废气涡轮增压柴油机的特点

车用柴油机增压后，随着增压度及增压压力的提高，其机械负荷与热负荷很大，这就限制了柴油机功率的提高。
增压压力提高，进气压力及温度也提高，使最高爆发压力和工作循环的平均温度都增加，因此引起各部件机械应力变大，轴承符合增加，气缸、活塞、轴承等磨损加剧。同时使活塞、缸盖、缸套和气门等受热零部件热负荷增大，容易破坏，因此，柴油机增压通常要采用下列技术措施：
1）减小压缩比和增大过量空气系数
为了降低爆发压力以减少负荷，并保证原来的压力升高比λp值，增压柴油机的压缩比往往降到11～12。但减小过多会是发动机起动困难和燃料消耗量增加。
增大过量空气系数，可以减低热负荷，改善经济性。一般增大10%～30%左右为宜。
2）增加每循环供油量
增压柴油机要求增加每循环的供油量。如果仍采用非增压柴油机的喷油泵，势必增加供油持续角，使燃烧过程拉大，经济性变坏。缩短供油持续时间的方法有：增大柱塞直径、增加供油速率、提高供油压力以及加大喷油嘴孔径等。从限制最高爆发压力的角度，也可以适当地减小喷油提前角，但不宜减小过多，以免影响发动机的经济性。
3）改变配气相位
为了加强气缸的扫气作用，减少燃烧室的残气，提高充量系数以及降低热负荷和改善涡轮的工作条件，因此，增压柴油机一般都采用较大的气门重叠角。但重叠角过大会使扫气空气量增加，压气机工作负担加重；引起柴油机在低速负荷时废气倒流气缸和进气管，使进气管发热，对整机的加速及变工况性能不利；同时，当重叠角过大时，为了避免气门与活塞相碰，要在活塞顶上挖过深的凹坑，使燃烧恶化。
在脉冲增压系统中，气门重叠角一般在110°～130°曲轴转角。
4）排气系统
在脉冲增压系统中，为了充分利用脉冲能量，使扫气期间各缸排气互不干扰，排气管必须分开。分支的原则是一根排气管所连各缸排气必须不相重叠（或重叠很小）。例如，一般四冲程柴油机排气冲程波延续时间约为240°曲轴转角，这时一根排气管所连接的气缸数目不宜超过三个，而且应使相邻发火的各缸排气相互隔开，如发火次序为1-5-3-6-2-4的六缸机，就可采用1、2、3缸及4、5、6缸各连一根排气管。

5）增压空气的冷却
将增压器出口的增压空气加以冷却，既能提高充气密度，进而提高柴油机的功率；又可降低柴油机压缩始点的温度和整个循环的平均温度，使发动机的热负荷及排气温度降低。试验证明，增压空气温度每降低10℃，发动机的循环平均温度可降低25℃～30℃，功率可提高2.5%～3%。
冷却增压空气的方法，一般是用水或空气在中间冷却器中进行间接冷却。如果采用独立水箱散热系统，虽然可以提高中冷效果，但结构庞大而复杂，在汽车上布置困难。采用空气冷却方案比较可取，图10-11所示为空气冷却式中冷系统。它使一种以增压空气作为动力源的强制流通形式，用一部分增压空气经取气管驱动中冷系统中的空气涡轮风扇，迫使外界冷却空气加速流动。当冷却空气通过散热交换器后就将增压空气的热量带走，使增压空气得到冷却，并通过进气歧管进入发动机。