第五章 柴油机的换气与增压11
4.柴油机的换气与增压(9-26)
4．柴油机的换气与增压定义：这个工质更换的过程称为换气过程，它指的是柴油机从开始排气、扫气到进气结束的整个气体更换过程。
换气过程进行完善，压缩过程开始时残留废气量少，存留在气缸中的新鲜空气量多，就为燃油的完全、及时燃烧创造了良好条件。
燃油的完全而及时的燃烧，不但使柴油机发出更大功率，提高其动力性；使柴油机有高的热效率，提高其经济性；而且，完全而及时的燃烧还意味着减少结炭和较低的循环平均温度，从而提高其可靠性；减少排气污染也必须有好的换气质量。
因此，换气质量的好坏是柴油机工作优劣的先决条件。
作用：更换工质，为下一循环燃油的燃烧创造必要条件。
要求：废气从气缸内排除得愈干净愈好，充入气缸的新鲜空气量愈多愈好；消耗的功及流失的空气量要少。
1．二冲程柴油机的换气形式在二冲程柴油机中，不同的换气形式对换气质量以至对柴油机性能有重要影响。
至今已出现多种换气形式。
根据气流在气缸中的流动路线，二冲程柴油机的换气形式可分为弯流与直流两大类。
每一大类中又有不同的换气形式，即： 横流（图1-2-4）回流（MAN 低速机）弯流 排气口有阀控制半回流（Sulzer 低速机）简单半回流排气阀—扫气口式（B&W 、三菱及Sulzer RTA ）直流排气口—扫气口式1．弯流扫气扫、排气口布置于气缸下端，扫气空气由下而上，然后由上而下地清扫废气。
横流扫气的船舶主机已淘汰多年，目前仍有半回流和回流两种。
1）半回流（新横流）扫气Sulzer 公司大型柴油机的传统形式。
进气口布置在排气口同侧的下方及两侧。
如图1-2-6所示。
其气缸盖结构较简单，不用设排气阀。
扫气口在纵向（与气缸轴向成角度）和横向（与气缸径向成角度）两个方向均有倾斜角，使扫气空气进入气缸后有向上和绕气缸轴线旋转的运动。
活塞顶的形状也有引导扫气空气向上的作用。
这样可控制气流方向，防止进气直接流向排气口，减少新、废气掺混，提高换气效率；避免死角，减少残留废气，提高换气质量。
柴油机的换气和增压
柴油机的换气和增压柴油机从开始排气、扫气到进气结束的整个气体更换过程称为换气过程。
换气过程进行的完善，压缩过程开始时残留的废气量就少，寸留在汽缸中的新鲜空气就多，就为燃油的完全、及时燃烧创造了良好的条件。
燃油完全、及时的燃烧，不但使柴油机发出更大的功率从而提高其动力性，使柴油机有较高的热效率，提高其经济性，而且完全的燃烧还意味着结碳减少，改善排气的污染，及时的燃烧还以为着较低的循环平均温度，从而提高柴油机的可靠性。
因此，换气质量的好坏是柴油机工作优劣的先决条件。
一．四冲程柴油机的换气过程因为汽缸压力及排气管内压力随曲轴转角的变化而变化；进、排气阀的通流截面积也随曲轴转角的变化而变化，因此，根据气体流动的特点，将换气过程分为几个阶段：***自由排气阶段：当排气阀开启时，汽缸压力远远高于排气管压力，排气管压力与汽缸压力之比小于临界值，气体流动为超临界流动，汽缸内废气以音速流过排气阀最小截面处。
汽缸压力迅速下降，排气管压力升高。
当排气管压力与汽缸压力之比大于临界压比时，气体流动转入亚音速流动阶段。
到某一时刻，汽缸压力接近于排气管压力时，自由排气阶段即告结束。
***强制排气阶段：活塞上行将汽缸内的废气强制推挤入排气管的阶段，即为强制排气阶段。
由于排气阀延迟关闭，此阶段的末尾可利用排气管中废气的流动惯性把汽缸内的废气继续吸出。
***进气过程：进气阀提前开启，汽缸中的废气压力低于进气压力时开始进气。
进气流具有一定的惯性。
进气阀滞后关闭可使气体的动能转化为压力能，使进气终了时汽缸压力接近或略高于进气管压力。
***气阀叠开和燃烧室扫气过程：在气阀叠开期间，进气管、燃烧室和排气管连通起来，当进气管中压力比排气管压力高时，新鲜空气进入汽缸并驱赶残留在燃烧室的废气一并进入排气管。
这样，既有利于清扫残余废气、增加新鲜空气量，又有利于降低燃烧室部件冷却液难以冷却到的高温壁面的温度。
但是，应该指出：气阀叠开角并不是大的就好，因为进气阀开启过早会造成废气倒冲入进气管；排气阀关闭过迟，过量的扫气空气会降低涡轮前排气温度，减少增压器涡轮获得的可用能。
柴油机的增压
柴油机的增压（一）增压的目的增压技术是提高柴油机功率最有效的措施之一，目前已广泛应用于船舶柴油机上。
pVnmi,eh根据： P, e60000可知，有效功率只与平均有效压力、气缸工作容积、柴油机转速、冲程系数及PpVnmeeh气缸数i等参数有关，故提高柴油机功率的措施，可以归纳为三个方面。
1．增加工作容积加大DiS、和，均能增加气缸工作容积，但这一措施会加大柴油机总重量和总尺寸，使造价增加，并给维修工作带来困难。
2．增加单位时间内的工作循环次数提高（或活塞平均速度）和采用二冲程柴油机（使=1），皆可增加单位时间内的工Cnmm作循环次数，但是，此措施会导致柴油机机械负荷和热负荷的增大，充气系数和机械效率,,vm的下降，使燃油燃烧恶化，影响柴油机工作可靠性和使用寿命。
3．提高平均有效压力P e由可知，要提高可通过提高机械效率或者提高平均指示压力来达到，P,P,,P,Peimemi但的变化范围很小，从减少机械损失来提高是有限的，所以的提高主要是依靠提高。
,,PPmmei由燃烧理论得知，增加每一工作循环的喷油量，能提高，但必须相应地增加气缸充气量，Pi以确保燃油完全燃烧。
在气缸容积不变的条件下，欲增加气缸充气量，必须增加进气密度，即先将空气进行压缩，然后使之进入气缸。
所谓增压，就是指通过提高柴油机进气压力来增加气缸的充气量。
这样，可以相应地增加喷入气缸的燃油量，提高柴油机平均有效压力，从而有效地提高柴油机功率。
（二）中冷的作用中冷即将经压缩的空气，在进入气缸前进行中间冷却，以降低进气温度，增大进气密度。
中冷配合增压，可进一步增大气缸充气量。
中冷器（即增压空气中间冷却器）往往以舷外水作为冷却介质。
提高进气压力的方法一般是用空气压缩机来完成。
通常把这一设备称为增压器，而把实现增压所设置的成套附件及管路系统称为增压系统。
根据驱动增压器不同的能量来源，增压系统通常可分为三类。
（一）机械增压系统增压器由柴油机直接驱动的增压系统称为机械增压系统。
柴油增压器原理
柴油增压器原理
柴油增压器是一种常见的发动机增压装置，它通过改变进气压力和进气流量，提高柴油发动机的输出功率和扭矩。
柴油增压器原理主要包括以下几个方面：
1. 利用废气能量：柴油发动机的排气中含有大量的能量，而增压器通过废气驱动，将废气动能转化为压气能，提高进气压力。
增压器通常采用涡轮和涡轮壳体组成，废气通过涡轮叶片的喷射和推动，使涡轮旋转，从而带动进气涡轮壳体旋转。
2. 进气压力提高：增压器的作用是将进气压力增加到比大气压更高的水平，使空气更加密集。
当进气压力提高后，单位时间内进入气缸的氧气量也相应增加，可以更充分地与燃油混合燃烧，提高燃烧效率，从而增加发动机的输出功率和扭矩。
3. 压力平衡与控制：增压器还需要达到一定的压力平衡和控制效果，确保增压器的操作正常。
通常增压器内部设有压力控制器，可以根据发动机负荷和转速的变化，调整进气压力，使其始终保持在一个适宜的范围内。
总之，柴油增压器通过利用废气能量，增加进气压力，并通过压力平衡与控制，提高柴油发动机的燃烧效率，从而增加输出功率和扭矩。
这种增压装置在现代柴油发动机中广泛应用，有效提高了发动机的性能和燃油利用率。
柴油机的换气与增压38页PPT
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
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柴油机的工作原理
柴油机的工作原理引言概述：柴油机是一种内燃机，利用燃料的燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，从而驱动机械设备。
本文将详细介绍柴油机的工作原理。
一、进气系统1.1 进气阀控制：柴油机进气阀的控制是由凸轮轴驱动的。
凸轮轴上的凸轮通过推杆和摇臂传递力量，使进气阀开启和关闭。
1.2 进气道：柴油机通过进气道从外部吸入空气。
进气道通常设有空气过滤器，以过滤空气中的杂质和灰尘。
1.3 涡轮增压器：柴油机中的涡轮增压器可以增加进气压力，提高燃烧效率和动力输出。
二、燃油系统2.1 燃油喷射泵：燃油喷射泵是柴油机中的关键组件，它负责将燃油以高压喷射到气缸中。
喷射泵的工作原理是通过凸轮轴驱动的柱塞来产生高压燃油。
2.2 喷油嘴：喷油嘴是燃油喷射泵的出口，通过喷油嘴将高压燃油喷射到气缸中。
喷油嘴的喷油时间和喷油量可以通过控制喷油泵的工作来调节。
2.3 燃油滤清器：燃油滤清器用于过滤燃油中的杂质和污染物，保证燃油的纯净度，防止喷油嘴堵塞。
三、压缩系统3.1 活塞压缩：柴油机中的活塞在上行过程中将进气气体压缩，使气体温度升高。
3.2 活塞环密封：活塞环的密封性能对柴油机的工作效率和排放有重要影响。
活塞环的主要作用是防止燃烧室内的高压燃气泄漏到曲轴箱。
3.3 缸盖和气缸：缸盖和气缸是柴油机中的关键组成部分，用于容纳活塞和形成燃烧室。
缸盖上通常还设有喷油嘴和气门。
四、燃烧系统4.1 点火：柴油机中的燃烧是通过高压燃油喷射到高温高压气体中引起的自燃。
柴油机不需要点火器来点燃燃油。
4.2 燃烧室：燃烧室是柴油机中燃烧过程发生的地方，它的形状和设计对燃烧效率和排放有重要影响。
4.3 燃烧产物：柴油机燃烧产生的主要产物是二氧化碳和水蒸气，同时还会产生一些氮氧化物和颗粒物。
五、排气系统5.1 排气阀：排气阀的控制是由凸轮轴驱动的，它负责打开和关闭气缸的排气通道。
5.2 排气管：排气管将废气从气缸中排出，通常还设有催化剂和消声器，以减少废气对环境的污染和噪音。
第五章 柴油机工作系统
第五章柴油机工作系统【学习目标】掌握柴油机配气系统、燃油系统、润滑系统、冷却系统的功用、基本组成、工作原理、日常维护管理、常见故障及处理。
第一节配气系统一、配气系统的功用配气系统的功用是根据配气正时的要求，在规定的时间内，向气缸内供给足够和清洁的新鲜空气，并将燃烧后的废气尽可能干净地排入大气。
二、配气系统的组成配气系统包括进气系统和排气系统。
四冲程柴油机的进气系统由空气过滤器、进气总管和支管、气缸盖内进气道、配气机构组成；排气系统由配气机构、气缸盖内排气道、排气支管和总管、消音器等组成。
增压柴油机的配气系统增设了废气涡轮增压器和中冷器。
三、配气机构控制柴油机进、排气过程的机构，称为配气机构（或称换气机构）。
配气机构控制柴油机的换气过程，在配气系统中起着非常重要的作用，直接影响换气质量。
配气机构的功用是按气缸的发火顺序和柴油机的工作循环，适时开启和关闭进、排气阀，使新鲜空气进入气缸，废气排出气缸，以保证柴油杌工作过程连续、完善地进行。
四冲程柴油机采用气阀式配气机构。
气阀式配气机构主要由气阀机构、气阀传动机构、凸轮与凸轮轴、凸轮轴传动机构四部分组成，如图5-1所示。
气阀式配气机构的基本动作原理是，曲轴转动时，带动凸轮轴传动机构使凸轮轴转动，凸轮轴上的凸轮按一定的时刻顶动气阀传动机构，从而驱动气阀，使气阀定时开启与关闭。
1、气阀机构气阀机构安装在气缸盖上。
气阀机构的功用是维持气阀的闭合。
它包括气阀、气阀导管、气阀弹簧、阀座、弹簧座、阀杆连接件等，如图5-2所示。
气阀与阀座配合，用于控制气流通道。
气阀由阀盘和阀杆组成，如图5-3所示。
阀盘密封锥面的锥角一般有30°或45°，进气阀通常采用30°锥角（锥角较小，在相同开度下，气流通过截面大），排气阀通常采用45°度锥角（锥角大，阀盘边缘厚，对中性、密封性及导热性好）。
阀杆外圆以气阀导管为导向，同时将气阀的部分热量传递给气阀导管和气缸盖，阀杆端部制有环槽，用于安装两个半圆的锥形卡块，以连接气阀与弹簧座。
柴油机的换气与增压
四、换气机构的故障 1．气阀机构 1）阀面与阀座的磨损 2）阀面与阀座烧损 3）阀杆卡紧
4）阀杆和阀头断裂 5）气阀弹簧和弹簧盘断裂 6）阀壳产生裂纹 2. 气阀间隙测量与调整 3．气阀定时的检查 气阀定时的测量与调整只有在气阀间隙 符合要求时才能进行，气阀定时涡轮增压 采用增压技术是提高柴油机功率或平均有效压力的最有效途径。 一、柴油机增压概述 1．机械增压 增压器1由柴油机曲 轴通过齿轮2直接驱动的 增压方式称为机械增压。 2．废气涡轮增压 用柴油机排出的废气 驱动的涡轮d带动的增压 方式称为废气涡轮增压。
3．进气阶段
二、二冲程柴油机换气过程 1．自由排气阶段（B－R） 从排气口（阀）开启点 B 起到缸内压力与扫气压力 pk 相等的点 R 为止的这一阶段， 可分为超临界阶段和亚临界 阶段。 2．强制排气阶段（R－C） 从进气开始 R 点到活塞经 下止点再上行而在 C 点关闭 扫气口为止的阶段，靠新气 与缸内废气的压力差，利用 新气清扫废气。 3．过后排气阶段（C－E） 从扫气口关闭的C点到排气口关闭的B 点为止的阶段，是一个损失新气阶段， 越短越好。 影响因素：扫排气重叠角的大小、气阀 （口）开启的延续时间和气阀（口）的 流通面积的大小。
3．复合增压 既采用涡轮增压器， 又采用机械驱动式增压 器。
二、废气能量分析 g－ 0－ a－ h一 g：压气机消耗的 总能量； g－ 2－ 4－ i一 g：扫气空气对涡 轮所作的功； 4－ 2一 1－ 5－ 4：活塞推出废气 所作的功，由柴油机活塞给予； 5一 1－ f－ e一 5：从废气中取得 的部分能量； 5 － b － e － 5 ：脉冲动能能，或 叫变压能。 三、废气涡轮增压的两种基本方式 1．等压涡轮增压
第四节 废气涡轮增压器 一、废气涡轮 把柴油机的废气能量转变成推动增压器转子 旋转的机械功。有轴流式和径流式两种废气涡轮。 喷嘴环由铸铁铸成的喷嘴内、外环和耐热钢 制成的喷嘴叶片组成，外环上铣有数道通槽，外 环与涡壳之间也留有一定的间隙，喷嘴叶片形成 的通道从进口到出口呈收缩状。 工作原理： （1）具有一定压力p0和温度T0的气缸排气以速度C0流 入喷嘴。在喷嘴收缩形流道中膨胀加速，部分 压力能转换成速度能。 （2）喷嘴出来的燃气压力和温度下降至p1、T1而流速 增高到 C1 ，再进入叶轮叶片间的流道时，气流 被迫转弯。 （ 3 ）离心力作用，迫使气流压向叶片凹面而企图离 开叶片凸面，使叶片凹、凸面间产生压力差。 作用在所有叶片上压力差的合力 pu 对转轴产生 冲击力矩，使叶轮沿该力矩的作用方向旋转。 （ 4 ）叶轮叶片的通道收缩，燃气继续膨胀。当气流 在旋转的叶轮中流动时， 因膨胀加速而给涡轮
第5章 柴油机
1. 柴油机的燃烧过程
1. 着火延迟期 ； 2. 速燃期 ； 3. 缓燃期 ； 4. 补燃期 。
(2) 燃烧(放热)规律曲线形状
直喷式柴油机的放热率形状。 直喷式柴油机的放热率形状。
先快后慢的放热 形状：初期放热多， 指示效率 it it是四种方 案中最高的。 先慢后快的放热 形状：放热速率前缓 后 急 ， 如 dp ／ d 和 pmax max都最低， it it也最 小。这种形状对降低 噪声、振动和NOx x排 放有明显效果。
第二次飞跃：增压和中冷技术
1954年，沃尔沃公司首先将增压技术应用到汽车柴 油机上。60年代，中冷技术在欧美开发应用，大大推 动了涡轮增压技术的发展
第三次飞跃：电控技术
柴油机的电子控制技术，从20世纪80年代初期开始， 逐年增加，发展迅速。特别是第三代高压共轨系统的 School of Mechanical & Automotive Engineering South China University 出现。 of Technology Copyright © 2012. All rights reserved.
本章重点和难点 重点： 柴油机燃烧过程的划分。
燃烧放热规律。 喷油泵速度特性及其校正。 喷油规律。 电控柴油机技术。 影响燃烧过程的运转因素。
难点： 喷油泵速度特性
喷油规律。 高压共轨系统。
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第五章柴油机混合气形成和燃烧
柴油机混合气形成； 柴油机的燃烧过程； 柴油机供油系统的工作特性及其对燃烧过程的
影响； 柴油机的燃烧室。
第一节 柴油机混合气形成
一、两种基本形式 空间雾化 油膜蒸发
（一） 空间雾化
将燃料喷在燃烧室空间使之成为雾状，再利用 空气运动达到充分混合。
特点: 1 、对燃料喷雾要求高 2 、对空气运动要求不高 3 、初期空间分布燃料多，燃烧迅速
二、柴油机燃烧过程概述
着火延迟期
•速着燃火期延迟期也称为
滞燃期。
•和 好缓化的混着燃学混合火期过合气延程气准迟。几备期乎的内同物准时理备
•着 开 •慢补火始。温应燃燃延燃度烧控期迟烧或的制。期压进压越力力行短升越渐。高高趋率，缓，
•防止燃尽工烧可量作室能缩粗的地短暴形加补。式速燃和混期壁合，
一循环时油压聚足，压开针阀喷射。
正常与不正常喷射比较
喷射系统中的穴蚀破坏
穴蚀破坏出现在系统内与燃油接触的金属表面上。 产生的机理：在高压容积内产生压力波动时，在极
低的压力区形成汽泡，随后压力迅速升高使汽泡爆 裂而产生冲击波，这种冲击波多次作用于金属表面 则引起穴蚀。 穴蚀破坏会影响到喷射系统的工作可靠性和使用寿 命。
二 、喷油泵速度 特性及其校正
（一） 节流作用 1 理论上 （不存在节流） 2 实际上 （存在节流） 所以，实际供油比理
论供油时间长，供油量 大。
二 、喷油泵速度特性及其校正
（二） 喷油泵速度特性 每循环供油量随转速n的变化
关系。 n 节流作用 循环供油
时间 循环供油量 g （三） 车用的适应性 车用 — 希望n g 喷油泵速度特性 — n g 因此，喷油泵速度特性不适合
Wp — 柱塞速度 [ ml/degPA ]。
柴油机的换气与增压课件
02
数据处理
对收集到的数据进行处理，包 括去噪、滤波、计算等，以得
到准确的工况数据。
03
数据分析
根据处理后的数据，分析换气 和增压对柴油机性能的影响， 以及换气和增压设备的效率等
。
结果展示与讨论
结果展示
通过图表和表格展示实验结果，包括换气和增压对柴油机性能的影响，以及换 气和增压设备的效率等。
喷油器
将燃料喷入气缸内，与压缩空气混 合燃烧，产生动力。
增压技术在实际中的应用案例
车辆动力提升
通过增压技术提高发动机的进气 密度和喷油量，增加发动机的动 力输出，提高车辆的加速性能和
载重能力。
工程机械
利用增压技术提高发动机的性能 ，为工程机械提供更大的动力和
可靠性。
船舶动力
在船舶动力系统中采用增压技术 ，提高发动机的效率和可靠性， 为船舶提供稳定、可靠的动力输
实验步骤
首先安装换气设备，然后将柴油机启动并逐渐增加负载，同时记录各个工况下的数据，包括转速、扭矩、排放等。接 着安装增压设备，重复上述步骤。
实施细节
在实验过程中，需要注意保持柴油机的稳定运转，避免突然的负载变化，同时要保证数据的准确性和可 靠性。
数据收集与分析的方法
01
数据收集
通过数据采集系统收集实验过 程中的各项数据，包括转速、
涡轮增压器
通过涡轮将空气压缩并送入气缸，提高 柴油机的功率和效率。
换气过程中的问题与解决方案
01
02
03
空气流量不足
进气门磨损
排气不畅
由于空气滤清器堵塞、进气管漏气等原因 导致空气流量不足，影响燃烧效果。解决 方法是定期清洗空气滤清器和检查进气管 是否漏气。
第五章 柴油机与涡轮增压器的匹配
第五章柴油机与涡轮增压器的匹配山东大学学院能源与动力工程学院能源与动力工程第五章柴油机与涡轮增压器的匹配本章的主要教学内容：1.增压特性匹配及联合运行线的调节2.增压柴油机的热负荷及解决途径3.增压柴油机的机械负荷及解决途径4.改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径第五章柴油机与涡轮增压器的匹配教学目的与要求:要求比较系统地掌握：增压特性匹配及联合运行线的调节；增压柴油机的热负荷及解决途径；增压柴油机的机械负荷及解决途径；改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径。
5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节在压气机特性曲线上，将该工况下以增压比和空气流量表征的增压器和柴油机联合运 5.1.1 联合运行线行点确定下来，柴油机按某一特性运行时的所有工况点都可在压气机特性曲线上确定下来，形成增压器和柴油机联合工作后的联合运行线。
5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1.2 涡轮增压器与柴油机配合运行的基本要求5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1.3 联合运行线的调节5.1.3.1 涡轮喷嘴环出口通流面积的调整改变涡轮喷嘴环出口通流面积的方法是用改变运行线的方法适应压气机特性5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节最佳喷嘴环出口流通面积寻找方法5.1 增压特性匹配及联合运行线的调节5.1.3.2 改变压气机扩压器的进口角改变压气机特性线的方法的方法适应运行线5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.1 增压柴油机的热负荷问题5.2.2 热负荷的一种表达式5.2增压柴油机的热负荷及解决途径5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.3 影响热负荷大小的主要因素分析5.2.4 降低热负荷的主要措施5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.1 适当增大进、排气门叠开角5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.2 增大叠开期内的进、排气管压力差5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.3 增大进、排气门的时间-截面5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.4 增压中冷5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.5 强化冷却系统5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.2.4.6 改善供油系统及燃烧系统5.2 增压柴油机的热负荷及解决途径5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.3.1 增压柴油机的机械负荷问题5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.3.2 降低机械负荷的途径5.3.2.1 适当降低柴油机的压缩比5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.3.2.2 适当减小供油提前角5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.3.2.3 调整涡轮增压器5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.3.2.4 优化供油系统5.3 增压柴油机的机械负荷及解决途径5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4.1增压柴油机低工况性能分析5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4.1增压柴油机低工况性能分析5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4.2 改善增压柴油机低工况性能的措施5.4 改善增压柴油机低工况及瞬态特性的途径5.4.2.2 采用高工况放气对车用发动机来说，为解决低工况的性能问题，较多采用如图所示的高工况放气系统。
柴油增压器工作原理
柴油增压器工作原理
柴油增压器是一种利用废气动能提高发动机进气压力的设备。
其工作原理如下：
1.废气进入增压器：当柴油发动机工作时，废气通过排气门进入增压器。
2.增压器转子转动：废气进入增压器后，通过增压器内部的转子，使转子开始转动。
增压器的转子内部有多个叶轮，它们是通过轴连接在一起的。
当转子开始转动时，排气进入增压器。
3.增压器压缩空气：废气进入增压器后，由于叶轮的转动，空气随之被压缩。
在叶轮的作用下，废气的动能被传递给空气，使空气压缩。
4.压缩空气经过冷却器：经过增压器后的压缩空气需要通过冷却器进行降温，以保证进入发动机的空气温度适宜。
5.增压空气进入引擎：经过冷却后的增压空气通过进气管道进入发动机。
增压空气的进入使发动机进气压力增加，提高了氧气供应，从而提高了燃烧效率。
通过以上工作原理，柴油增压器能够提高发动机的功率和扭矩输出，并提高燃烧效率，减少燃料消耗。
因此，在柴油发动机中广泛采用增压器来提升性能。
汽车发动机原理课后习题答案
第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。
此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。
4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数κ。
可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。
它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。
第五章-柴油机的换气与增压11
第五章-柴油机的换气与增压11第五章柴油机的换气与增压第一节换气过程四冲程柴油机换气过程1、由四冲程增压柴油机的换气过程特性可知，在进气阀打开瞬时，气缸内压力（ B ）。
A．低于进气压力 B．高于进气压力 C．等于进气压力 D．忽高忽低2、柴油机排气阀在下止点前打开，其主要目的是（ A ）。
A．排尽废气多进新气 B．减少排气冲程耗功C．减少新气废气掺混 D．增加涡轮废气能量3、在四冲程柴油机中，使膨胀损失增大的原因是（ C ）。
A．进气阀提前开启角太大 B．进气阀提前开启角太小C．排气阀提前开启角太大D．排气阀提前开启角太小4、关于进气阀定时的错误认识是（ B ）。
A．进气阀开得过早将产生废气倒灌B．进气阀应在活塞位于上止点时打开C．进气阀关得太晚，新气将从进气阀排出D．气阀间隙调节不当将影响其定时5、在四冲程柴油机中，排至废气管中的废气又重新被吸入气缸，其原因是（ D ）。
A．进气阀提前开启角太小 B．进气阀提前开启角太大C．排气阀延后关闭角太小 D．排气阀延后关闭角太大6、在四冲程柴油机中，发生缸内废气倒灌进气管的原因是（ B ）。
A．进气阀提前开启角太小 B．进气阀提前开启角太大C．排气阀提前开启角太小 D．排气阀提前开启角太大7、在四冲程柴油机中，压缩终点的压力和温度下降的原因是（ D ）。
A．排气阀提前开启角太小 B．排气阀提前开启角太大C．进气阀延后关闭角太小 D．进气阀延后关闭角太大8、关于排气阀定时的错误认识是（ D）。
A．排气阀开启过早将损失部分膨胀功B．排气阀在活塞位于下止点前打开C．排气阀关闭过迟废气将被吸入气缸D．排气阀关闭过迟气阀重叠角会减小9、排气阀提前开启角增大，则膨胀功（C ），排气功（）。
A．增大，减小 B．增大；增大 C．减小；减小 D．减小；增大10、排气阀提前开启角减小，给柴油机工作带来的主要不利因素是（ D ）。
A．排气温度增高B．排气耗功增加C．新气进气量减小D．B＋C11、气阀定时测量与调整工作应在（ C ）。
柴油机增压器工作原理
柴油机增压器工作原理
柴油机增压器是一种用于增大柴油机进气压力，提高发动机功率和燃料燃烧效率的装置。
它主要由涡轮、增压器壳体、进气管和排气管等部分组成。
工作原理如下：
1. 柴油机排气流经增压器的进气管进入增压器壳体内，排气流在进入增压器壳体之前被涡轮转子拦截并转动涡轮。
2. 涡轮在排气流的作用下高速旋转，从而带动与之相连的压气机转子一起旋转。
3. 压气机转子通过旋转将外界空气吸入增压器壳体，并增加其压力。
4. 压力增加的空气经过增压器壳体内的出气管流入柴油机的进气系统，通过进气道进入到发动机缸内。
5. 在柴油机缸内，高压空气与燃油混合并被压缩，从而提高了燃烧效率和输出功率。
柴油机增压器利用排气流的能量驱动涡轮，通过增压器将空气的压力提高，从而实现了在相同排量下提供更多空气进入柴油机缸内。
这使得燃烧更充分，提高了燃料的利用率，增加了发动机的功率和扭矩输出。
同时，增压器还可以降低燃油消耗和排放的有害物质，提高柴油机的经济性和环保性能。
总结一下，柴油机增压器通过驱动涡轮旋转，将空气压力提升后送入柴油机缸内，从而改善发动机性能，提高燃烧效率和输出功率。
这种装置对于柴油机的运行和性能起到了重要的作用。
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第五章柴油机的换气与增压第一节换气过程四冲程柴油机换气过程1、由四冲程增压柴油机的换气过程特性可知，在进气阀打开瞬时，气缸内压力（ B ）。
A．低于进气压力 B．高于进气压力 C．等于进气压力 D．忽高忽低2、柴油机排气阀在下止点前打开，其主要目的是（ A ）。
A．排尽废气多进新气 B．减少排气冲程耗功C．减少新气废气掺混 D．增加涡轮废气能量3、在四冲程柴油机中，使膨胀损失增大的原因是（ C ）。
A．进气阀提前开启角太大 B．进气阀提前开启角太小C．排气阀提前开启角太大D．排气阀提前开启角太小4、关于进气阀定时的错误认识是（ B ）。
A．进气阀开得过早将产生废气倒灌 B．进气阀应在活塞位于上止点时打开C．进气阀关得太晚，新气将从进气阀排出 D．气阀间隙调节不当将影响其定时5、在四冲程柴油机中，排至废气管中的废气又重新被吸入气缸，其原因是（ D ）。
A．进气阀提前开启角太小 B．进气阀提前开启角太大C．排气阀延后关闭角太小 D．排气阀延后关闭角太大6、在四冲程柴油机中，发生缸内废气倒灌进气管的原因是（ B ）。
A．进气阀提前开启角太小 B．进气阀提前开启角太大C．排气阀提前开启角太小 D．排气阀提前开启角太大7、在四冲程柴油机中，压缩终点的压力和温度下降的原因是（ D ）。
A．排气阀提前开启角太小 B．排气阀提前开启角太大C．进气阀延后关闭角太小 D．进气阀延后关闭角太大8、关于排气阀定时的错误认识是（ D）。
A．排气阀开启过早将损失部分膨胀功 B．排气阀在活塞位于下止点前打开C．排气阀关闭过迟废气将被吸入气缸 D．排气阀关闭过迟气阀重叠角会减小9、排气阀提前开启角增大，则膨胀功（ C ），排气功（）。
A．增大，减小 B．增大；增大 C．减小；减小 D．减小；增大10、排气阀提前开启角减小，给柴油机工作带来的主要不利因素是（ D ）。
A．排气温度增高 B．排气耗功增加 C．新气进气量减小 D．B＋C11、气阀定时测量与调整工作应在（ C ）。
A．喷油定时调整好以后进行 B．喷油定时调整好之前进行C．气阀间隙调整好以后进行 D．气阀间隙调整好之前进行12、气缸进气阀开启瞬时的曲轴位置与上止点之间的曲轴夹角称为（ A ）。
A．进气提前角 B．进气定时角 C．进气延时角 D．进气持续角13、进排气阀不在上、下止点位置上启闭，其目的是为了（ D ）。
A．提高压缩压力 B．扫气干净 C．充分利用热能 D．提高进、排气量14、气阀启闭时刻的动作规律直接是由（ C ）控制。
A．气阀机构 B．气阀传动机构 C．凸轮 D．凸轮轴传动机构15、下列关于气阀定时说法中，正确的是（ C ）。
A．四冲程柴油机排气阀在膨胀行程的上止点前打开B．四冲程柴油机排气阀在排气行程的上止点前关闭C．四冲程柴油机排气阀在膨胀行程的下止点前打开D．四冲程柴油机排气阀在排气行程的上止点关闭16、下列关于气阀定时说法中，正确的是（ B ）。
A．四冲程柴油机进气阀是在进气行程的下止点前关闭B．四冲程柴油机进气阀是在进气行程的下止点后关闭C．四冲程柴油机进气阀是在膨胀行程的上止点后关闭D．四冲程柴油机进气阀是在膨胀行程的上止点前关闭17、四冲程柴油机进气阀定时通常为（ C ）。
A．上止点前开，下止点前关 B．上止点后开，下止点后关C．上止点前开，下止点后关 D．上止点后开，下止点前关18、四冲程柴油机的换气过程包括（ C ）。
Ⅰ.自由排气阶段Ⅱ.强制排气和扫气阶段Ⅲ.过后排气阶段Ⅳ.进气阶段Ⅴ.强制排气阶段Ⅵ.过后扫气阶段A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅳ B．Ⅱ＋Ⅵ＋Ⅳ C．Ⅰ＋Ⅳ＋Ⅴ D．Ⅵ＋Ⅰ＋Ⅱ19、由四冲程柴油机的换气过程可知，换气全过程的特点有（ D ）。
Ⅰ.自由排气靠缸内外的压力差进行Ⅱ.强制排气靠新气驱赶废气Ⅲ.排气阀在下止点后关闭Ⅳ.废气与新气掺混较少，换气质量好Ⅴ.进气阀提前打开，膨胀功损失较大Ⅵ.有燃烧室扫气过程A．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅴ B．Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅵ C．Ⅱ＋Ⅴ＋Ⅵ D．Ⅰ＋Ⅳ＋Ⅵ20、四冲程柴油机换气质量比二冲程柴油机好，其原因是（ B ）。
Ⅰ.二冲程没有进气阀Ⅱ.四冲程换气占两个多冲程Ⅲ.四冲程靠扫气压力把废气压出Ⅳ.二冲程新气与废气容易掺混Ⅴ.二冲程没有气阀重叠角Ⅵ.二冲程进、排气几乎同时进行A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ B．Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅵ C．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ D．Ⅱ＋Ⅴ＋Ⅵ第二节柴油机的换气机构1.气阀机构的组成、结构形式及各部分的作用1、在各种类型柴油机中，得到广泛应用的气阀阀盘形状为（ A ）。
A．平底 B．凹底 C．凸底 D．B和C2、气阀通常采用两根内外旋向相反的弹簧，其目的是（ D ）。
A．提高弹簧疲劳强度 B．避免弹簧发生共振C．防止弹簧断裂时气阀落入气缸 D．上述三点都是3、带阀壳的气阀机构的特点有（ B ）。
Ⅰ.可使气缸盖结构简单Ⅱ.拆装、维修气阀方便Ⅲ.气过度磨损导致缸盖报废Ⅳ.有利于气阀的冷却Ⅴ.气阀机构结构较复杂Ⅵ.阀杆不受侧推力A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ B．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅴ C．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅵ D．Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ＋Ⅵ4、对气阀导管的正确说法有（ A ）。
Ⅰ.导管承受气阀侧推力Ⅱ.承担气阀散热Ⅲ.常用材料为铸铁或青铜Ⅳ.导管过度磨损导致阀壳或缸盖报废Ⅴ.润滑要采用柴油或煤油稀释的滑油Ⅵ.导管断裂气阀将落入气缸内A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅴ B．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅴ C．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅵ D．Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ＋Ⅵ5、对同一台四冲程非增压柴油机，一般地说（ B ）。
A．排气阀面积大于进气阀 B．排气阀面积小于进气阀C．排气阀寿命大于进气阀 D．排气阀无阀壳而进气阀有阀壳6、有些四冲程柴油机的进气阀直径比排气阀稍大，主要是为了（ C ）。
A．区别进排气阀 B．气缸盖结构需要 C．提高充量系数 D．冷却进气阀7、关于带阀壳的气阀机构说法正确的是（ B ）。
A．结构简单 B．检修方便 C．用于小型柴油机 D．阀壳和阀座一体制造8、气阀机构的组成部分不包括（ C ）。
A．气阀 B．阀壳 C．摇臂 D．旋阀器9、气阀机构的组成部分不包括（ D ）。
A．气阀导管 B．阀座 C．弹簧 D．顶杆10、气阀弹簧的作用是（ D ）。
A．保证气阀关闭 B．使气阀开关时有微量旋转C．使气阀跟随凸轮的运动 D．A＋C11、气阀阀座在气缸盖上的安装使用较多的固定方式是（ C ）。
A．螺纹连接 B．安装时压紧 C．过盈配合 D．焊接2.气阀工作条件、气阀与阀座的密封形式和工作特点1、常见的阀面锥角α（ A ）。
A．10°和15° B．15°和20° C．25°和30° D．30°和45°2、气阀阀面与阀座为外接触式配合，下述特点中不正确的说法是（ D ）。
A．密封性好 B．阀盘易发生拱腰变形C．拱腰变形后增加散热 D．易增大接触应力3、气阀阀面与阀座为内接触式配合，下述特点中不正确的说法是（ B ）。
A．密封性好 B．钒、钠腐蚀大C．阀盘易发生周边翘曲变形 D．翘曲变形后增加阀盘散热4、气阀阀面与阀座为全接触式配合，其阀线宽一般为（ A ）。
A．0.5～1 mm B．1～1.5 mm C．1.5～2.5 mm D．2～3 mm5、气阀阀面与阀座为外接触式配合，即阀面锥角小于座面锥角，通常小（ B ）。
A．0.5°～1° B．1°～1.5° C．1.5°～2° D．2°～2.5°6、气阀阀面与阀座为内接触式配合，即阀面锥角大于座面锥角，通常大（ C ）。
A．0.1°～0.3° B．0.2°～0.5° C．0.3°～0.6° D．0.5°～1°7、小型高速柴油机的阀面与座面配合方式，多采用（ B ）。
A．全接触式 B．外接触式 C．内接触式 D．三种方式均用8、强载中速柴油机的阀面与座面配合方式，多采用（ C ）。
A．全接触式 B．外接触式 C．内接触式 D．三种方式均用9、长行程低速柴油机的阀面与座面配合方式，多采用（ D ）。
A．全接触式 B．外接触式 C．内接触式 D．三种方式均用10、柴油机气阀锥角α增大时，会使（ D ）。
A．气阀对中性差，气密性好 B．气阀对中性好，气密性也好C．气阀对中性好，气密性差 D．气阀对中性差，气密性也差11、为了延长排气阀的使用寿命，保证受热后气阀密封性，阀盘与阀座之间的接触是（ C ）。
A．中速柴油机的阀座与阀盘宜采用外接触线密封，而大型长行程低速柴油机采用内接触线密封B．中速柴油机的阀座与阀盘宜采用内接触线密封，而大型低速柴油机采用外接触线密封C．中速柴油机和大型低速柴油机均应采用内接触线密封D．中速柴油机和大型低速柴油机均应采用外接触线密封3、凸轮轴的组成和结构形式、凸轮轴的传的形式1、四冲程柴油机完成一个工作循环，其凸轮轴的转速与曲轴转速之比为（ C ）。
A．2∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．1∶1/22、一台四冲程柴油机，经气阀定时测定发现，进气阀提前开启角相对活塞上止点落后一个β角，要把它恢复到正常值应把凸轮（ C ）。
A．顺凸轮轴转动方向转动β角 B．逆凸轮轴转动方向转动β/2角C．顺凸轮轴转动方向转动角β/2 D．逆凸轮轴转动方向转动β角3、一台二冲程柴油机，经气阀定时测定发现，进气阀提前开启角相对活塞上止点提前一个β角，要把它恢复到正常值应把凸轮（ D ）。
A．顺凸轮轴转动方向转动β角 B．逆凸轮轴转动方向转动β/2角C．顺凸轮轴转动方向转动角β/2 D．逆凸轮轴转动方向转动β角4、关于老型二冲程柴油机凸轮轴链传动机构的下列说法中，错误的是（ B ）。
A．在链条紧边一侧装有张紧机构B．当链条重新张紧后通常不影响有关定时C．安装链条时应注意对准记号，保证定时正确D．在链条垂直部分装有橡胶导轨，以减小链条晃动5、大型低速二冲程柴油机的凸轮轴一般都采用（ A ）。
A．凸轮安装在分段的轴上 B．凸轮和轴整体制造C．凸轮安装在轴上都采用键连接 D．凸轮安装在整体的轴上6、凸轮轴在工作时，容易造成凸轮破坏的主要应力是（ B ）。
A．弯曲应力 B．接触应力 C．扭转应力 D．剪切应力7、凸轮磨损较严重的部位一般发生在（ C ）。
A．凸轮基圆上 B．凸轮轮廓曲率半径最大处C．凸轮轮廓曲率半径最小处 D．各轮廓曲线连接处8、若四冲程柴油机进气阀提前开启角为ϕ1，延后关闭角为ϕ2，则进气凸轮作用角（ C ）。
A．θ＝180︒+（ϕ1+ϕ2） B．θ＝180︒－（ϕ1+ϕ2）C．θ＝1/2（180︒+ϕ1+ϕ2） D．θ＝1/2（180︒－ϕ1－ϕ2）9、凸轮轴链传动机构磨损使链条松弛时，正确的处理措施是（ B ）。