第03章 增压.ppt

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1、第三章（增压）发动机废气涡轮增压一、增压是提高功率的有效途径发动机的输出功率公式为:通过下列方法可提高功率：）加大气缸总排量 ，即增加气缸数，增大气缸直径和行程）提高转速）提高平均有效压力大量实践证明提高是提高的主要方法，而因此，增大空气密度，提高进入气缸的压力，降低进入气缸空气的温度是提高平均有效压力最有效的方法。二、增压度定义：增压度是发动机增压后的增加功率与增压前的功率之比。公式：其中、分别为发动机增压后与增压前的有效功率。三、增压比定义：增压比是指增压后空气压力与增压前的空气压力之比。公式：增压发动机按照增压比的大小可以分为：低增压，1.6，中增压=1.62.5，高增压.废气能量的利用

2、四、增压的优、缺点增压的优点有：、在保证输出功率不变的情况下，可以使气缸数减少或者气缸直径减小，从而可以减小发动机的比质量和外型尺寸；、提高热效率，降低燃油消耗率；、减少排气污染和噪声；、降低发动机的单位功率的造价；、对补偿高原功率损失十分有利。缺点：、增压发动机的机械负荷和热负荷都较高、增压发动机很难满足车辆对扭矩适应性及瞬变工况的要求、车用汽油机应用增压技术教困难、适用的小型涡流增压器发展晚并且效率偏低五、增压系统的分类增压方法基本上可以分为四类：、机械增压系统、废气涡轮增压系统、复合增压系统、气波增压系统机械增压系统：由发动机曲轴经齿轮增速箱直接驱动压气机，并将压缩空气供入气缸优缺点：1

3、、有效提高发动机功率，并能用于二冲程复合增压系统中2、油耗比非增压的高3、由于结构复杂，增压比与增压器转速均受曲轴转速的影响气波增压：由发动机曲轴一个特殊转子，在转子中废气与空气接触，利用高压废气的脉冲气波，压缩空气供入气缸，提高进气压力。优缺点：1、与涡轮增压相比，可改善低速扭矩。2、结构简单，成本低3、加速性好，工况范围大4、尺寸与重量大，必须由曲轴驱动，噪声大废气涡轮增压：发动机排出具有一定能量的废气进入废气涡轮并膨胀做功。废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作轮，在压气机中，压缩空气供入气缸，提高进气压力。优缺点：1、利用了废气能量，有利于改善整机动力性及经济性。2、改

4、善了排放品质3、起动性、加速性变差4、改善低速扭矩特性有一定困难5、热负荷及机械负荷增加复合式增压：对于增压度较高的发动机，利用排气驱动涡轮增压器剩余能量驱动低压动力涡轮，该动力涡轮再通过齿轮减速箱，将多余的功率回送给曲轴1、充分利用废气能量2、噪声降低3、结构复杂，成本高，技术难度大，加速性差涡轮增压器与柴油机的匹配一、柴油机选配涡轮增压器的要求二、离心式压气机的特性线的调整方法、流量范围的选择、移动喘振线位置三、增压发动机在结构上的变动、增大供油量，调整供油系、改变配气相位、减小压缩比，增大过量空气系数、进、排气系统、冷却增压空气四、增压发动机性能、低速扭矩特性变化、加速性能变差、改善经济

5、性、降低了排气污染和噪声、起动、制动困难涡轮增压器利用排气喷出时的能量做动力源。排气喷到涡轮叶片上，驱动涡轮轴旋转，从而泵送空气。其工作原理象风扇一样。涡轮增压器的结构：1、增压器本体2、涡轮叶片3、中冷器4、排气旁通阀五、汽油机增压的困难：五、汽油机增压的困难：1、进气系统中节气门的存在使得发动机在低速小负荷时、进气系统中节气门的存在使得发动机在低速小负荷时压气机容易发生喘振压气机容易发生喘振涡轮增压的困难。涡轮增压的困难。2、汽油机增压后爆燃倾向增加汽油机增压后爆燃倾向增加。3、汽油机混合气的过量空气系数小，燃烧温度高，增压、汽油机混合气的过量空气系数小，燃烧温度高，增压后发动机和涡轮增压

6、器的热负荷高。后发动机和涡轮增压器的热负荷高。4、汽油机转速高，范围广，发动机和增压器匹配困难。、汽油机转速高，范围广，发动机和增压器匹配困难。5、涡轮增压汽油机的加速性较差（增压器叶轮的惯性），、涡轮增压汽油机的加速性较差（增压器叶轮的惯性），尤其是低速加速性差。尤其是低速加速性差。1、爆燃控制爆燃控制：应用点火提前角自适应控制系统克服由于增压而增：应用点火提前角自适应控制系统克服由于增压而增加的爆燃倾向。利用爆震传感器检测爆燃信息，并传送给加的爆燃倾向。利用爆震传感器检测爆燃信息，并传送给ECU，电控单元则发出指令推迟点火时刻以消除爆震。待爆震消除后，电控单元则发出指令推迟点火时刻以消除爆

7、震。待爆震消除后，自适应地加大点火提前角，使发动机在最理想的状况下工作。自适应地加大点火提前角，使发动机在最理想的状况下工作。六、电控汽油喷射式汽油机普及增压的原因六、电控汽油喷射式汽油机普及增压的原因 克服了发动机和增压器匹配的困难。电控技术的应用，可以克服了发动机和增压器匹配的困难。电控技术的应用，可以方便地对汽油机增压系统进行爆燃控制（即点火提前角控制）、方便地对汽油机增压系统进行爆燃控制（即点火提前角控制）、放气控制（即增压压力控制）和排放控制。放气控制（即增压压力控制）和排放控制。2、放气控制放气控制：采用增压压力调节装置，有进气旁通阀和排气旁通：采用增压压力调节装置，有进气旁通阀和

8、排气旁通阀以及控制膜盒。由于发动机在大负荷、高转速时，废气能量大，阀以及控制膜盒。由于发动机在大负荷、高转速时，废气能量大，增压器转速高，增压压力高；而低转速、小负荷时，废气能量小，增压器转速高，增压压力高；而低转速、小负荷时，废气能量小，增压器转速低，增压压力低。因此，若增压器按高速、大负荷设计，增压器转速低，增压压力低。因此，若增压器按高速、大负荷设计，则低速、小负荷时发动机的转矩小，加速性差。因此，轿车用发动则低速、小负荷时发动机的转矩小，加速性差。因此，轿车用发动机涡轮增压器的设计转速一般为标定转速的机涡轮增压器的设计转速一般为标定转速的40%，为了限，为了限制高转速时的过高的增压压力

9、（发动机热负荷过大并发生爆燃），制高转速时的过高的增压压力（发动机热负荷过大并发生爆燃），必须采用增压压力调节装置，其工作原理见第三节。必须采用增压压力调节装置，其工作原理见第三节。3、增压中冷增压中冷：增压后的空气温度升高，一则发动机进入气缸内的：增压后的空气温度升高，一则发动机进入气缸内的空气密度下降，输出功率降低；二则还会引起发动机爆燃。因此，空气密度下降，输出功率降低；二则还会引起发动机爆燃。因此，对增压后的空气进行冷却，对提高发动机功率、降低燃油消耗率、对增压后的空气进行冷却，对提高发动机功率、降低燃油消耗率、降低发动机热负荷和减轻发动机爆燃倾向都有利。这是通过在压降低发动机热负荷和减轻发动机爆燃倾向都有利。这是通过在压气机后面连接一个中冷器实现的。在高增压柴油机上的增压系统气机后面连接一个中冷器实现的。在高增压柴油机上的增压系统中也设有中冷器。中也设有中冷器。1、电控2、点火提前角的自适应控制3、中冷技术4、增压比的控制系统