当前课程知识点：柴油机构造与使用 > 第七章 内燃机增压 > 7.4增压柴油机的特点 > 7.4.1增压柴油机的特点
大家好
今天我们来学习一下
增压柴油机的特点
首先我们来看一下
增压柴油机的优点
一
提高了柴油机的功率
柴油机采用增压后
提高了平均有效压力
最大平均有效压力
可以达到3MPa
增压后的功率
比原来能够提高40%到60%
甚至更多
也有效降低了
发动机单位功率的造价
二
降低了燃油的消耗
增压柴油机进气压力提高
大大改善了气缸的扫气效果
和燃烧条件
燃油消耗率因此降低3%到10%
三
提高了发动机的机械效率
柴油机增压后辅助系统耗功很少
虽然因爆发压力升高
使各摩擦表面上的摩擦损失
有所增加
但柴油机的功率增加更多
综合看机械效率有所提高
一般可提高10%左右
四
降低了发动机的比质量
增压发动机的重量增加
比其功率增加要小得多
提高了材料的利用率
使得单位千瓦发动机的质量
因此降低
五
燃烧过程得到改善
增压柴油机提高了压缩终点的
温度和压力
使得着火延迟期相对缩短
燃气压力升高率有所降低
有利于抑制爆燃
柴油机工作比较柔和
由于柴油机过量空气系数大
燃烧充分
不仅黑烟减少
各种排放水平总体上呈现下降趋势
六
有利于在高原稀薄空气下
恢复柴油机的功率
以达到或接近平原上的工作性能
上述优势的取得
是以以下代价为前提
一是增压后气缸内的工作压力
和温度提高
发动机的机械负荷和热负荷增大
过大的机械负荷和热负荷
对零件的机械强度
刚度和耐磨性等都提出了更高要求
柴油机的可靠性受到严峻考验
二是低速时排气能量不足
使发动机的低速转矩受到影响
一般来说
低速工况性能变差
三是增压发动机的加速响应性
较非增压发动机差
即瞬态特性较差
其次
增压发动机性能上的进一步优化
还受到诸如中冷器尺寸
材料的热强度以及润滑性能
等因素的制约
汽油机涡轮增压技术
比柴油机出现早
但由于热负荷和爆燃等原因
而发展不快
近10年来
随着直喷和电控技术的飞速发展
车用汽油机的性能
得到了很大提高
使得涡轮增压技术得到了较好的应用
据报道
货车汽油机用的增压器
其寿命已达到100万km
汽油机的升功率
最大平均有效压力等指标
也有较大提高
二
增压柴油机结构特点
为了保证增压柴油机可靠工作
必须在发动机的结构设计
选材和参数选择等方面
采取适当措施
一
适当降低压缩比
增压后由于进气压力提高
和每循环喷油量增加
气缸内最大爆发压力也相应升高
计算表明
压缩比每增加1
最高燃烧压力会增加1.2MPa左右
为了避免过大的机械负荷
和保证发动机工作可靠
可适当降低柴油机的压缩比
增压程度越高
压缩比降低的幅度也越大
二
优化燃油供给系统
供油系统匹配是否合理
对柴油机性能影响极大
可通过改变某些结构参数
和调整燃油泵
喷油器
增加每循环供油量
减小供油提前角
以获得最佳匹配
以满足增压发动机的要求
三
适当增大进 排气门的重叠角
增大进 排气门重叠角
延长扫气过程能够有效地
冷却燃烧室壁和较好的清除废气
降低发动机的热负荷
涡轮机的工作条件
也在一定程度上得到了改善
四
合理布局增压器与排气管连接
在柴油机增压系统中
按排气能量利用方式不同
分为定压涡轮增压和脉冲涡轮增压
两种基本系统
其他的增压方式可以认为
是由这两种系统衍变和发展而来的
定压涡轮增压系统
是把柴油机所有气缸的排气
通过一个体积较大的排气管
类似一个集气箱汇集在一起
然后再引向涡轮机
尽管各缸是交替排气
但由于集气箱的稳压作用
排气总管内的压力振荡较小
进入涡轮前的压力近似不变
其主要优点是进气效率高
泵气损失小
气流引起的激振较小
叶片工作可靠
且排气系统简单
易于布置和维护
主要缺点是排气中的脉冲能量
利用率较低
低速转矩特性和加速性能也较差
脉冲涡轮增压系统比定压系统
更能有效地利用气缸中的排气能量
排气能量的损失小
由于涡轮是在进口压力
有较大波动的情况下工作
故称为脉冲涡轮增压系统
为了尽可能将气缸中的排气能量
直接而迅速地送到涡轮机中
排气管设计的短而细
以减小容积
而且
为了减少各缸排气压力波相互干扰
采用两个或多个排气支管
将相邻发火的气缸互相隔开
脉冲涡轮增压系统
由于排气管容积较小
当柴油机负荷改变
排气的压力变化能迅速传递到涡轮机
从而改变增压器的转速
以适应负荷变化的需求
其加速性能和低速时的转矩特性
都比定压系统要好
主要缺点是排气管结构复杂
涡轮机的效率略低于定压系统
以采用脉冲涡轮增压的
康明斯发动机为例
对发火顺序为
1－5－3－6－2－4的直列式发动机
1 2 3缸共用一个排气支管
4 5 6缸共用另外一个排气支管
由于每个排气支管相邻两缸间的
工作夹角为240°曲轴转角
与排气脉冲波的持续时间大致相同
排气间干扰不大
V型发动机的排气系统
也采用同样的布置
五 冷却增压空气
采用空气中间冷却器
能够降低增压后
进入气缸的空气温度
从而增加进气密度
和适当降低柴油机的热负荷
在直列式发动机上
空气中间冷却器
又兼作柴油机的进气管
六
增加活塞冷却喷嘴装置
由于柴油机采用增压方式
其活塞热负荷
相对于自然吸气机型要高
因此
增压柴油机必须采取
对活塞冷却的装置
多采用活塞冷却喷嘴
对活塞间歇性喷射机油进行冷却
好
今天就讲到这
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
