涡轮增压ppt教学ppt课件

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1、第七章车用发动机的废气涡轮增压通过涡轮增压系统对吸入的空气进行压缩，增大气体密度，从而，增加每个进气行程进入燃烧室的空气量，增加循环供油量，提高升功率和升扭矩，达到提高燃烧效率、提高整机使用经济性。P−k−P−0P−k第一节概述增压目的：提高发动机功率将空气压缩并供入气缸，用以提高充气密度、增加进气量。例：奥迪1.8T发动机(110KW)比同排量不增压的1.8输出功率(92KW)大了18KW.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.eeP−0P−0ϕ==−1增压优点减少缸数或气缸直径,减少整机外形尺寸和单位功率的重量；提高热效率,

2、降低发动机油耗；减少了排气污染及噪声；降低了单位功率的造价；对补偿高原功率损失十分有利.增压分类按增压比分类:压气机(增压器)压缩后的压力与压缩前的压力之比.k0kppπ=<1.61.6-2.5>2.5低增压pme=700-1000KPa中增压pme=1000-1500KPa高增压pme>1500KPa按增压结构形式分:机械增压系统,废气涡轮增压,组合式涡轮增压,气波增压,复合式发动机等.具体结构见表7-1中的比较.第二节废气涡轮增压的工作原理根据废气在涡轮机中不同的流通方向,涡轮增压器可分为径流式涡轮与轴流式涡轮两类。大、中型柴油机采用轴流式

3、涡轮增压器，而车用发动机则应用径流式涡轮增压器。一、离心式压气机的工作原理空气在压气机中的流动空气沿收敛的轴向进气道流入时，气流略有加速。在工作轮入口处，气流的绝对速度是c1，由于工作轮绕轴旋转，所以气流将沿相对速度w1的方向流入工作轮叶片所形成的流道。为减少流动损失，需要将叶片前缘部分顺空气流入的方向弯曲某一角度，使与气流入口角β1基本一致。当空气进入工作轮上叶片组成的流道后，受离心力压缩被甩向工作轮外缘，空气从回转的工作轮上获得了能量，使压力、温度，特别是流速有较大增长。空气从工作轮出来后，进入扩压器，扩压器为截面逐渐增大的流道，空气流经扩

4、压器时，它所具有的动能，大部分在这里转变为压力能，气流的速度降低，而压力、温度升高。扩压器由无叶扩压器和叶片扩压器组成。蜗壳作用为收集从扩压器流出的空气，并继续进行空气动能向压力能的转变。二、径流式涡轮机的工作原理燃气在涡轮机中的流动进气蜗壳的作用是引导柴油机的排气均匀地进和涡轮。根据增压要求，可以有一个或多个进气口。排气管中排出的气体具有压力pt、温度TT、并以速度cT经进气蜗壳流入喷嘴环。在喷嘴环上均匀安装了具有一定角度的叶片，使燃气经过叶片间的通道后更具有方向性，使气流更加均匀有序地流入涡轮机工作轮。同时，叶片间的通道面积渐缩，使部分压力

5、势能变为气体的动能。涡轮机在喷嘴出口处，气体温度压力逐渐降低，气体流速增加到c1。气流在工作轮中向心流动的，工作轮叶片之间的通道也是呈渐缩的形状，气体在通道中继续膨胀，在工作轮出口处压力下降到p2，温度降低到T2，气体的绝对速度下降到c2。c2远小于c1，说明燃气在喷嘴膨胀中所获得的动能已大部分传给了工作轮。具有一定热能及压力能的燃气，在喷嘴环通道中仅部分地得到加速而转变为燃气的动能；而从喷嘴环中流出的具有一定动能及压力能的燃气，在工作轮中将所具有能量的大部分转变为机械功。转子的工作转速高达每分钟数万转至二十多万转，需要有单独的润滑油供应管路，

6、并为浮动轴承提供油膜支撑。涡轮增压器的润滑：旁通阀式涡轮增压器可调整叶片式涡轮增压器可调叶片式涡轮增压器调整原理可调叶片式涡轮增压器调整原理第三节废气能量的利用一、恒压增压系统结构特点：所有气缸的废气都接到一根排气总管中，然后再引向涡轮的整个喷嘴环，由于排气总管截面和长度较大，同时各缸排气相互交替补充，使得排气管中的压力波动很小，进入涡轮前的废气压力基本上恒定，故称为恒压增压系统。在柴油机排气阀开启瞬间，气缸中燃气状态为b，如果让燃气在理想涡轮机中完全膨胀至大气压力时，涡轮机可能从废气中获得的最大能量是b-f-1-b。在排气初期，气缸中压力和排

7、气管压力的压差较大，面积b-e-5-b为废气由b膨胀到排气管内压力pT所消耗的能量E1，它转变为热量加热废气，使实际进入涡轮的废气状态由e变为e`，在涡轮机内沿e`－f`线膨胀到p0。面积2-4-e`-f`-2表示废气在恒压涡轮内的膨胀功，用符号E2表示。该面积由两部分组成。1）面积2-4-5-1-2为活塞推出废气所做的功；2）真正废气中可用的能量仅为面积1-5-e`-f`-1。二、脉冲增压系统为利用在恒压系统中损失的那部分能量（面积b-e-5-b)，采用脉冲增压系统。特点：尽可能将气缸中的废气直接而迅速地送到涡轮机中。结构：涡轮机尽量靠近气缸

8、，把排气管作得短而细，并且为了减少各缸排气中压力波的相互干扰，用几根排气支管将相邻发火气缸的排气相互隔开。排气管内压力是周期性脉动的。由于涡轮是在进口