第五章增壓技術(shù).ppt

1、1、第五章發(fā)動機排氣能量的利用、渦輪增壓技術(shù)、2、柴油機熱循環(huán)分析、-(1)、柴油機理論演示、柴油實績演示、3、-柴油機熱循環(huán)分析、線段0-1線段1-2是壓縮過程的線段2 4、-柴油機的理論顯示圖、柴油機的熱循環(huán)分析、線段0-1是定壓吸氣過程、線段1-2是絕熱的壓縮過程、線段2-3是定容的燃燒過程、線段3-4是定壓燃燒過程、線段4-5是絕熱膨脹過程、線段5-1是定容排氣過程5、混合加熱循環(huán)的p-v圖和T-s圖、-柴油機的理想熱循環(huán)分析、柴油機熱循環(huán)分析、6、-增壓和非增壓的比較、柴油機熱循環(huán)分析、7、柴油機熱循環(huán)分析、8、- -。脈沖增壓排氣管內(nèi)的壓力變動、10、-能量損失、柴油機熱循環(huán)分析、

2、排氣門前的排氣所具有的能量流過排氣閥、氣缸蓋排氣通路、排氣歧管、排氣歧管，最后到達(dá)渦輪機前有一系列損失，總能量流過各種收縮口的節(jié)流損失3 )配管面積急劇擴大時的流動損失4 )不同的殘奧表的氣流滲透混合沖撞引起的損失5 )氣體粘性引起的名摩擦損失：6)氣流向外部散熱引起的能量損失。11、-脈沖流量系數(shù)的確定、柴油機熱循環(huán)分析、渦輪端為脈沖進(jìn)氣狀態(tài)，發(fā)動機排氣的流量與穩(wěn)定流動不同。 在脈沖壓力波的情況下，在渦輪中流動的流量Mp總是小于定壓的情況下，在渦輪中流動的流量Ms。 兩者的流量比稱為流量脈沖系數(shù)。 根據(jù)以上結(jié)論，脈沖供氣時為了得到與定壓流相同的流量，必須采用大的流通截面積。12、-脈沖能量系

3、數(shù)的確定、柴油機熱循環(huán)分析、渦輪端為脈沖進(jìn)氣狀態(tài)，發(fā)動機的排氣能量與穩(wěn)定流動不同。 脈沖波的廢氣能量大于等壓波的廢氣能量。 兩者之比稱為能量脈沖系數(shù)。13、-提高廢氣最大可利用能源和能量傳遞效率的途徑、柴油機熱循環(huán)分析、1 )盡量增大排氣閥的流通面積；2 )要求沒有配管的光順、收縮口；3 )排氣歧管內(nèi)徑與歧管內(nèi)徑大小相同為了避免沖擊損失，使用沿著氣流的傾斜接頭5 )謀求管壁的光滑，減少摩擦6 )排氣管用絕熱材料包裹絕熱。 從14、脈沖渦輪增壓和等壓增壓、可排氣能源的利用方式來看，增壓系統(tǒng)可分為脈沖(變壓)增壓和等壓(恒壓)增壓兩種基本方式。 所謂脈沖增壓系統(tǒng)，為了利用排氣的脈沖能量，利用排氣脈

4、沖能量，要求排氣管容積小，直徑細(xì)，排氣管為分支形式，保持排氣中的壓力變動，并且渦輪渦輪一般為雙通道。 另一方面，與等壓系統(tǒng)相反，排氣管容積一般較大，直徑粗，盡量減少排氣脈動，渦輪機前排氣管內(nèi)的壓力大致一定，渦輪機殼一般為單通道。-(1)、15、脈沖渦輪增壓和等壓增壓、等壓增壓模式圖、-(2)、16、脈沖渦輪增壓和等壓增壓、脈沖增壓模式圖、-(3)、17、加速性能好、排氣管容積小，因此渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速上升快。 缺點：由于u1/cad值在一個排氣脈沖內(nèi)不斷變化，渦輪機效率低，再加上渦輪機葉輪沿周向部分進(jìn)氣，促使渦輪機效率進(jìn)一步降低。、-(4)、18、脈沖渦輪增壓和等壓增壓、等壓增壓的優(yōu)點：渦輪全進(jìn)

5、氣、壓力變動小、渦輪效率高。 排氣管的構(gòu)造簡單。 缺點：加速性差，低負(fù)荷性能差。-(5)、(19 )、脈沖渦輪增壓和等壓增壓，僅從廢氣的能量利用的觀點來看，在壓縮比達(dá)到2.5之后，應(yīng)用脈沖系統(tǒng)沒有什么好處。 然而，考慮到增壓發(fā)動機的部分負(fù)荷和車輛發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時的排氣能量的利用，脈沖增壓系統(tǒng)在改善車輛發(fā)動機的低轉(zhuǎn)矩特性方面是有利的。 (6)、脈沖收益系數(shù)、脈沖能量利用系數(shù)、脈沖渦輪效率、等壓渦輪效率、20、脈沖渦輪增壓和等壓增壓，在低增壓時且氣缸數(shù)為3的倍數(shù)的情況下，采用脈沖系統(tǒng)是有利的。 對于高增壓采用什么樣的系統(tǒng)比較好，必須根據(jù)發(fā)動機的具體狀況，例如用途、氣缸數(shù)量等綜合考慮。 在車用發(fā)動機中

6、，通過優(yōu)先采用脈沖增壓，能夠改善發(fā)動機的扭矩特性、發(fā)動機的加速性。-(7)、21、渦輪熱校正計算、渦輪熱校正計算的目的在于，為了合理地決定渦輪流通部的幾何尺寸和各流通要素的出入口的氣流殘奧計，在渦輪達(dá)到規(guī)定的輸出時得到高效率。 目前車用渦輪增壓發(fā)動機的增壓系統(tǒng)有等壓增壓系統(tǒng)和脈沖增壓系統(tǒng)兩種基本類型。 在這兩個系統(tǒng)的設(shè)置校正中，壓縮機的校正算法相同，但渦輪的校正算法不同。22、渦輪熱校正計算、渦輪前氣體平均溫度TT的確定：等壓系統(tǒng)殘奧儀表的確定(1)可由能量平衡校正計算：進(jìn)入發(fā)動機的能量是：1)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量。 2 )進(jìn)入發(fā)動機氣缸增壓空氣的熱量。 發(fā)動機輸出的能量，1 )是發(fā)動機的指示功

7、。 2 )傳遞到冷卻水的熱量。 3 )廢氣帶走的熱量。 進(jìn)入發(fā)動機的能量和發(fā)動機輸出的能量相等地排列方程式，可以求出渦輪機前的排氣溫度。 但是，由于不容易正確地估計冷卻軟管所去的熱量，因此也難以正確地校正渦輪機前排氣溫度。23、渦輪熱校正計算、-等壓系統(tǒng)殘奧表的確定(2)參考類似發(fā)動機的排氣溫度TT、總過?？諝庀禂?shù)和增壓后空氣溫度Tc的綜合校正數(shù)據(jù)，可以取得TT。 在“增壓器和發(fā)動機的匹配”中，敘述排氣溫度TT的理論修正算法。24、渦輪熱校正計算、等壓系統(tǒng)殘奧表的確定(3)、渦輪前氣體的壓力pT可以從渦輪增壓器的渦輪與壓縮機的功率平衡求出。 如果T0、TT、Tc等殘奧儀表已知，且必要增壓壓力p

8、c也確定，則渦輪前壓力pT能夠求出。 25、渦輪的熱校正計算、脈沖系統(tǒng)殘奧表的確定(1)在進(jìn)行脈沖系統(tǒng)設(shè)定校正時，其主要特征是：1)渦輪前的壓力和溫度隨時間周期變化很大，時間周期短，同時由于增壓器的慣性，渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速不變其結(jié)果，渦輪機每瞬間以不同的u1/cad工作，導(dǎo)致渦輪機效率的降低。 2 )隨著渦輪機前的壓力和溫度的變化，瞬時的渦輪機效率和通流能力不斷變化。 渦輪在脈沖條件下被吸氣，通過的流量比以脈沖壓力的時間平均值穩(wěn)定流動時的通過流量小。 因此，在決定脈沖渦輪設(shè)定修正殘奧表時，與等壓系統(tǒng)相同，無法以排氣壓力、溫度、流量的時間平均值制作設(shè)定修正殘奧表。26、渦輪熱校正計算、-脈沖類殘奧儀表確定(2)、焓下降脈沖校正系數(shù)KH表示脈沖渦輪校正計算焓下降和可用平均焓下降的比。 流量脈沖校正系數(shù)KM表示脈沖渦輪的校正計算流量與通過渦輪的時間平均流量之比。 效率脈沖校正系數(shù)k表示脈沖渦輪的效率和與其對應(yīng)的等壓增壓系統(tǒng)中的渦輪的有效效率之比。 典型的脈沖渦輪設(shè)定校正殘奧表的確定方法是使用3個校正系數(shù)根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)估計脈沖波的影響。、27、渦輪熱校正計算、-脈沖殘奧表的確定(3)、KH、K