技術(shù)的異同1 1爆燃問(wèn)題爆燃問(wèn)題 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)不同于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，它進(jìn)入氣缸的不是空氣，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)不同于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，它進(jìn)入氣缸的不是空氣，而

38、是汽油與空氣的混合氣，壓力過(guò)大容易出現(xiàn)爆燃。因此，而是汽油與空氣的混合氣，壓力過(guò)大容易出現(xiàn)爆燃。因此，運(yùn)用渦輪增壓技術(shù)必需求處置好爆燃問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題最好的運(yùn)用渦輪增壓技術(shù)必需求處置好爆燃問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題最好的處理方法就是加裝爆燃傳感器和對(duì)點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)展控制。一旦處理方法就是加裝爆燃傳感器和對(duì)點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)展控制。一旦爆燃傳感器將爆燃信號(hào)傳送到爆燃傳感器將爆燃信號(hào)傳送到ECUECU電子控制單元控制系電子控制單元控制系統(tǒng)，統(tǒng)，ECUECU將點(diǎn)火定時(shí)稍推遲一點(diǎn)；當(dāng)不產(chǎn)生爆燃的時(shí)候再恢將點(diǎn)火定時(shí)稍推遲一點(diǎn)；當(dāng)不產(chǎn)生爆燃的時(shí)候再恢復(fù)正常點(diǎn)火定時(shí)。復(fù)正常點(diǎn)火定時(shí)。8.5 8.5 汽油機(jī)增壓技術(shù)汽油機(jī)增壓技術(shù) 第第

39、8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓2 2排氣溫度過(guò)高排氣溫度過(guò)高 汽油機(jī)比柴油機(jī)相比，由于空燃比較小，緊縮比和膨脹汽油機(jī)比柴油機(jī)相比，由于空燃比較小，緊縮比和膨脹比小，從而導(dǎo)致排氣溫度過(guò)高，如柴油機(jī)排氣溫度普通為比小，從而導(dǎo)致排氣溫度過(guò)高，如柴油機(jī)排氣溫度普通為300300700700，而汽油機(jī)排氣溫度為，而汽油機(jī)排氣溫度為600 600 1000 1000 。渦輪長(zhǎng)期遭到排氣的熱負(fù)荷，這對(duì)其壽命有很大的影響。渦輪長(zhǎng)期遭到排氣的熱負(fù)荷，這對(duì)其壽命有很大的影響。汽油機(jī)上安裝的渦輪增壓器的渦輪都需求有較好的耐高溫汽油機(jī)上安裝的渦輪增壓器的渦輪都需求有較好的耐高溫性能，如博格華納公司就

40、開(kāi)發(fā)耐性能，如博格華納公司就開(kāi)發(fā)耐1050 1050 高溫的鑄剛渦輪高溫的鑄剛渦輪，目前已在飛馳及沃爾沃汽車(chē)上運(yùn)用。，目前已在飛馳及沃爾沃汽車(chē)上運(yùn)用。8.5 8.5 汽油機(jī)增壓技術(shù)汽油機(jī)增壓技術(shù) 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓3 3工況變化頻繁工況變化頻繁由于汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速比柴油機(jī)高，空氣流速快而且變化范由于汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速比柴油機(jī)高，空氣流速快而且變化范圍大，汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的工況變化較為頻繁，這也對(duì)渦輪增圍大，汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的工況變化較為頻繁，這也對(duì)渦輪增壓器的動(dòng)態(tài)呼應(yīng)有了更高的要求。為處理這類(lèi)問(wèn)題，需壓器的動(dòng)態(tài)呼應(yīng)有了更高的要求。為處理這類(lèi)問(wèn)題，需求改良設(shè)計(jì)提高渦輪增壓器動(dòng)態(tài)呼應(yīng)。

41、有些設(shè)計(jì)能降低求改良設(shè)計(jì)提高渦輪增壓器動(dòng)態(tài)呼應(yīng)。有些設(shè)計(jì)能降低渦輪殼的熱負(fù)荷，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)渦輪殼的熱負(fù)荷，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí), , 可以更快地激活可以更快地激活催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器, , 從而極大地減少有害氣體的排放。從而極大地減少有害氣體的排放。8.5 8.5 汽油機(jī)增壓技術(shù)汽油機(jī)增壓技術(shù) 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓4 4增壓效率較低增壓效率較低 目前汽油機(jī)普遍采用帶放氣閥式渦輪增壓器，經(jīng)過(guò)放氣閥目前汽油機(jī)普遍采用帶放氣閥式渦輪增壓器，經(jīng)過(guò)放氣閥的開(kāi)閉，得到不同轉(zhuǎn)速下所需的增壓度，這樣導(dǎo)致部分廢的開(kāi)閉，得到不同轉(zhuǎn)速下所需的增壓度，這樣導(dǎo)致部分廢氣能量未能得到利用，

42、所以效率較低。而柴油機(jī)曾經(jīng)采用氣能量未能得到利用，所以效率較低。而柴油機(jī)曾經(jīng)采用可變渦輪截面可變渦輪截面VGTVGT增壓器，其經(jīng)過(guò)渦輪截面的調(diào)理來(lái)增壓器，其經(jīng)過(guò)渦輪截面的調(diào)理來(lái)滿足不同工況的需求，這樣沒(méi)有廢氣的浪費(fèi)，效率較高。滿足不同工況的需求，這樣沒(méi)有廢氣的浪費(fèi)，效率較高。目前，保時(shí)捷目前，保時(shí)捷911Turbo911Turbo汽油車(chē)在運(yùn)用汽油車(chē)在運(yùn)用VGTVGT增壓器。增壓器。8.5 8.5 汽油機(jī)增壓技術(shù)汽油機(jī)增壓技術(shù) 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓可變渦輪截面增壓器可變渦輪截面增壓器VTGVTG VTG VTG技術(shù)在渦輪技術(shù)在渦輪的外側(cè)加了一環(huán)可經(jīng)過(guò)電的外側(cè)加了一

43、環(huán)可經(jīng)過(guò)電子系統(tǒng)控制角度的葉片子系統(tǒng)控制角度的葉片如圖如圖1 1所示，把發(fā)動(dòng)機(jī)所示，把發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣導(dǎo)向到排氣側(cè)排出的廢氣導(dǎo)向到排氣側(cè)的渦輪葉片上。的渦輪葉片上。8.5 汽油機(jī)增壓技術(shù) 第第8 8章章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓 VTG技術(shù)經(jīng)過(guò)導(dǎo)向葉片改動(dòng)廢氣作用在排氣側(cè)渦輪葉片上的技術(shù)經(jīng)過(guò)導(dǎo)向葉片改動(dòng)廢氣作用在排氣側(cè)渦輪葉片上的壓力，控制渦輪的轉(zhuǎn)速，從而控制渦輪的增壓壓力。由于渦壓力，控制渦輪的轉(zhuǎn)速，從而控制渦輪的增壓壓力。由于渦輪轉(zhuǎn)速得到控制，增壓壓力也得到了控制，采用輪轉(zhuǎn)速得到控制，增壓壓力也得到了控制，采用VTG技術(shù)的技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)不再需求傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的放氣閥發(fā)動(dòng)機(jī)不再需求傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的放氣閥Blo