内燃机增压

内燃机增压（大家好好看~）来源：杨勇YY╄→丗堺的日志第一章1.内燃机增压的分类及其特点答：（1）机械增压系统（增压器由内燃机的曲轴，通过机械传动系统直接驱动，称为机械增压系统；增压器常用罗茨式压气机或离心式压气机；机械增压系统通常作为扫气或低增压用，一般用于小功率内燃机）（2）废气涡轮增压系统（离心式压气机由内燃机排出的废气驱动涡轮来带动，称为废气涡轮增压系统；它的结构简单，工作可靠，适宜于专业工厂大批量生产，能保证质量，降低成本，又由于它利用了废气的一部分能量，因而可提高内燃机的功率及改善内燃机的经济性）（3）复合增压系统（除了采用废气涡轮增压器外还装有机械增压器，称为复合增压系统；复合增压系统能保证在起动和低转速负荷时仍有必需的扫气压力，它有两种基本形式：一种是串联增压系统，一种是并联增压系统）2.复合增压的两种形式。

串联增压系统，并联增压系统。

3.涡轮增压中二级增压的定义。

混流涡轮与混合涡轮增压器的各自特点。

空气经两台串联的涡轮增压器压缩后进入发动机，这类增压系统成为二级涡轮增压。

混流涡轮:这种涡轮的性能特点介于轴流式涡轮和径流式向心涡轮之间，与径流式向心涡轮相比，径向尺寸较小但轴向尺寸较大，其通流能力和效率明显提高。

混合涡轮: 该增压器不仅能利用柴油机废气驱动增压器，而且能够发电。

第二章1.气体动力学基本方程组的几个假设条件。

（1）将气体看成是理想的，忽略粘性力的影响;（2）将过程看成是绝热的，忽略热传导的影响；（3）在高速气流中，重力的作用比惯性力小的多，忽略重力的作用；（4）将气体当做是完全气体（在热力学中称为理想气体）2.定义：绝热过程，连续方程，能量方程，欧拉方程，动量方程，状态方程，声速，滞止参数，临界参数。

绝热过程: 系统和外界之间无热量交换的热力过程。

连续方程：如果管道流动是定常量，根据质量守恒定律，有ρ1u1A1=ρ2u2A2 这是通用的连续方程。

能量方程：加入热量q+对系统所做的功=系统能量的增加欧拉方程：将牛顿第二定律（力=质量*加速度）应用于运动流体，以单位质量来推导，所得到的方程，即为欧拉方程。

动量方程：P14状态方程：对完全气体，以单位质量计算，状态方程为p=ρRT声速：声速是介质中微弱压强扰动的传播速度，其大小因媒质的性质和状态而异。

滞止参数：滞止参数就是认为：与外界没有热，功交换的情况下，气流速度被滞止到零时的气体参数，以p*,T*等表示。

临界参数：流体在流动中马赫数M=1处（即喉部）的参数称为“临界参数”，在临界状态下的声速就是临界生素a *。

3.气体动力学5个基本方程的描述。

连续方程、能量方程、欧拉方程、动量方程、状态方程（见上）4.内燃机进排气过程中，常用的三种方法与各自特点。

5.马赫数的定义。

分析马赫数的两种物理意义。

气体质点的速度u和当地声速a之比，称为马赫数，是一个无量纲参数，以M表示。

M=u/a马赫数M标志着气体压缩程度。

M越小，气体运动引起的压缩也越小。

当M数很小时，就可以近似的当做不可压缩流体处理。

M数越大，压缩的越严重，一般应按可压缩流体处理。

马赫数M还代表气体的动能与内能之比，M数很小，说明相对于内能而言，动能很小，速度的变化不会引起显著的温度变化。

如果M数很大，此时动能相对于内能来说很大，速度的变化都可以引起温度，压力，密度等热力参数的显著变化。

当M<1时，即流体质点的速度u小于声速a，称为亚声速；当M>1时，称为超声速。

6.在喷管中亚声速的气流如何形成超声速流。

如果需要使气流提高到超声速，可以用渐缩喷管后再加渐扩扩压器，形成缩扩喷管。

气流通过前半部渐缩喷管到达喉部时，气流速度正好为声速。

再经过后半部渐扩扩压器，就将气流速度提高到超声速。

7.临界温度，密度，压力和声速怎么计算？速度系数的定义？讨论不同速度系数和马赫数下气流运动的规律（λ（M）的关系）。

定义：气体质点的速度u和临街声速a*之比，称为速度系数，以λ表示。

λ=u/a*P248.扰动传播速度和气体质点速度的区别。

扰动传播速度，是一个扰动信号在介质中的传播速度，它是一种波动。

气体质点速度是质点本身的运动速度，它是质点的机械运动。

9.在不同压缩特性的气体中，小扰动的传播速度如何变化？（1）小扰动以波动的形式在可压缩气体中传播，它的速度远比气体质点的速度要大。

（2）小扰动的传播速度是依赖于气流的性质（可压缩性），越容易压缩的气体，传播速度越小，反之越大。

（3）压缩波传播方向和气体质点的运动方向相同；膨胀波传播方向和气体质点的运动方向相反。

10.什么是激波现象？为什么在压缩波会产生激波，而在膨胀波中不产生此现象？激波现象是在有限振幅简单波传播时，其压缩波段产生了后面的扰动波赶上并超过前扰动波。

此时，实际上在气体中产生了速度的间断面（即不连续面），这个间断面称为“激波”。

压力波形的发展过程，对于压缩波，当压缩波向右传播时，总是变得越来越陡，知道t=5时，出现了“逆曲”波形，实际上这是不能存在的，而是形成一个不连续面，产生一道形状不变的激波。

在管道内的活塞向左运动，就形成膨胀波，对于膨胀波，随着时间的发展，他变得越来越平坦。

因此，膨胀波不会产生激波的。

第三章1.封闭端形成的反射波形成的规律。

开口端形成的反射波形成的规律。

闭：入射波为压缩波，反射波也为压缩波；入射波为膨胀波，反射波也为膨胀波。

开：如果入射波是压缩波，其伴随速度与传播速度方向一致，当压缩波抵达开口端时，气流就冲出管外，在管口边界处，形成一个抽空作用，此时，会产生一个反射波——膨胀波向管内传播。

如果入射波是膨胀波，其伴随速度与传播速度方向相反，当膨胀波抵达开口端时，大气向管内冲入一股气流，形成一个反射波——压缩波向管内传播。

2.描述在动壁上反射的规律。

（1）当活塞向左移动时，此时有压缩波进入，流向活塞表面，所得到的反射为：当u0=u时，在活塞表面不发生反射；当u0>u时，在活塞便面发射——压缩波；当u0<u时，在活塞表面反射——膨胀波。

（2）当活塞向右移动时，此时A膨胀波进入，流向活塞表面，所得到的反射为：当u0=u时，在活塞表面不发生反射；当u0>u时，在活塞表面反射——膨胀波；当u0<u时，在活塞表面反射——压缩波。

3.惯性增压的两种效应的定义？其评价参数有哪些？惯性效应：在汽缸中的活塞虽然已过了下止点，而仍可继续近气，进气门延迟关闭也不致会有气流倒流入进气管，这样，就增加了气缸中的充气量，这就是惯性效应。

（A-进气管断面积，ρ-进气气流的密度，ν-进气管容积，u-气流在进气管中的平均速度，Δt-气流减速的时间）波动效应：内燃机工作时的进气过程是间歇而周期的进行的，使进气管中产生一定幅度的压力波动，这个压力波沿着较长的进气管以音速传播，又在管道的二端往复反射，这就在管道中产生了波动效应。

（反射波返回到进气门处的时间t，进气的有效持续期t）4.根据惯性效应如何选取进气管长度？L=5.简述影响进气动力效应的主要因素有哪些？转速的影响，进气阻力的影响，空气滤清器的影响，进气歧管的影响6.分析排气管内的波动效应。

对发动机性能有哪些影响。

在内燃机的排气过程中，废气进入排气管，要产生压力波，在排气管内也能形成波动效应。

在排气门开启后，排气管中产生压力波，以声速向管外传播。

同时有压力波反射回来，向排气门传播，即产生管内的波动效应。

排气管过长，反射波与原始压力波未配合；排气管短一些，反射波再扫气阶段反射不回来，妨碍了扫气；排气管再断一下，反射波不影响扫气，但使排气功略有增加；排气管很短，反射波与原始的压力波叠合，有效地利用了排气能量。

7.分析二冲程内燃机的排气动力效应及发动机性能的影响。

对采用曲轴箱扫气的二冲程内燃机，利用排气的动力效应可以大幅度的提高内燃机的功率，因此，排气管系统的排气动力效应，完善了气缸内的换气过程，并得到了进气增压作用，从而，使内燃机功率有较大幅度的提高。

第四章1.离心式压气机的基本结构及工作原理。

离心式压气机犹：进气装置，工作轮，扩压器和出气蜗壳四部分组成。

其工作原理是以高速气流与工作叶轮和固定叶片的相互动力作用使空气经过这一系列的过程，完成了功和能的交换，把工作轮的机械功大部分转变成为空气的压能。

2.各种工作轮叶片的结构和各自特点。

工作轮课分为后弯叶片，径向叶片及前弯叶片三种。

前弯叶片的叶轮的叶片沿径向向旋转方向弯曲。

这种叶轮对空气的作功能力最大，但其作功主要是增加了空气的动能，对压力能却提高较少，这就要求空气的动能更多的要在扩压器的蜗壳中转化为压力能径向叶片叶轮的叶片径向分部，不弯曲。

这种叶轮的压气机效率比前弯叶片的高，比后弯叶片的低。

由于其强度和刚度最好，能承受较高的圆周速度，从而在此前增压比较低的涡轮增压器中得到较多的应用。

后弯叶片叶轮的叶片逆旋转方向弯曲。

虽然他的作功能力小，但空气压力的提高大部分是在叶轮中完成的。

这种叶轮犹豫压气机效率高，应该也较多。

3.压气机的主要参数有哪些？增压比和绝热效率的定义。

主要参数：空气的增压比πk，空气的流量Gk，压气机的转速nk，压气机的绝热效率ηk空气增压比：空气在压气机出口处的压力与，在进口处压力的比值，称为空气的增压比压气机的绝热效率：压气机把外界空气进行绝热压缩所作的功，与压缩空气实际消耗的功之比，称为压气机的绝热效率4.简述压气机的流量特性和通用特性。

压气机的流量特性，是表示压气机转速不变时，压气机的增压比πk和绝热效率ηk随空气流V0量的变化关系。

我们可将压气机的特性试验数据换算到标准大气状态，或采用相似参数坐标来绘制特性曲线，使不同的进气参数对这样绘制的特性曲线不发生影响，这种特性曲线，称为通用特性曲线，他具有广泛的通用性。

5.什么是压气机的喘振和阻塞现象及产生原因。

喘振：当空气流量减小到低于某一值时，压气机工作开始变得不稳定，流过压气机的气流便强烈的脉动起来，使压气机产生强烈的振动。

这种现象，称为压气机的喘振。

阻塞：当流量增大到某一数值时，增压比和效率均急速下降。

换言之即使以增压比和效率下降很多座位代价，流量也难以增加。

这个现象称为压力机的阻塞。

6.废气涡轮的基本结构及工作原理。

废气涡轮主要由涡轮进气壳，喷嘴环，工作轮，涡轮出气壳和涡轮轴等五个部分。

原理：内燃机排出的具有800~1000K高温和一定压力的废气经排气管进入涡轮壳里的喷嘴环。

由于喷嘴环通过的面积是逐渐收缩的，因而废气的压力和温度下降，速度提高，使它的动能增加。

这股高速废气流，按定的方向冲击涡轮，使涡轮高速运转。

废气的压力、温度和速度越高，涡轮转的就越快。

通过涡轮的废气最后排入大气。

7.涡轮绝热效率和有效效率定义是什么？涡轮反作用度如何定义？涡轮的绝热效率：实际焓降低与可用焓降的比值涡轮的有效效率：有效地利用的膨胀功与可用焓降的比值在涡轮中，常用反作用度ρ来表示废气的可用焓降H在喷嘴环河工作轮之间的分配比例。