增压技术复习资料(含答案)

第一章内燃机增压概论

1、什么是增压

借助于装在发动机上的专用的增压装置，预先压缩进入气缸的空气，以提高进入气缸的充气密度。

2、内燃机增压的目的

内燃机增压的目的主要在于提高发动机的动力性，并降低排放，不在于提高经济性。

3、增压度

增压后的发动机功率与不增压时发动机功率之比。

4、增压对内燃机动力性、经济性、排放、噪声的影响：

动力性和经济性的影响：

假定增压前后n和α保持不变。

1.增压后，部分排气能量被利用，进气得到压缩，换气过程形成正的泵气功，指示热效率ηi略有增加。

2.机械效率ηm也随着增压度的提高有所提高。

3.增压后，ρs增加，若采用中冷技术，ρs会更高。

4.因为有扫气作用，缸内残余废气系数降低，减少对进气的加热作用，充气系数ηv提高。

柴油机增压后对排放、噪音的影响

（1）CO：增压后，燃料雾化、混合均有所改善，CO消除反应加快，排放中CO 含量有所减少。

（2） THC：增压后，由于较非增压富氧，缸内温度较高，燃烧反应加快，因而HC消除反应增强，排放中HC含量减少。

（3） NOx：生成条件高温、富氧、高温下的停留时间。

对于自然吸气柴油机，如果只简单地采用增压措施，可能会因为过量空气系数增大和燃烧温度的升高而导致NO增加。

（4） PM：生成条件高温、缺氧。

1）增压后，可显著增大进气密度，增加缸内可用的空气量，过量空气系数α增加，PM排放降低。

2）增压后，缸内压力增加，燃料湿壁现象等减少，有利于降低PM排放。

3）同时采用高压燃油喷射、共轨电控喷射、低排放燃烧室和中心喷嘴四气阀技术，并提高燃油雾化质量，改善燃烧过程，则可有效地控制PM排放。

（5）噪音：燃烧噪音、进排气系统噪音和机械噪音

1）增压后，滞燃期缩短，压升率降低，燃烧噪音减小。

2）增压器的设置，进排气噪音也有所减少。如增压器的涡轮机可以衰减排气所产生的噪音。

稳定工况可降低噪音3-5dB,低负荷降低噪音效果较差。

5、内燃机的增压方式

1、机械增压

2、排气涡轮增压

3、气波增压

4、复合增压

6、汽油机增压的主要技术障碍

（1）热负荷：增压后，汽油机整体温度水平提高，热负荷问题加重

（2）爆燃：汽油机增压后，混合气压缩后的压力、温度增高，将促使爆燃的发生。

（3）混合气的调节：传统化油器使用增压技术后难以精确控制混合气的浓度

（4）对增压器的特殊要求

7、增压器涡轮转子轴的布置型式不同的分类

外支承式、内支承式、内外支承式、悬臂支承式（结构简图及其特点）

1外支承式

两个轴承位于转轴的两端

1) 结构简图

2) 特点

转子稳定性好；

轴承远离叶轮，轴向空间大，便于考虑油水气的密封；

轴承可采用单独的润滑系统，减小轴承受高温气体的影响；

因为增压器轴中部可以加工成大尺寸，刚性较大，而在支承轴颈处便可以适当作得小些，因此轴承表面的切线速度较低，有利于轴承的寿命和可靠性；

轴承在外端，也便于检查和更换轴承，不必拆下转子，可维护性好。

2 内支承式

两个轴承位于工作轮之间

1) 结构简图

2）特点

结构简单、尺寸及重量小；

压气机可轴向进气，流阻损失；

清洗工作轮比较容易，且不会因为轴承而破坏转子的平衡。

3内外支承式

两个轴承分别布置在转轴的一端和两个工作轮之间

1）结构简图

2）特点

压气机能轴向进气；

涡轮端密封较容易安排；

可局部拆卸零件，进行清洗叶轮；

尺寸及重量介于内、外支承式之间；

轴承间主轴可以作得较粗，轴承间距又较第一种方案短。所以临界转速较高；

4 悬臂支承式

压气机叶轮和涡轮叶轮背对背，轴承都在压气机一侧

1）结构简图

2）特点

轴承均在低温处，有利于轴承工作；

两个叶轮可做成一体，结构紧凑，质量和尺寸最小；

涡轮盘可得到较好的冷却，漏气损失小；

压气机与涡轮背靠背，从而减少了气体与转盘的摩擦损失。

8、涡轮增压技术的发展趋势

可变混流式涡轮增压技术

可变两级涡轮增压技术

复合增压技术

第二章发动机排气能量的利用

1、排气最大可用能

排气等熵膨胀到大气压力时所释放出来的能量

2、能量传递的损失：

1)流经排气门处的节流损失；

2)流经各种缩口处的节流损失；

3)管道面积突扩时的流动损失；

4)不同参数气流渗混和撞击形成的损失;

5)由于气体的粘性而形成的靡擦损失：

6)气流向外界散热所形成的能量损失。

3、降低能量传递的措施

1) 应使排气门的通流面积尽可能大；

2) 应力求管道光顺、没有缩口；

3) 排气总管内径做的与歧管内径一样大，以避免突扩损失；

4) 使用顺着气流的斜向接头，以避免撞击损失;

5) 力求管壁光滑，减少摩擦；

6) 排气管使用绝热材料包裹以隔热。

4、排气能量传递效率

涡轮进口处气体的可用能量与排气门前气体的可用能量之比

5、脉冲能量利用系数：

6、脉冲系统与定压系统比较

(1)脉冲増压系统优点:排气能量利用系数高,低工况性能好;扫气易于组织,对二冲程有利;加速性好。

缺点:二缸一歧管时，排气管抽空，节流损失大；排气管太长时，反射压力波对扫气会产生干扰；成本高；结构复杂。

(1)定压増压系统

优点:可采用涡轮全进气，压力波动小涡轮效率高;多缸时，排气管结构简单;增压器布置自由；柴油机转速不因压力波干扰而受限；涡轮流通面积小，可选择小増压器。

缺点:加速性差，低负荷性能差；扫气量小；部分负荷时有时扫气倒流 ;低转速，高转矩时，増压压力下降较大；在缸数少时，排气管容积