《发动机原理》课程教学课件（PPT讲稿）第九章 发动机的排气涡轮增压

第9章发动机的排气涡轮增压9.1概述一台性能优良的内燃机应该具有比功率大比质量小、油耗低、排放污染轻、工作可靠、操作方便、使用寿命长等特点。内燃机采用增压技术可以增加比功率，降低比质量，提高经济性，改善排放，减小噪声。因此，增压是内燃机发展的重要方向之一，也是我国目前主攻的方向之一

第9章 发动机的排气涡轮增压 9.1 概述 一台性能优良的内燃机应该具有比功率大、 比质量小、油耗低、排放污染轻、工作可靠、 操作方便、使用寿命长等特点。 内燃机采用增压技术可以增加比功率，降 低比质量，提高经济性，改善排放，减小噪声。 因此，增压是内燃机发展的重要方向之一，也 是我国目前主攻的方向之一

由内燃机工作过程研究可知，影响内燃机功率大小的因素很多，可用下式表达：P。 oc (H, /lo)iV,(1/t)p.(n, / da)nmnpk提高内燃机功率有下列途径。在结构方面：扩大气缸直径：延长活塞行程：增加气缸数等。在工作过程方面：采用二冲程工作过程：提高充量系数：改善燃烧过程：提高指示热效率：适当控制过量空气系数等。在运行方面：提高内燃机转速等

由内燃机工作过程研究可知，影响内燃 机功率大小的因素很多，可用下式表达： 提高内燃机功率有下列途径。在结构方 面：扩大气缸直径；延长活塞行程；增加气 缸数等。在工作过程方面：采用二冲程工作 过程；提高充量系数；改善燃烧过程；提高 指示热效率；适当控制过量空气系数等。 在运行方面：提高内燃机转速等。 Pe ∝ u h c i a m n k (H /l 0 )iV (1/ ) ( / ) 

然而，上述诸因素中，有的互相促进，有的受到制约。用增压来提高充量密度，不仅可以提高功率几成，甚至是几倍，同时还可以改善燃烧过程，提高经济性，减少废气中的HCCO及C粒，降低噪声。因而，增压是内燃机发展的重要方向。目前，工业先进国家大、中功率的低、中、高速柴油机几乎全部采用增压技术。大中型车用柴油机70%以上采用了增压和增压中冷技术

然而，上述诸因素中，有的互相促进， 有的受到制约。 用增压来提高充量密度，不仅可以提高 功率几成，甚至是几倍，同时还可以改善燃 烧过程，提高经济性，减少废气中的HC、 CO及C粒，降低噪声。因而，增压是内燃机 发展的重要方向。 目前，工业先进国家大、中功率的低、 中、高速柴油机几乎全部采用增压技术。大、 中型车用柴油机70％以上采用了增压和增 压中冷技术

内燃机的排气涡轮增压是研究续流的涡轮增压器与断流的内燃机协调工作的一门技术。前者属于涡轮机械，后者属于往复机械，两者分属不同学科，互相渗透，互相影响。因此内燃机增压是边缘学科的一项综合技术。尤其车用增压内燃机，状态变量繁多，动态特性互相干扰，增压匹配技术更显复杂。本章简要介绍车用内燃机增压的基本概念、基本理论和匹配技术

内燃机的排气涡轮增压是研究续流的涡轮 增压器与断流的内燃机协调工作的一门技术。 前者属于涡轮机械，后者属于往复机械，两者 分属不同学科，互相渗透，互相影响。因此内 燃机增压是边缘学科的一项综合技术。尤其车 用增压内燃机，状态变量繁多，动态特性互相 干扰，增压匹配技术更显复杂。 本章简要介绍车用内燃机增压的基本概念、 基本理论和匹配技术

9.1.1发动机增压的基本概念一、排气涡轮增压p.ToePoTtK广排气涡轮增压器般由一个单级离心式压气机和单级径PRTKPrT流式涡轮所组成。厂用以提高充量密度的压气机是由废气涡轮来驱动的。图1-1车用内燃机涡轮增压系统

9.1.1 发动机增压的基本概念 一、排气涡轮增压 排气涡轮增压器一 般由一个单级离心 式压气机和单级径 流式涡轮所组成。 用以提高充量密度 的压气机是由废气 涡轮来驱动的

中冷器排气图6-1涡轮增压器工作原理

中间轴泵轮涡轮节流片图6-3奥迪A6电控柴油机废气涡轮增压器的结构

VPAA(a）非增压(b)增压图2-7四冲程发动机的示功图

增压压力、增压比及增压度1.增压压力与增压比压气机出口压力谓增压压力，用Pp表示。压气机出口压力与进口压力之比谓压气机增压比简称压比，用表示，即π=p/p厂增压比是压气机的重要指标。按增压比元的大小，将元2.5为高增压；元达4.5~5.5为超高增压

二、 增压压力、增压比及增压度 1.增压压力与增压比 压气机出口压力谓增压压力，用pb表示。 压气机出口压力与进口压力之比谓压气机增压比， 简称压比，用 表示，即 增压比是压气机的重要指标。按增压比πb的大小， 将πb2.5 为高增压；πb达4.5~5.5为超高增压。 b 0 bpb /p

车用柴油机多为低增压，部分采用中增压；车用汽油机一般采用低增压。2.增压度厂发动机在增压后输出功率的增值与增压前的功率之比谓增压度。现代四冲程增压柴油机的增压度，高者（船用大型低速四冲程柴油机）可达3.0以上，而多数车用发动机的增压度不高，一般大约在10%~60%的范围内。因为车用增压发动机迫切的问题不在于单纯追求高的功率，还希望在广阔的转速和负荷范围内满足车辆动力性、经济性、排放与成本等多方面的要求

车用柴油机多为低增压，部分采用中增压；车用 汽油机一般采用低增压。 2.增压度 发动机在增压后输出功率的增值与增压前的功率 之比谓增压度。 现代四冲程增压柴油机的增压度，高者（船用大 型低速四冲程柴油机）可达3.0以上，而多数车用 发动机的增压度不高，一般大约在10%~60%的范 围内。因为车用增压发动机迫切的问题不在于单 纯追求高的功率，还希望在广阔的转速和负荷范 围内满足车辆动力性、经济性、排放与成本等多 方面的要求