内燃机增压技术3课件.ppt

脉冲转换器 A 和 B两根排气管通过喷管与混合管相接，再与增压器涡轮相连。当联接A管的某一气缸的排气门开启，排气脉冲到达喷管，加速流人混合管，此时正是联接B管的另一气缸的扫气时期，它在喷管处的气流速度已经降低，但这一减弱的气流得到由A管气流的引射而加强，从而对扫气有利。 既能保证良好的扫气，又能充分利用排气脉冲能量，还由于涡轮前的排气压刀接近恒定而使涡轮效率得以提高。 * Harbin Engineering University 哈尔滨工程大学本科生专业任意选修课程 内燃机增压技术 课程主讲：冯永明副教授 办公地点：动力与能源工程学院动力楼903办公室 联系方式：fengyongming@ Harbin Engineering University 课程主要内容提纲： 一、绪论（国内外内燃机增压技术现状及发展趋势） 二、涡轮增压器和中冷器 三、排气能量的利用与基本增压系统 四、增压对发动机热力性能参数的影响 课程主要内容提纲： 五、发动机与涡轮增压器的匹配 六、增压系统 七、车用发动机（汽油机与柴油机）增压技术 八、船用柴油机涡轮增压技术 九、排放法规对内燃机增压技术提出的挑战 柴油机理论示功图 柴油机实际示功图 柴油机热力循环分析: 四冲程压燃式内燃机即柴油机的实际示功图: 线段0-1为进气过程，由于进气管路的阻力，气缸内气体的压力稍低于环境压力；线段1-2为压缩过程，随着活塞推进，气缸容积减小，气体压力提高；线段2-3-4为燃烧过程，其中线段2-3表示活塞处于上死点附近时，燃料在气缸中的燃烧过程，此时由于气缸容积无显著变化，而燃料燃烧使得气缸中气体压力急剧升高；线段3-4表示活塞开始向下死点移动，而燃料继续在气缸中燃烧的过程，此阶段气缸中气体的压力变化不大；线段4-5为膨胀过程，高温高压燃气推动活塞移动而作功；线段5-0为排气过程，开始时活塞处于下死点附近，容积变化较慢，而废气压力较高，故容积尚无显著变化时，废气已大量排入大气而气缸内压力迅速下降至接近大气压力，然后随着活塞移动容积减小，继续把缸内废气排至大气中。 如果忽略实际过程中的摩擦阻力、扰动等损失，燃烧所需时间以及散热损失等因素的影响，则可由实际示功图理想化为理论示功图：线段0-1为在大气压力下的定压进气过程；线段1-2为绝热的压缩过程；线段2-3为定容的燃烧过程；线段3-4为定压燃烧过程；线段4-5为绝热膨胀过程；线段5-1为定容下气缸排气而气缸中压力下降的过程；线段1-0为在大气压力下的定压排气过程。 根据活塞式内燃机的理论示功图，就可确定相应的理想热力循环。按不可逆过程的性质分别取相应的可逆过程并且由于定压进气过程与定压排气过程的功量相互抵消而对整个循环没有影响，可不考虑，于是就得到柴油机工作循环的理想热力循环:由五个可逆过程所组成：绝热压缩过程1-2；定容加热过程2-3；定压加热过程3-4；绝热膨胀4-5及定容放热过程5-1。这个循环称为混合加热循环。 混合加热循环的 p-v 图与 T-s 图 柴油机工作循环的理想热力循环: 四冲程增压柴油机理论示功图 废气的最大可用能由三部分组成： 1）排气门打开时，气缸内气体等熵膨胀到大气压力所作的功； 2）活塞推出排气，排气得到的能量； 3）扫气空气所具有的能量。 排气能量传递中的损失： 排气门前排气具有的能量在流经排气门、气缸盖排气道、排气歧管、排气总管，最后到达涡轮前，存在着一系列的损失，总能量损失包括如下几个方面： 1) 流经排气门处的节流损失; 2 ) 流经各种缩口处的节流损失；3 ) 管道面积突扩时的流动损失；4 ) 不同参数气流渗混和撞击形成的损失；5 ) 由于气体的粘性而形成的靡擦损失：6 ) 气流向外界散热所形成的能量损失。 提高废气最大可用能和能量传递效率的途径有： 1）应使排气门的通流面积尽可能大，开启速度尽可能快，以使排气很快流出，排气后的压力很快升高，从而减少节流损失，排气容积不应太大，排气管要短而 细； 2）应力求管道光顺、没有缩口；3）排气总管内径做的与歧管内径一样大，以避免突扩损失； 4）使用顺着气流的斜向接头，以避免撞击损失； 5）力求管壁光滑，减少摩擦；6）排气管使用绝热材料包裹以隔热。 排气门处的节流损失是能量传递中的主要损失，约占总损失的