发布时间 : 星期一 文章汽车发动机废气涡轮增压技术的应用与发展更新完毕开始阅读4b56cad326fff705cc170a73
吉林农业大学发展学院 毕业设计论文
大排量发动机相同的功率;试验证明由于涡轮增压发动机的燃烧比较完全，排烟浓度降低，废气中CO和HC含量明显减少，NOx含量也大为改观，对减少汽车排气污染有利。此外，由于燃烧压力升高率降低，发动机工作柔和，噪声比较小;而目‘在高原地区也可以恢复功率减少油耗。由于装在汽油机上爆震倾向大大增强，而目‘汽油机的转速和功率范围宽，系统比较复杂，所以目前应用较少，只有少数高级轿车安装，但是随着技术的不断提高，应用会越来越广。装在柴油机上不存在什么大难题所以普及很广，在重型柴油机上已经达到了 100%，而目‘目前已向小型柴油机迅速发展。 3废气涡轮增压技术
带中冷器和放气阀涡轮增压器，设计简单，并能很好地保证低 速转矩和高速限压，而目‘能满足我国排放法规的要求。目前大多数车用柴油发动机都安装它。 3. 1中冷器
气体经过压缩后温度有很大的提高，即使是低增压度，一般也 高出6080℃以上，升温将造成发动机功率降低，效率降低。为此需将吸入的空气在中冷器中再次冷却，使密度增加，从而使功率、扭矩相应增加。另外，增压中冷还有利于降低排放中NOx和微粒的含量，减少了柴油机后处理NOx的困难。 中冷器的冷却方式一般有以下3种类型: (1)空对空中间冷却器; (2)水对空中间冷却器;
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(3)油对空中间冷却器。
水对空中冷器可分为利用发动机循环水和独立的循环水系统2 种。前者的装置简单，可根据空间和实际条件直接装在车用发动机 上，但发动机水温木身就高，大约在80 90℃左右，所能得到的空气冷却程度是有限的。在后一种情况下，由于可利用温度较低的冷却 水，所以增压空气的冷却效果好，但需要设置单独的冷却水系统，故 它只能用于固定式工业用柴油机或船用发动机。油对空中间冷却器和 水对空中间冷却器相似。
空对空中冷可用于难于得到温度较低的冷却水的场合。常用以下 2种方法
(1)它是用管子将充气通到单独安装在前而的散热器，利用装在 柴油机上的风扇供给的冷却空气进行冷却，增压空气的温度可冷却到 50-}-600C o但由于空气的传热系数比水低得多，所以空对空的体积要比水对空中冷器大些。一般将中冷器直接布置在发动机冷却水箱的前而，但应靠近增压器。
(2)在进气管前段设置一个风扇，有专用电机lx动，冷却效果最 好，但是设计复杂。一般来说，增压比越高，采用中冷的效果越显著， 采用中冷的必要性就越大。是台采用中冷主要取决于增压发动机的增 压强度，也与发动机用途和使用条件等因素有关，使用时要权衡利弊。 比较起来，空对空中冷有更大的发展潜力，特别是采用高温冷却的车 用发动机，更应优先考虑空对空中冷器。
目前车用发动机常用的是水冷，原因是其设计简单，体积小，容
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易布置。但以后可能会向空冷方而发展。 3. 2放气阀
柴油机在高速高负荷时，排气流量大，因而排气能量大，导致涡 轮增压器转速高，增压压力也高，但是在柴油机低速时，即使增加负荷，废气流量也不大，因而增压空气压力低，发动机扭矩增量过小。作为改善的办法，可以用小容量的涡轮增压器和柴油机的中速相匹配，以提高柴油机中速时的扭矩。这样又出现将柴油机高速高负荷时增压过高，增压器转速过大的问题。为此采用排气旁通阀，在高速高负荷时，旁通阀打开，放掉一部分废气，以降低增压器转速，控制压比。
放气的方式目前主要有以下2种: (1)将部分排气放入大气; (2)将部分增压空气放入大气。
从热力学观点来看，放增压空气比放排气更不理想，但实际上两者对油耗率的影响差别不大。目前车用发动机常用的是将部分排气放入大气。
四、汽油机废气涡轮增压解决措施 4.1抑制爆展燃烧和降低热负荷
汽油机最大增压压力尸*主要是受爆震的限制，而增压后爆震加剧的最大原因是由于热负荷增加，两者是密切相关的。对一台汽油机来说要进行涡轮增压首要的问题是要防止发生爆震燃烧，一般可考虑
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下列方法。 4.1.1降低压缩比
这是防止爆震最常见有效的方法。降低压缩比还可以改善排放，据经验表明，当e从8.5下降到
6.5时，排气中的HC减少50%, NOx减少30%-40%。但汽油机的压缩比本来就比较小，处于对经济性很敏感的区域，;的下降必然引起热效率下降较多。因此，不希望仅用一个措施来解决防止爆震问题。在燃油等级不变的情况下，汽油机改为涡轮增压时的压缩比#k，可按下列经验公式确定:、二·po0k 3汽油机废气涡轮增压的障碍
废气涡轮增压技术和废气涡轮增压器在柴油车上已经得到大量的使用和装配，是柴油车发展的一种必然趋势。但是在提高汽油机动力性、经济性和排放性的同时，车用汽油机废气涡轮增压技术存在不少问题和障碍，这些问题和障碍限制了废气涡轮增压技术在汽油机上的应用。
4.1.2减小点火提前角，与非增压情况相同
推迟点火时间将有助于防止爆震。但过晚的点火将使后燃加剧，不仅影响功率，还将增加排气温度，试验表明点火提前角推迟10CA，排气温度将升高3一8℃，这对涡轮来说十分不利。理想的点火提前角是调整到即将爆震而尚未爆震时，此时动力性
4.1.3对增压空气进行中冷
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