《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理（第5版）》 教案 第七章 車用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓

《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理》教案單元第七章車用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓理論授課時(shí)間4學(xué)時(shí)本單元的教學(xué)目標(biāo)1.掌握增壓對發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性影響的因素分析2.車用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性3.理解機(jī)械增壓、廢氣渦輪增壓、復(fù)合增壓、慣性增壓、組合式渦輪增壓、氣波增壓的原理、機(jī)構(gòu)特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn)。本單元教學(xué)內(nèi)容1.車用發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的原因2.增壓系統(tǒng)比較本單元的教學(xué)方式（手段）主要采用多媒體播放PPT、動(dòng)畫和視頻教學(xué)；本單元師生活動(dòng)設(shè)計(jì)講授為主，配合重點(diǎn)內(nèi)容提問本單元的講課提綱、板書設(shè)計(jì)7-1概述一提高發(fā)動(dòng)機(jī)單機(jī)功率的方法根據(jù)：[kW]1改變發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)：缸數(shù)i，缸徑D，沖程S，沖程數(shù)。2提高轉(zhuǎn)速n及活塞平均運(yùn)行速度。3提高平均有效壓力。增壓。其中：為充量密度。二增壓的優(yōu)點(diǎn)和主要技術(shù)困難（一）增壓的優(yōu)點(diǎn)1減少氣缸數(shù)目和氣缸直徑，減小比重量，提高升功率。采用四氣門機(jī)構(gòu)，可大幅度減小比重量，提高升功率。2降低制造成本。3增大熱效率，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。4補(bǔ)償高原地區(qū)的功率損失。5減少排氣污染物和噪聲。（二）主要技術(shù)困難1增壓使發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷增加。2小型渦輪增壓器的效率偏低。3增壓器對發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性和變工況運(yùn)行的適應(yīng)性較差。三增壓系統(tǒng)的分類根據(jù)驅(qū)動(dòng)增壓器的能源不同，分為三類。K—壓氣機(jī)，T—廢氣渦輪機(jī)。（一）機(jī)械增壓系統(tǒng)用于小功率發(fā)動(dòng)機(jī)，由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸直接驅(qū)動(dòng)，[MPa]。但消耗有效功率，若消耗的有效功率>10%，。（二）廢氣渦輪增壓系統(tǒng)1廣泛應(yīng)用于柴油機(jī)。最大，[kW]。2缺點(diǎn)：（1）由于增壓器在前，則必須應(yīng)用汽油噴射系統(tǒng)或壓力式化油器。（2）通?；推鞑荒芨惺苡捎谠鰤簤毫ψ兓鸬目諝饷芏鹊淖兓?。因此，不能保證提供具有合適混合比的混合氣。（3）由于節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)限制了增壓器排氣，容易導(dǎo)致增壓器喘振。3缺點(diǎn)：（1）化油器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間隔了一個(gè)增壓器。因此，化油器對發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化反應(yīng)不敏感。（2）混合氣運(yùn)行長，燃料易在增壓器中沉積。（三）復(fù)合增壓系統(tǒng)四特性參數(shù)（一）增壓比由公式：[kW]因?yàn)椋核裕捍胧?，得：而平均有效壓力代入式，得未增壓時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的分析式：增壓后，空氣密度由未增壓時(shí)的大氣密度變?yōu)樵鰤汉蟮拿芏龋捍胧?，得到增壓后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率分析式：增壓空氣在增壓器中壓縮是按多變過程進(jìn)行的。增壓前：；增壓后：。假定多變指數(shù)n=2，則時(shí)，才。壓力增長很多而密度增大不多。這主要是因?yàn)樵鰤汉鬁囟葧?huì)升高的緣故，若增壓后溫度不變，則與p成線性關(guān)系。則：若在整個(gè)增壓過程中，下降或保持為某一常數(shù)，則：此時(shí)：與成正比。增壓比：；低增壓：，[kPa]中增壓：，[kPa]高增壓：。[kPa]通常，為了不使過高，在增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間設(shè)置一個(gè)中冷器，對增壓后的空氣進(jìn)行冷卻，稱為中間冷卻。由圖中可見，有中冷比無中冷時(shí)的增加很多。在的高增壓時(shí)，必須有中冷裝置，否則，太高，影響增壓效果，使，并導(dǎo)致零件熱負(fù)荷過高。但在的中、低增加時(shí)，沒有必要設(shè)置中冷裝置。（二）增壓度