发动机废气涡轮增压课件

第三章发动机废气涡轮增压EngineExhaust-gasTurboSupercharging主要内容概述废气能量的利用（自学）废气涡轮增压器的基本结构和工作原理废气涡轮增压的类型汽油机增压概述车用增压发动机的性能带“T”的轿车：排量后面加上一个T如宝来的1.8T，T就是代表着涡轮增压。一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4L发动机的水平，但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。根据发动机的有效功率：又:则:则提高发动机的单机功率的方法:1、改变发动机结构参数—

缸数i，缸径D，冲程S,冲程数2、提高转速n及活塞平均运行速度3、提高平均有效压力增压

其中—充量密度。增压就是设法提高进入气缸的充量密度，使进入发动机的新气量增加，这就可以燃烧更多的燃料，使平均有效压力提高，从而提高功率和改善经济性能和排放性能。p36增压是内燃机发展的重要方向。增压度：指发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比．发动机增压的衡量指标：增压比：增压后气体压力与增压前气体压力之比。增压的种类1.按增压比：低增压、中增压、高增压。2.按增压系统的结构形式：(1)机械增压：发动机输出轴直接驱动机械增压器，实现对进气的压缩。这种方式提出最早，但其优点与缺点同样突出。用于小功率发动机。图3-1机械增压系统这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。其优点是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面，因此还是消耗了部分动力，增压出来的效果并不高。(2)废气涡轮增压：压气机与涡轮同轴相连，构成涡轮增压器。涡轮在排气能量的推动下旋转，带动压气机工作，实现进气增压。广泛应用于柴油机。图3-2涡轮增压的原理

红色为高温废气，蓝色为新鲜空气(3)气波增压：利用进气及排气系统中的波动效应来压缩进气，著名的气波增压器(Comprex)就是其中之一。图3-5(4)复合增压：

由上述各种方式组合而成，如机械增压与涡轮增压的结合等。(4)组合增压：

从实际应用的情况来看，较为常见的是涡轮增压和机械增压，其中涡轮增压占了绝大部分，而机械增压则在近年来重新得到重视，发展较快。增压的优势1.比质量小、升功率大2.降低造价、提高材料利用率3.排气噪声降低、燃烧噪声降低4.有利于高原等稀薄条件工作5.排放降低6.适用性广增压的代价1.热负荷与机械负荷大2.低速时转矩受影响3.加速响应性差4.增压器对发动机性能优化的限制第三节废气涡轮增压器的基本结构和工作原理废气涡轮增压器是利用内燃机排出的部分废气能量，推动涡轮机高速旋转，从而带动安装在同一根轴上的离心式压气机，增大内燃机进气压力的工作机械。种类：按废气在涡轮机中的流动方向分：径流式涡轮增压器轴流式涡轮增压器离心式压气机径流式涡轮中间体废气涡轮增压器结构涡轮增压器的结构一、径流式涡轮的工作原理1.功用：将废气所拥有的能量尽可能多地转化为涡轮旋转的机械功。2.组成：进气壳：废气顺畅流入喷阻环：废气径喷阻环，使气流速度增大、动能增大工作轮：高速气流离心力作用驱动工作轮高速运动，使压气机工作轮转动排气壳：废气作功后顺畅排入大气或废气锅炉

3.工作原理4.涡轮机参数涡轮效率膨胀比气体质量流量涡轮转速5.涡轮特性转速一定，相似流量随膨胀比的增大而增大。结构：二、离心式压气机的工作原理与特性进气道：收集气流顺畅进入工作轮工作轮：对气体压缩扩压器：工作轮出口气体进一步压缩涡壳：使增压气体顺畅进入气缸

第四节废气涡轮增压的类型第五节汽油机增压概述特点：爆燃：降低压缩比、推迟点火时刻、进气中冷混合气的调节：电控燃油喷射。

热负荷：涡轮前放气对增压器的特殊要求：增压技术萌生于19世纪，在20世纪初期得到初步应用。随着材料科学及制造技术的进步，柴油机的涡轮增压技术在20世纪中叶开始走向大规模商业应用、并逐步推广到汽油机中。日前，大功率柴油机的绝大部分、车用柴油机的半数以上以及相当比例的高性能汽油机，均采用了增压技术。增压技术发展第六节车用增压发动机的性能了解简单的涡轮增压系统的工作原理。图中蓝色的为进气管，红色的为排气管。一般来说，涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连