内燃机增压技术4课件.ppt

增压柴油机的机械负荷及解决途径 降低机械负荷的主要措施：1）适当降低柴油机的压缩比；2）适当减小供油提前角；3）调整涡轮增压器；4）优化供油系统。 柴油机的机械负荷是由最高燃烧压力 和最大压力升高比 来反映的。由于压力升高比不便测量，故通常以最高燃烧压力力表征。 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径 增压柴油机低工况性能分析 根据柴油机的工作性能指标可得到如下关系： 改善增压柴油机低工况性能的措施： 随着增压柴油机强化程度的不断提高，增压柴油机低工况燃烧过量空气不足的问题愈加突出。由于低工况时排气能量不足，涡轮增压器工作效率较低，使得整机效率不高，进气量不足，燃烧不充分，从而使得高增压柴油机的低工况性能不好，使发动机低速时的输出转矩受到影响。 1）采用脉冲增压系统或MPC系统； 2）采用高工况放气； 3）采用低工况进、排气旁通； 4）采用变截面涡轮增压器； 5）采用复合谐振增压系统。 此外，还有其他一些措施如：相继增压系统、hyperbar系统、miller系统、顾氏系统等。 定压与脉冲增压系统的比较 6 L 20/27 柴油机由定压系统改为MPC系统后稳态性能的比较 采用高工况放气 车用涡轮增压柴油机放气系统 采用高工况放气 带放气阀的涡轮增压器 * 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 增压系统主要热力参数的内在联系: 四冲程增压柴油机排气具有较高的温度，一般在500-650oc左右。涡轮从排气中回收的能量用于驱动压气机向发动机提供一定压力、温度、流量的新鲜空气。经过压缩的空气密度增大，增加了发动机的充量。对于中增压以上的增压系统，中间冷却是必不可少的。 由于发动机压缩始点压力升高，将会导致最高爆发压力变大、机械负荷加重，进气温度升高，以及循环供油量增加，最高燃烧温度提高，发动机热负荷增大。发动机机械负荷和热负荷的增加往往受到材料的许用应力等条件限制，这是限制增压度进一步提高的重要因素。 增压系统热力参数之问存在着十分复杂的关系，它们之间相互影响，彼此牵制。不过它们之间严格遵守质量守恒定律和能量守恒定律。其内在联系，目前已比较清楚。 增压对柴油机工作过程主要参数的影响： 在进气惯性作用下，压缩始压 甚至有可能大于 。对四冲程增压柴油机，一般 对机械应力有关参致的影响: 由此可见增压后，最高爆发压力显著升高，导致发动机的机械负荷增加很多。 缸内最高爆发压力： 缸内压缩终压： 对热应力有关参数的影响： 在无中冷器的情况，增压后，发动机进气温度为压气机出口温度 ，即 如果增压系统中有中冷器，则发动机进气温度应为中冷器出口的气体温度。 缸内压缩始温： 缸内压缩终温： 增压后热负荷增大，对发动机工作可靠性带来不利影响。 平均有效压力Pme： 作用于活塞顶上的假想的大小不变的压力。它使活 塞移动一个行程所作的功，等于每循环所作的有效功。 Ne=i·Vh·Pme·n/(30τ)Kw 四冲程τ=4，二冲程τ=2 i=气缸数 Vh=气缸工作容积(L) Pme=平均有效压力(Mpa) N=发动机转速(r/min) τ=发动机冲程数 Pme 代表了单位气缸工作容积所发出的有效功率。 对动力性有关参数的影响： Power is basically a function of three