甲醇燃料在柴油機中的應用與發(fā)展ppt課件

1、本章要求：了解：發(fā)動機增壓方式。了解：渦輪增壓器的構(gòu)造和任務原理。掌握：離心式渦輪增壓器的原理，增壓發(fā)動機的特點。 第七章 發(fā)動機增壓.增壓：為提高平均有效壓力以添加氣缸內(nèi)封存氣體密度的方法。廣義上，凡是可以將內(nèi)燃機進氣密度提高到高于周圍環(huán)境密度的一切方法，都稱為增壓。目的：經(jīng)過添加充氣量，以提高功率，改善經(jīng)濟性和排放性提高發(fā)動機功率的途徑：第一節(jié) 發(fā)動機增壓的根本知識改動構(gòu)造參數(shù)。添加i、Vh(D、S)，減少，但體積和分量添加提高轉(zhuǎn)速。但充氣效率和機械效率減少，機件壽命減少，噪音大提高平均有效壓力Pe。提高平均有效壓力Pe 方法：減少過量系數(shù)提高充氣效率添加充氣密度增壓.增壓度k：發(fā)動機在增

2、壓后增長的功率與增壓前功率之比k為范圍10%60%。大部分為20%30%。增壓壓比k：進入氣缸的氣體壓力Pk與大氣壓力P0之比增壓的范圍:低增壓： k 1.31.6內(nèi)燃機平均有效壓力pe0.71.0MPa中增壓： k 1.62.5內(nèi)燃機平均有效壓力pe1.01.5MPa高增壓： k 2.5 pe 1.5MPa；超高增壓： k 3.5pe2.0MPa。.內(nèi)燃機增壓的優(yōu)缺陷改善了發(fā)動機性能：提高了內(nèi)燃機機械效率；提高了內(nèi)燃機的指示熱效率；改善了熄滅過程。添加了發(fā)動機的比功率；擴展了內(nèi)燃機高原順應性：有利于降低有害氣體排放和噪聲。(HC降低，高負荷的NOx降低，空氣充足使碳煙有所降低；溫度高使著火延

3、遲期縮短添加了柴油機的機械負荷；添加了柴油機的熱負荷。優(yōu)點：缺陷：.按照實現(xiàn)增壓所提供的能量可分：機械增壓；廢氣渦輪增壓；氣波增壓；復合增壓諧波增壓汽油機第二節(jié) 發(fā)動機增壓的類型.、機械增壓由曲軸經(jīng)過齒輪增速箱驅(qū)動壓氣機。機械增壓增壓壓力高，壓氣機耗費的功率大。為使內(nèi)燃機機械效率不要過分下降，增壓壓力Pk不能過高。 Pk 160170KPa主要用途：提高發(fā)動機低速扭矩.機械增壓器的種類機械增壓所用的壓氣機除離心式壓氣機外，在車用內(nèi)燃機上常用容積式壓氣機：羅茨式；螺桿式；轉(zhuǎn)子活塞式。.、廢氣渦輪增壓廢氣渦輪增壓利用內(nèi)燃機排氣中能量來實現(xiàn)增壓，比機械增壓經(jīng)濟性好，比非增壓自然吸氣式內(nèi)燃機燃油好率可

4、低5%10%。質(zhì)量功率和體積功率比非自然吸氣內(nèi)燃機明顯改善，因此在內(nèi)燃機上得到廣泛運用。.廢氣渦輪增壓的分類廢氣渦輪增壓器主要由壓氣機和廢氣渦輪組成。壓氣機主要是離心式的。廢氣渦輪分：軸流式；徑流式；斜流式混流式。由于內(nèi)燃機排氣能量利用的不同，有兩種經(jīng)典的、根本的增壓方式：脈沖渦輪增壓；等壓渦輪增壓。.、氣波增壓氣波增壓是經(jīng)過氣波增壓器利用氣體質(zhì)點和壓力波的反射特性，使排氣和進氣之間進展直接的能量交換，以增大進氣密度。氣波增壓對內(nèi)燃機工況反映迅速，使氣波增壓的加速性好，且低速時空氣的緊縮程度高，低速扭矩好。任務溫度低，不需求耐高溫資料。但體積大，噪聲大，安裝位置遭到一定限值。匹配要求高，防止竄

5、煙。.氣波增壓器轉(zhuǎn)子展開圖.、復合增壓機械增壓與廢氣渦輪增壓組合。諧波增壓與廢氣渦輪增壓組合。.、諧波增壓ACIS.雙增壓器順序增壓多缸發(fā)動機上運用兩臺增壓器。在低速時，運用一臺增壓器以提高廢氣能量利用效率，改善低速反映性能。在中高速時，運用兩臺增壓器以保證發(fā)動機功率輸出。.第三節(jié) 增壓器可變進氣道增壓器；可變噴嘴環(huán)增壓器；可變渦輪喉口截面增壓器；可變?nèi)~片增壓器；廢氣放氣增壓器；進氣回流增壓器；射流渦輪增壓器；斜流渦輪增壓器；.可變進氣道增壓器低速時運用一個進氣通道；高速時，進氣量大，運用兩個通道，可以改善增壓發(fā)動機的過渡性能。.可變進氣道增壓器性能.可變噴嘴環(huán)增壓器低速時，噴嘴角度小，流通截

6、面小；高速時噴嘴角度大，流通截面能保證渦輪從廢氣中獲取足夠能量到達壓氣機的需求。各噴嘴環(huán)1經(jīng)過軸銷2固定在渦殼5上，再經(jīng)傳動桿3與噴嘴控制盤4相連。轉(zhuǎn)動噴嘴控制盤即可改動噴嘴環(huán)的角度。經(jīng)過調(diào)整渦殼5與渦輪葉輪6之間的噴嘴環(huán)角度來調(diào)整渦輪番通截面。.可變噴嘴環(huán)增壓器特性左圖中是噴嘴環(huán)角度以此減小的情況。隨著內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速下降，壓氣機的增壓壓力不但沒有下降，反而提升到高轉(zhuǎn)速程度，從而保證增壓內(nèi)燃機的低速性能。可調(diào)噴嘴環(huán)用于增壓器與內(nèi)燃機的高速匹配。經(jīng)過可調(diào)噴嘴環(huán)改善低速性能。.可變渦輪喉口截面增壓器1.壓氣機；2.可變喉口截面調(diào)整板；3.調(diào)整板及調(diào)整機構(gòu)；4.支配機構(gòu)；5.支配機構(gòu)控制電磁閥；6.渦輪

7、；A.最小喉口截面；B.最大喉口截面低速高速.可變渦輪喉口截面增壓器任務原理可變渦輪喉口截面增壓器是再廢氣量不變的情況下改動進入渦輪的形狀參數(shù)，從而改動從廢氣中獲取能量的大小。小喉口截面將使進入渦輪的廢氣加速，作用在渦輪葉片上的沖擊力添加此時渦輪效率將有所降低，空氣增壓壓力添加，從而滿足內(nèi)燃機在低速小負荷時的需求。內(nèi)燃機在高速大負荷時，可以保證渦輪在高速范圍運轉(zhuǎn)，這時喉口截面處于最大位置，排氣背壓最小，渦輪效率最大?？勺兒砜诮孛婵刂瓢蹇梢杂呻姶砰y進展無級調(diào)整。.可變?nèi)~片增壓器可變噴嘴環(huán)技術(shù)類似，經(jīng)過壓氣機構(gòu)造葉片角度的變化，來調(diào)整增壓壓力與發(fā)動機轉(zhuǎn)速負荷的匹配關(guān)系。多個可變?nèi)~片，效率高，但構(gòu)造

8、復雜，本錢高、體積大。三菱多閥VG增壓器本田可變?nèi)~片增壓器.廢氣放氣增壓器車用增壓內(nèi)燃機為獲得低速大扭矩和良好的加速性能，渦輪增壓器普通按內(nèi)燃機低速、小流量設計。轎車用增壓器設計轉(zhuǎn)速為內(nèi)燃機標定轉(zhuǎn)速的40%左右。公共汽車、重型車用的增壓器設計轉(zhuǎn)速為內(nèi)燃機標定轉(zhuǎn)速的60%左右。高速時，將會使增壓壓力過高，增壓器超速，柴油機迸發(fā)壓力過大，汽油機容易引起爆震。為此，設計增壓器常添加廢氣放氣閥，在高速時將一部分廢氣旁通掉，加以控制增壓壓力。.廢氣放氣增壓器任務原理廢氣門3與增壓器2的渦輪并聯(lián)地銜接在內(nèi)燃機1的排氣管上。廢氣門的閥門固定在膜片上，膜片上部通大氣，并受彈簧的作用，下部與壓氣機出口的增壓空氣

9、相通。平常，彈簧將廢氣門的閥門壓在閥座上，內(nèi)燃機排氣管來的廢氣不能經(jīng)閥門旁通到渦輪出口的排氣管內(nèi)。一旦增壓壓力對膜片的作用超越彈簧的預緊力，廢氣門翻開，一部分廢氣不經(jīng)渦輪直接從渦輪出口排入大氣中。渦輪作功減小，空氣的增壓壓力回落，以實現(xiàn)空氣增壓壓力的自動調(diào)理。.進氣回流增壓器為防止由于負荷突變及環(huán)境變化而使壓氣機出現(xiàn)喘振而損壞增壓器，在增壓器的壓氣機進口裝上整體式的回流閥。當進氣管壓力低于某一值時，作用在回流閥上的進氣管壓力、彈簧壓力和壓氣機出口的空氣增壓壓力不平衡，回流閥頂開，壓氣機出口的空氣經(jīng)過回流閥和回流通道進入壓氣機進口，以添加經(jīng)過壓氣機的空氣量。.第四節(jié) 增壓中冷技術(shù)選增壓空氣溫度添

10、加，在柴油機中引起增壓條件下進氣密度減小，即在堅持不變過量空氣系數(shù)下，意味著功率下降，不然需求進一步提高增壓壓力，但柴油機機械負荷又要添加。雖然氣缸內(nèi)工質(zhì)溫度提高有利于柴油機的熄滅，但卻使熄滅室內(nèi)受熱零件的熱負荷添加，排溫過高，NOx添加。汽油機中增壓溫度升高，除與柴油機一樣功率下降外，最主要的是爆震傾向添加。普通，當增壓空氣的壓力超越0.15MPa時，就值得采用中冷。處理空氣溫度過高的方法就是采用中冷器冷卻增壓后的空氣。增壓空氣溫度每降低20K，渦輪前的廢氣溫度約可降低20K，燃油耗費率可減少3g/kW.h。.增壓中冷方案：閉式空水中冷：中冷器中冷卻介質(zhì)采用內(nèi)燃機冷卻系統(tǒng)中的循環(huán)水。該方案構(gòu)造與布置簡單，但不能將增壓空氣溫度冷卻較低。分開式空水中冷：中冷器采用獨立的冷卻介