增压技术复习内容.docx

第一章 增压压力：压气机的出口压力称为增压压力与压气机机构、尺寸、转速及效率有关vO.17MPa低增压；0.17-0.25MPa中增压；0.25-0.35MPa高增压；再大超高增压 增压比：压气机出口压力与进口压力之比称为增压比增压度：内燃机增压后的标定功率与增压前的标定功率之差值与增压前的标定功率的比值称 为增压度增压中冷：在增压柴油机中，为降低进入气缸的空气温度，增加空气密度，减少排放，使增 压后的空气先在中间冷却器中冷却后，再进入气缸，这就是增压中冷增压方式： 排气涡轮增压：是指利用排气能量使排气在涡轮中进一步膨胀做功，用于驱动压气机的增压 方式1） 定压增压：是指各缸排气汇入一根较粗的排气管，再进入涡轮的增压方式2） 脉冲增压：是指各缸排气通过各自较细的排气歧管分别进入涡轮增压的增压方式 两种增压方式的比较：脉冲增压由于利用了脉冲压力波的能量，所以较定压增压有更好的增压效果，适用于低 增压场合但也正是因为涡轮前压力的波动，影响了涡轮的效率随着增压度的提高，排气 平均压力能增大，脉冲能量所占份额相对减少，故高增压场合一般不采用脉冲增压 二级涡轮增压：空气经两台串联的涡轮增压器压缩后进入发动机，此类增压系统称为。

第二章离心式压气机结构：由进气道、叶轮、扩压器和压气机蜗壳等部件组成P35图功用：进气道：将外界空气导向压气机叶轮为降低流动损失其通道为减缩形 压气机叶轮：是压气机中唯一对空气做功的部件，它将涡轮提供的机械能转变为空气的压力 能和动能扩压器：将压气机叶轮出口高速空气的动能转变为压力能 压气机蜗壳：收集从扩压器出来的空气，将其引导到发动机的进气管离心式压气机的工作原理：气体状态变化图 进气道：入口处由于进气道是减缩形的通道，少部分压力能转化为动能因此，在进气 道空气的压力略有降低，速度略有升高，由于压力降低，温度随之降低 在压气机叶轮中叶轮对空气作了功，使空气的压力、温度、速度都升高扩压器中，由于扩压器流通面积渐扩，使气体的部分动能转化为压力能因此，空气的 速度降低，压力升高，温度亦随之升高压气机蜗壳中，仍有一部分动能进一步转化为压力能，使空气的速度进一步降低，压力和温 度都升高压气机中的焓熵图 进气道中，压力有所降低而转化为动能增加，但由于进气道内有流动损失使熵增加，所以实 际进气道出口状态点为1，具有一定动能将动能滞止后为1*点由于进气道中与外界无能 量交换，1*点焓值与a相同由于有流动损失使熵增的缘故，进气道出口滞止压力低于进气 道入口的滞止压力。

压气机叶轮中，叶轮对气体做功，气体压力增加若没有任何损失的定熵过程，出口状态应 为2s点，将此处动能滞止后处于4s*点与1*点焓值之差为定熵过程压气机的定熵压缩功 但实际过程有流动损失使熵增加，实际叶轮出口状态2点，滞止状态2*点此时具有动能，2*和 1*焓值之差即为实际过程的压气机定熵压缩功可见压缩至同样的压力，定熵过程耗 功最少若在压气机中为定熵过程，则在扩压器中气体状态从2s点变到3s,在蜗壳中从3s变到4s 但滞止后都是4s*点由于实际过程存在熵增从2到3到4点还剩动能左后滞止后为4*点4 就是压气机的实际出口状态压气机性能参数：空气流量：是单位时间内流经压气机的空气质量分为相似流量（以相似准则推导出来）和 折合流量（将非标准大气状态折合成标准大气状态） 定熵效率：指将气体压缩到一定压缩比时压气机的定熵耗功和实际耗功之比压气机转速：压气机工作时叶轮每分钟的转速称为压气机转速相似转速，折合转速） 离心式压气机特性：1、 某一流量下，增压比和效率有一最大值时，随流量的增大或减小，增压比和效率都降低2、 当流量减小到某一数值时，压气机出现不稳定状态（喘振）3、 当流量增大到某一数值时，增压比和效率均急速下降。

压气机产生喘振的原因：由于压气机在某一小流量下工作时，在导风轮入口或叶片扩压器入口气流撞击叶片，在 叶片通道内产生并加剧了气流的分离而引起的当叶轮或叶片扩压器通道内产生强烈的气流 分离时，使压气机内的压力低于后面管道内的压力，因此发生气流由管道向压气机倒灌倒 灌发生后，管道内压力下降，气流又在叶轮的作用下正向流动，管道内压力升高，再次发生 倒灌如此反复，压气机内的气流产生强烈的脉动，使叶片振动，噪声加剧，管道内压力大 幅度波动，此时即产生所谓的喘振导风轮入口速度三角形： 当流量等于设计流量时，相对速度的气流角等于叶片入口的构造角，无撞击不产生气流分离； 当流量大于设计流量时，气流绝对速度增大，转速不变，相对速度的气流角大于叶片入口构 造角，气流撞击叶片背部，在叶片腹部产生气流分离，由于叶片旋转，腹部为迎风面，使分 离被压服在较小区域不扩散，不发生喘振； 当流量笑语设计流量时，气流绝对速度减小，转速不变，相对速度的气流角小于叶片入口构 造角，气流撞击叶片腹部，在叶片背部产生气流分离，背部为背风面，在以后的叶片通道中 分离被扩散，当流量减小到一定程度将发生喘振叶片扩压器入口速度三角形： 当流量等于设计流量时，气流绝对速度的气流角等于叶片入口构造角，无撞击，气流不分离 当流量大于设计流量时，气流绝对速度的气流角大于叶片入口构造角，撞击叶片内部，在叶 片外部产生气流分离，扩压器叶片外部为迎风面，分离被压服在小区域，不喘振； 当流量小于设计流量时，气流绝对速度的气流角小于叶片入口构造角，撞击叶片外部，在叶 片内部产生气流分离，扩压器叶片内部为背风面，分离不被压服，小到一定程度，发生喘振； 综上喘振是在导风轮入口或叶片扩压器入口引起的。

压气机性能曲线形状的原因：当进口状态不变时，增压比为一常数与流量无关，此时定熵效率为1,故曲线为a-a 当转速一定时，流量越大流速越大，摩擦损失（通道壁面摩擦，气体微团之间的摩擦）越大， 增压比效率越低，曲线将为b-b 当气流的流入角与叶片入口构造角不一致时，气流撞击叶片一面，在另一面分离，这种分离 带来了撞击损失当压气机流量大于或小于设计流量时，将产生撞击损失，曲线为C-C涡轮按燃气在涡轮中焓降分配分为：冲击式涡轮和反力式涡轮 涡轮的结构：进气壳、喷嘴环、工作叶轮和排气壳 进气壳作用：把发动机排出的具有一定能量的废气，以尽量少的流动损失和尽量均匀的分布 引导到涡轮喷嘴环的入口喷嘴环作用：使具有一定压力和温度的燃气膨胀加速并按规定的方向进入工作叶轮 工作叶轮：是唯一承受气体做功的元件，把气体的动能转化为机械功向压气机输出 排气壳：收集叶轮派出的废气并送入大气涡轮的工作原理：在涡轮蜗壳入口气体具有较高的压力、温度和一定的速度由于进气壳有一定的膨胀、 加速作用，而在喷嘴中又有相当多的压力能转化为动能，因此在蜗壳和喷嘴中气体的压力和 温度降低，速度迅速升高，喷嘴出口时，气体速度达到最高叶轮中，气体的动能转化为叶 轮的机械功，使速度大幅度降低，从叶轮出来的气体通过排气壳后排入大气。

轴流式涡轮速度三角形：P59 涡轮的主要工作参数：定熵效率：实际过程气体对涡轮做功与理想的定熵过程气体对涡轮做功的最大可用能量之比； 膨胀比：涡轮进口气体滞止压力和涡轮出口气体静压力之比； 流量：单位时间内通过涡轮的气体质量； 涡轮转速：与压气机转速相等统称涡轮增压器转速； 速比：指工作叶轮入口处叶轮线速度和燃气从进口状态不对外做功而定熵膨胀到涡轮出口压 力所能达到的速度之比；涡轮的特性曲线：流量特性曲线：相似流量随膨胀比的增大而增加，直至达到流量最大值径流式涡轮中，由 于离心力场的作用，转速对膨胀比与流量的影响较轴流式的大得多这是因为在径流式涡轮 中，当膨胀比不变、转速增加时，由于离心力的增加使叶轮的进口处的压力增加，使喷嘴环 出口气流速度下降，喷嘴环前后压差减小，使流量降低；同理，流量不变时，随转速增加膨 胀比会增大轴流式，由于叶轮进出口直径无变化，转速对喷嘴出口压力基本无影响故转 速对膨胀比与流量影响很小效率特性曲线：由喷嘴及涡轮内的损失特性所决定轴流式涡轮高效率范围较宽，径流式涡 轮较窄这是由于径流式涡轮中燃气流动的方向与离心力场作用相反，在燃气流量小到一定 程度时，燃气所做的功大部分用于克服离心力场的作用。

第三章一、 排气的最大可用能量有哪几部分组成？1、排气门打开时，汽缸内气体等熵膨胀到大气压力所做的功 2、活塞推出排气，排气 得到的能量 3、扫气空气所具有的能量二、 能量传递中的损失？如何减少？AE=AEv+AEc+ AEd+AEm+ AEf+AEb1、AEv是流经节气门处的节流损失措施：使节气门后的流通面积尽可能大（一般采用 四气门结构）、开启速度接可能快，以使排气很快流出，排气门后的压力很快升高，从而减 少节流损失 2、 AEc 为流经各种缩口处的节流损失措施：力求管道光滑、没有缩口 3、 AEd是管道面积突扩时的节流损失措施：把排气总管内径做得与歧管内径一样大4、AEm 是不同参数气流掺混和撞击形成的损失措施：力求避免气流撞击，故一般排气歧管都不用 T 形接头或十字接头，二用顺着气流的斜向接头 5、 AEf 是由于气体的粘性而形成的摩擦 损失措施：力求管道光滑，减少摩擦 6、 AEb 是气体向外界散热的损失措施：一般大 型涡轮增压柴油机的排气管都用石棉包裹以隔热三、 A脉冲增压系统的优缺点优点： 1、排气能量利用系数高，低工况性能好 2 扫气易于组织，对二冲程更有利 3加速 性能较好缺点： 1、在二缸一歧管时，排气管抽空。

在增压压力高时，当排气门刚开启时节流损失大， 使涡轮鼓风损失大 2、当排气管太长时，反射压力波会对排气会长生干扰 3 对同样功 率的柴油机，涡轮通流面积较定压系统时的大，常常要大一型号的涡轮增压器来配机，成本 高 4、缸数多时，为了利用压力波谷进行燃烧室扫气，排气管要分支，从而使排气管结构 较复杂B 定压涡轮增压系统的优缺点优点： 1、可采用涡轮全进气，压力波动小，涡轮效率高 2 多缸时，排气管结构简单 3 涡轮增压器布置较自由 4、不会由于压力波的干扰而使柴油机的转速上限受到限制 5、对 低增压相同功率的柴油机而言，涡轮通流面积较脉冲的小，可用小一型号涡轮增压器 缺点：1、加速性较差，低负荷性能较差 2、扫气空气量较脉冲的少，但对四冲程机而言， 一般说当总的扫气系数大于1.15 后，对气缸热负荷及排气门温度影响已不大，压气机叶片 沾污时使其效率降低，对扫气影响亦大 3、部分负荷时，有时扫气倒流，弄污进气系统及 增压器 4、在低转速、高转矩时，增压压力下降较大 5、在缸数少时，显得排气管容积过 大四、 影响脉冲能量利用的因素，怎样影响？1、 排气门开启定时排气门开启早晚，对脉冲压力波的大小有直接影响。

当排气门开启较 早时，涡轮进口焓直高，涡轮做工能力高但过早的打开排气门，也将使汽缸内的燃气在膨 胀冲程对活塞所做的功减少，无助于整机功率的提高和经济性的改善2、 排气门通流面积排气门通流面积增大，有利于脉冲能量的利用，但增大流通面积往往 受到缸盖结构的限制3、 排气门开启规律要在气门结构允许的加速度范围内，使气门的开启速度越快越好4、 排气管通流面积当排气管长度一定，流通面积减小，排气管容积就缩小，排气管中的 压力就建立的迅速，排气门内外压差小，脉冲能量利用就好但通流面积也不能太小5、 排气管长度当排气管去某一长度时，反射波峰和下一个波的波谷正好重合，此时扫气 不利排气管适当缩短，反射波的波峰和下一波的波峰正好重合，脉冲能量利用较好6、 涡轮通流面积通流面积减小，排气能量增加，但活塞排空耗功增加，对扫气也不利第四章增压对柴油机工作过程主要参数的影响说出几个参数）理解性。