1、第第5章章 发动机增压发动机增压 第第1节节 增压技术基础增压技术基础 第第2节节 废气涡轮增压器废气涡轮增压器 第第3节节 车用发动机的增压系统车用发动机的增压系统 第第1节节 增压技术基础增压技术基础 一、增压的基本概念一、增压的基本概念 增压：增压：以某种方式提高进气充量的密度，以某种方式提高进气充量的密度，从而提高进入气缸的新鲜空气量。从而提高进入气缸的新鲜空气量。增压比：增压比：二、增压方式二、增压方式 废气涡轮增压废气涡轮增压 机械增压机械增压 三、增压中冷三、增压中冷0ccpp（图图5-1 图图5-2）第第2节节 废气涡轮增压器废气涡轮增压器 一、基本组成一、基本组成二、压气机的
2、工作原理与特性参数二、压气机的工作原理与特性参数 图图5-6 5-8 增压比增压比C 流量流量qmC 转速转速 nC 压气机绝热效率压气机绝热效率ad-C三、涡轮的工作原理与特性参数三、涡轮的工作原理与特性参数 图图5-9 5-10 膨胀比膨胀比T 流量流量qmT 转速转速nT 涡轮有效效率涡轮有效效率T图图四、压气机与涡轮的关系四、压气机与涡轮的关系 1转速平衡转速平衡 2流量平衡流量平衡 3功率平衡功率平衡 五、废气涡轮增压器的特性五、废气涡轮增压器的特性增压器效率：增压器效率：TC=T TCm ad-C 增压器转速：增压器转速：nTC=nC=nT 发动机发动机 压气机压气机 发动机发动机
3、 涡轮涡轮 1压气机通用特性压气机通用特性 图图5-12 2压气机的工作范围压气机的工作范围 喘振喘振/最高转速最高转速/阻塞阻塞 图图5-11 3压气机特性曲线的变化规律压气机特性曲线的变化规律 图图5-13 流动损失：摩擦损失、撞击损失流动损失：摩擦损失、撞击损失 4气流脉动现象的影响气流脉动现象的影响第第3节节 车用发动机的增压系统车用发动机的增压系统一、废气能量的利用一、废气能量的利用 图图5-14 图图5-15 项目项目排气能排气能量利用量利用涡轮效率涡轮效率扫气作用扫气作用内燃机的加速内燃机的加速性性结构的结构的复杂程复杂程度度适用情况适用情况脉冲增压脉冲增压系统系统较好较好较低：
4、涡轮进较低：涡轮进口压力不稳定，口压力不稳定，不保证在设计不保证在设计点工作点工作较好：进较好：进气过程恰气过程恰逢排气波逢排气波谷谷较好：内燃机较好：内燃机与增压器气动与增压器气动联系联系“弹性弹性”小，小，反应较灵敏反应较灵敏相对复相对复杂杂较低增压比：较低增压比：回收废气能回收废气能量多量多恒压增压恒压增压系统系统较差较差较高：涡轮进较高：涡轮进口压力稳定，口压力稳定，可工作在设计可工作在设计点点较差：排较差：排气管内始气管内始终保持较终保持较高恒压高恒压较差：内燃机较差：内燃机与增压器气动与增压器气动联系联系“弹性弹性”大，大，反应较迟钝反应较迟钝相对简相对简单单较高增压比：较高增压比
5、：废气能量损废气能量损失少，涡轮失少，涡轮效率高效率高二、柴油机与废气涡轮增压器的匹配二、柴油机与废气涡轮增压器的匹配 1 废气可用能量的调整废气可用能量的调整 发动机：发动机：排气提前角、喷油提前角排气提前角、喷油提前角 涡轮：涡轮：流通截面积流通截面积 2 增压器的选择与匹配增压器的选择与匹配 图图5-18 3 带废气旁通阀的车用发动机增压系统带废气旁通阀的车用发动机增压系统 图图5-20 4 采用可变几何参数增压器的车用发动机增压系统采用可变几何参数增压器的车用发动机增压系统 图图5-23-25 5 采用二级增压的车用发动机增压系统采用二级增压的车用发动机增压系统 图图5-27 6.发动
6、机低速转矩特性与动态响应特性的改善发动机低速转矩特性与动态响应特性的改善 三、增压柴油机与自然吸气柴油机的差异三、增压柴油机与自然吸气柴油机的差异 1 控制机械负荷与热负荷的增长控制机械负荷与热负荷的增长 2 进、排气系统设计进、排气系统设计 3 燃油、润滑、冷却等其他方面的考虑燃油、润滑、冷却等其他方面的考虑 四、汽油机增压四、汽油机增压习题与思考题习题与思考题：1 1你对汽车发动机采用增压技术是如何理解的（优点、技术方案及难点）？你对汽车发动机采用增压技术是如何理解的（优点、技术方案及难点）？2 2分析应用可变技术改善增压系统废气可用能量供需矛盾的原理。分析应用可变技术改善增压系统废气可用
7、能量供需矛盾的原理。3 3分析、比较图分析、比较图5-225-22的废气旁通阀调节方案与常规方案的差别。的废气旁通阀调节方案与常规方案的差别。4 4与柴油机相比，汽油机增压有什么额外的困难？如何解决？与柴油机相比，汽油机增压有什么额外的困难？如何解决？5 5针对图针对图5-355-35所示的二级增压系所示的二级增压系统，分析、拟定基本的控制策略统，分析、拟定基本的控制策略（各种工况下高压涡轮端旁通阀、（各种工况下高压涡轮端旁通阀、低压涡轮端旁通阀和高压压气机低压涡轮端旁通阀和高压压气机端旁通阀的开启端旁通阀的开启/关闭规律）。关闭规律）。图图5-35 二级增压二级增压图图5-1 废气涡轮增压废
8、气涡轮增压图图5-2 机械增压机械增压 图图5-6 离心式压气机简图离心式压气机简图 1-进气道进气道 2-叶轮叶轮 3-扩压器扩压器 4-蜗壳蜗壳图图5-8 空气参数沿压气机流道的变化空气参数沿压气机流道的变化 图图5-9 径流式涡轮简图径流式涡轮简图图图5-10 涡轮机中气涡轮机中气流参数的变化流参数的变化图图5-12 压气机特性压气机特性设计工况设计工况 较大流量工况较大流量工况 较小流量工况较小流量工况 图图5-11 压气机叶轮进口处不同流量下的流动情况压气机叶轮进口处不同流量下的流动情况图图5-13 压气机等转压气机等转速特性线的分析速特性线的分析图图5-14 四冲程增压柴油机理论示
9、功图四冲程增压柴油机理论示功图图图5-15 两类增压系统两类增压系统（a）恒压增压系统）恒压增压系统（b）脉冲增压系统）脉冲增压系统图图5-18 增压器的选择与调整增压器的选择与调整图图5-20 带废气旁通阀的车用发动机增压系统带废气旁通阀的车用发动机增压系统 图图5-23 涡轮流通部分的调节涡轮流通部分的调节A-涡轮壳进口后涡轮壳进口后B-涡轮叶轮进涡轮叶轮进口前口前 C-涡轮壳出口涡轮壳出口图图5-24 可变几何参数增压器的实例可变几何参数增压器的实例a最小流通截面（单通道）最小流通截面（单通道）b最大流通截面（双通道）最大流通截面（双通道）c最大流通截面最大流通截面+废气旁通废气旁通 图图5-25 可变几何参数增压器的实例（二）可变几何参数增压器的实例（二）图图5-27 二级增压系统二级增压系统Volkswagen 1.4 TSI
