《内燃机增压技术》教学课件（PPT讲稿）第七章 增压中冷技术

简单回顾 1.什么是发动杋的耗气特性?发动机耗气量随进口压力和 转速是如何变化的? 2.如何判断压气机与发动机匹配效果? 3.当流量发生偏差时如何调整?如何选择更大或更小压气 机? 4.涡轮与压气杋是如何匹配的?根据什么确定涡轮大小? 5.增压发动机扭矩特性的固有缺点是什么? 6.简述废气放气阀的基本原理 7.简述可变几何涡轮的基本原理?有何优点? 8.提高增压发动机加速性的技术措施有哪些?

简单回顾 1. 什么是发动机的耗气特性？发动机耗气量随进口压力和 转速是如何变化的？ 2. 如何判断压气机与发动机匹配效果？ 3. 当流量发生偏差时如何调整？如何选择更大或更小压气 机？ 4. 涡轮与压气机是如何匹配的？根据什么确定涡轮大小？ 5. 增压发动机扭矩特性的固有缺点是什么？ 6. 简述废气放气阀的基本原理。 7. 简述可变几何涡轮的基本原理？有何优点？ 8. 提高增压发动机加速性的技术措施有哪些？

第七章增压中冷技术 第一节中冷的作用 、动力性 进气密度进一步提高,可使发动机达到比较高的平均有效压 力 2、可靠性 降低发动机的热负荷,对于绝热过程T2=7(")2 当发动机压缩比为15时,大约为2.95,进气增加1度, 压缩温度高3度,计不可逆损失会更高

第一节 中冷的作用 1、动力性 • 进气密度进一步提高，可使发动机达到比较高的平均有效压 力。 2、可靠性 • 降低发动机的热负荷，对于绝热过程 当发动机压缩比为15时， 大约为2.95，进气增加1度， 压缩温度高3度，计不可逆损失会更高。 1 2 1 2 1 ( ) − =  v v T T 1 2 1 2 1 ( ) − =  v v T T 第七章 增压中冷技术

第七章增压中冷技术 3、经济性 由于进气量充足,燃烧过程更为完善,另一方面由于中冷 后发动机的平均循环温度有所下降,相对散热损失减 4、排放 可降低发动机排气中有害成分NOX的排放量 5、有利于匹配 减少压气机耗功,有利于增压匹配,P=m7为了得到 相同的密度,T和P可同时降低,而降低P可减少压气机功 耗,降低发动机排气温度和压力。 RT7(。k-1)

3、经济性 由于进气量充足，燃烧过程更为完善，另一方面由于中冷 后发动机的平均循环温度有所下降，相对散热损失减少。 4、排放 可降低发动机排气中有害成分NOx的排放量。 5、有利于匹配 减少压气机耗功，有利于增压匹配， 为了得到 相同的密度，T和P可同时降低，而降低P可减少压气机功 耗，降低发动机排气温度和压力。 T p  = mR 第七章 增压中冷技术 ( 1) 1 1 1 − − = −      Wa d RT c

第七章增压中冷技术 6、产生压降、增加体积、长期使用需维护 第二节中冷器的分类 中冷器的换热元件 管式中冷元件:管外部设有散热肋片 阻力小,散热面积小 ·板翅式中冷元件:散热面积大,阻力稍大 2、中冷器的换热介质 管式换热元件 空-空中冷器:增压空气热量直接传给冷 增压空气 却空气,吸热介质温度低 冷却效果好 水-空中冷器:增压空气的热量传给冷 却水,吸热介质温度高, 适于高增压 冷却空气 板翅式换热元件

6、产生压降、增加体积、长期使用需维护 第二节 中冷器的分类 1、中冷器的换热元件 • 管式中冷元件：管外部设有散热肋片 阻力小，散热面积小 • 板翅式中冷元件：散热面积大，阻力稍大 2、中冷器的换热介质 • 空-空中冷器：增压空气热量直接传给冷 却空气，吸热介质温度低 冷却效果好 • 水-空中冷器：增压空气的热量传给冷 却水，吸热介质温度高， 适于高增压。 第七章 增压中冷技术 管式换热元件 板翅式换热元件

第七章增压中冷技术 第三节中冷器的性能评价 1、效率(热力效率)7 l Tc-压气机出口空气温度,TX中冷器出口空气温度,T1冷却介质进口 温度 物理意义:增压空气传给冷却介质的实际热量与最大可能热量之比。应 大于0.7。 2、压力损失 Apx= pxl-px2 pc-Ap 也可用液力效率评价 压力损失一般不大于5~6kPa。 3、能量利用系数E E=增压空气散热量/中冷耗功 4、紧凑性系数 Kj=F八一散热表面积与体积之比

第三节 中冷器的性能评价 1、效率（热力效率） Tc-压气机出口空气温度，Tx-中冷器出口空气温度，Tw1-冷却介质进口 温度 物理意义：增压空气传给冷却介质的实际热量与最大可能热量之比。应 大于0.7。 2、压力损失 也可用液力效率评价 压力损失一般不大于5~6kPa。 3、能量利用系数E E=增压空气散热量/中冷耗功 4、紧凑性系数 Kj=F/V—散热表面积与体积之比 第七章 增压中冷技术  c w1 c x T T T T − −  = px = px1 − px2 c c x yx p p − p  =

第七章增压中冷技术 第四节中冷对发动机 性能的影响 非中冷 平均有效压力 中冷并增加供油量 燃油消耗率 气缸传热损失 最高燃烧压力 空燃比 进气管压力 进气管温度 发动机转速r/min 中冷对发动机性能的影响

第四节 中冷对发动机 性能的影响 平均有效压力 燃油消耗率 气缸传热损失 最高燃烧压力 空燃比 进气管压力 进气管温度 第七章 增压中冷技术 发动机转速 r/min 平均有效压力 燃油消耗率 气缸传热量 最高燃烧压力 空燃比 进气管压力 进气温度 中冷对发动机性能的影响 非中冷 中冷并增加供油量

第八章汽油机增压简述 汽油机增压的特殊问题 1、爆震问题 增压后缸内压力温度提高爆震倾向严重。 解决方法:降低压缩比、利用爆震传感器减小点火提前角 增压中冷。 控制增压压力不要过高 2、汽油机转速高流量范围宽广 要求压气机流量范围宽广、高效区处于低压比区域,普通涡 轮膨胀比变化更大(?),需要调节 3、汽油机排温高 过量空气系数小,排温可达900度以上。 采用耐高温材料、中间体设水套强制冷却

汽油机增压的特殊问题 1、爆震问题 增压后缸内压力温度提高爆震倾向严重。 解决方法：降低压缩比、利用爆震传感器减小点火提前角。 增压中冷。 控制增压压力不要过高。 2、汽油机转速高流量范围宽广 要求压气机流量范围宽广、高效区处于低压比区域，普通涡 轮膨胀比变化更大（？），需要调节。 3、汽油机排温高 过量空气系数小，排温可达900度以上。 采用耐高温材料、中间体设水套强制冷却。 第八章 汽油机增压简述

思考题 1、中冷的作用有哪些? 2、中冷器的冷却介质有哪些?各有何特点? 3、主要从哪几个方面评价中冷器?具体参数评价如何? 4、中冷后充气系数和最高燃烧压力一般会如何变化? 5、如何避免增压汽油机爆震? 6、为什么说汽油机增压后涡轮更需要调节?

思考题 1、中冷的作用有哪些？ 2、中冷器的冷却介质有哪些？各有何特点？ 3、主要从哪几个方面评价中冷器？具体参数评价如何？ 4、中冷后充气系数和最高燃烧压力一般会如何变化？ 5、如何避免增压汽油机爆震？ 6、为什么说汽油机增压后涡轮更需要调节？