当前课程知识点：柴油机构造与使用 > 第七章 内燃机增压 > 7.1柴油机的增压系统 > 7.1.1柴油机的增压系统
大家好
今天这一讲
主要与大家分享的内容是
柴油机的增压系统
内燃机的迅速发展
结束了19世纪以来的蒸汽机时代
把动力机械的设计与生产
推进到了一个新的阶段
使得内燃机成为了一个国家工业
农业
交通运输等领域的重要动力机械
如何进一步强化内燃机
和提高发动机的性能
一直是人们极为关注
并为之努力研究的课题
内燃机增压技术萌生于19世纪
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
涡轮增压技术
在提高柴油机性能方面
取得了极为显著的成效
越来越多的柴油机
安装了涡轮增压器
首先我们来了解一下
增压的概念
柴油机输出功率的大小
取决于气缸中燃烧柴油的数量
和所产生热能的有效利用程度
也就是说输出功率
不仅仅和每循环喷油量有关
也和每循环进气量有关
在保证机体强度的条件下
为了提高柴油机的输出功率
由柴油机功率计算公式可以看出
可以通过以下途径
一是柴油机采用二冲程
二是加大气缸尺寸和活塞行程
增大气缸的排量
三是提高柴油机工作转速
四是增加气缸数目
五是提高柴油机的平均有效压力
我们分别来分析
上述基本途径的可行性
二冲程内燃机由于特有的换气问题
热负荷大
扫气耗功且结构复杂等原因
在工程机械
电站和车用发动机上应用较少
柴油机由于结构尺寸受到严格限制
进一步增大气缸工作容积
和增加气缸数还存在一定困难
提高柴油机转速
固然能提高发动机功率
但容易使柴油机工作过程恶化
机械负荷和机械损失增大
零件磨损加剧
因此
提高平均有效压力
倒是柴油机强化的主要途径
要提高柴油机的平均有效压力
只需向气缸喷入更多的燃油
并使它们充分燃烧
增大油量并不难
只要加大每循环喷油量即可
但要使喷入气缸的燃油充分燃烧
却需要同时增加
进入气缸的空气量
在气缸工作容积不变情况下
增大每循环的进气量
就意味着要增加进气密度
以便容纳更多的新鲜充量
综上所述
柴油机增压就是将空气预先在
增压器内压缩后再送入气缸
同时增加每循环的供油量
从而提高发动机的功率
和改善发动机的性能
我们把压气机出口压力
称之为增压压力
根据增压压力的大小
把小于等于0.17MPa称之为低增压
把大于0.17MPa 小于等于0.25MPa的
称之为中增压
把大于0.25MPa 小于等于0.35MPa的
称之为高增压
把增压压力大于0.35MPa的
称之为超高增压
增压器就是用来提高发动机的
进气充气密度
以提高平均有效压力
来提高功率和改善经济性的器件
下面我们来学习
衡量增压程度的两个指标
首先我们来看增压比
增压比是指在标定工况时
增压器压气机压缩空气后的压力
与压缩前的压力之比值
按增压比的大小
我们把增加比小于1.6的
称之为低增压
把增压比大于等于1.6
小于2.5的称之为中增压
把增压比大于2.5的称为高增压
当然
有些低中速的超高增压柴油机
增压比可以达到4.5到5.5
那么这里有一个问题
柴油机进气采用增压
如何处理压缩空气温升
与密度降低的矛盾
通常为了不使压缩空气温度过高
在增压器与发动机之间
设置一个中冷器
对增压后的空气进行冷却
称为中间冷却
增压空气每降低10摄氏度
其循环充气量可以相对提高
10％到18％
在增压比大于2.0时
必须有中冷装置
否则增压空气温度太高
影响增压效果
并导致零件热负荷过高
但在增压比小于2.0的中低增压时
没有必要设置中冷装置
为了说明发动机在采用增压后
使功率提高的程度
引用了增压度的概念
增压度是指发动机增压前后
标定工况的输出功率增值
与原功率的比值
反映了采用增压技术后的
输出功率增益
在公式中
Peo和Pek分别为
增压前后标定工况的功率
Pmeo Pmek
分别为增压前后
标定工况的平均有效压力
现代四冲程增压柴油机的增压度
高者可以达到300％以上
而大多数车用机型
则在10％到60％之间
增压度受到原机型
主要零件的热负荷
机械强度以及动态特性
和车辆对转矩加大的适应性
等条件限制
并非增压度愈高愈好
限制增压度提高的主要原因
是机械负荷的问题
增压比与增压度有一定的函数关系
但不成正比
由于是状态参数压力的比值
在增压机性能分析中
应用较广
按增压比的大小
将增压比小于1.6的称为低增压
对应的缸内平均有效压力
为0.7到1.0MPa之间
把增压比大于等于1.6
小于2.5的为中增压
对应的平均有效压力
为1.0到1.5MPa
把增压比大于2.5的为高增压
平均有效压力在1.5MPa以上
此外
还发展了中低速的超高增压柴油机
其增压比可以高达4.5到5.5
其平均有效压力
在2.5到3.0兆帕之间
好 今天就讲到这儿
下节课我们将介绍
发动机的增压方式
谢谢
-1.1概述
--1.1.1小节测试
--1.1.2小节测试
--1.1.3小节测试
--1.1.4小节测试
-1.2柴油机工作原理
--1.2.1小节测试
--1.2.2小节测试
--1.2.3小节测试
--1.2.4小节测试
--曲柄连杆机构主要由哪些总成部件组成？
-第一章简答测试题
- 2.1柴油机主体机件
--2.1.1 小节测试
- 2.2曲柄连杆机构
--2.2.1小节测试
--2.2.2小节测试
-第二章简答测试题
-3.1配气机构
--3.1.1小节测试
--3.1.2小节测试
-3.2柴油机换气过程
--3.2.1小节测试
-3.3进排气系统
--3.3.1小节测试
-第三章简答测试题
-4.1柴油机混合器的形成与燃烧
--4.1.1小节测试
--4.1.2小节测试
--4.1.3小节测试
--4.1.4小节测试
-4.2机械柱塞式燃油供给系统
--4.2.1小节测试
--4.2.2小节测试
--4.2.3小节测试
-4.3PT燃油供给系统
-5.1润滑油性能指标、分类及选用
--5.1.1小节测试
-5.2润滑方式及润滑油路
--5.2.1小节测试
--5.2.2小节测试
--5.2.3小节测试
-5.3润滑系统主要组成
--5.3.1小节测试
-5.4润滑系统保养
--5.4.1小节测试
-6.1冷却系统的功用和冷却方式
--6.1.1小节测试
-6.2柴油机的风冷系统
--6.2.1小节测试
-6.3柴油机的水冷系统
--6.3.1小节测试
-7.1柴油机的增压系统
--7.1.2小节测试
-7.2增压系统的增压方式
--7.2.2小节测试
-7.3涡轮增压工作原理
--7.3.2小节测试
-7.4增压柴油机的特点
--7.4.2小节测试
-7.5增压系统的使用
--7.5.2小节测试
-8.1启动装置
-8.2典型柴油机启动电路分析
-9.1柴油机的使用
--9.1.1小节测试
--9.1.2小节测试
--9.1.3小节测试
-9.2柴油机的维护保养
--9.2.1小节测试
--9.2.2小节测试
--9.2.3小节测试
--9.2.4小节测试
-9.3柴油机的检查与调整
--9.3.1小节测试
--9.3.2小节测试
--9.3.3小节测试
--9.3.4小节测试
--9.3.5小节测试
--9.3.6小节测试
--9.3.7小节测试
-9.4柴油机的故障分析与排除
--9.4.1小节测试
--9.4.2小节测试
--9.4.3小节测试
-期末考试
