動力機械: 內燃機增壓

tags: 動力機械    時間:2014-03-12 02:35:07
動力機械: 內燃機增壓簡介
    通過提高內燃機進氣壓力來增加內燃機功率的措施。提高進氣壓力(又稱增壓壓力)可增大進入氣缸的空氣密度?使供入氣缸內的空氣量增加。這樣就可以燃燒更多的燃料?……
動力機械: 內燃機增壓正文

    

通過提高內燃機進氣壓力來增加內燃機功率的措施。提高進氣壓力(又稱增壓壓力)可增大進入氣缸的空氣密度?使供入氣缸內的空氣量增加。這樣就可以燃燒更多的燃料?從而大幅度地提高功率?而且還能改善內燃機的燃料經濟性?若使增壓空氣受到冷卻還能減少排氣中的有害成分。內燃機在高海拔地區工作時?因大氣壓力低而充量不足?使功率下降。這時若用增壓?可以提高進入氣缸的空氣壓力?使內燃機功率得以增大。內燃機採用增壓后?機械負荷和熱負荷會增高?特別是在高增壓時?過高的機械負荷和熱負荷會使內燃機零件損壞?因此內燃機採用增壓方法增加功率的程度就受到限制。至20世紀80年代初?高增壓柴油機的功率比非增壓柴油機功率高200%以上。

內燃機增壓通常有兩種分類方法。按增壓壓力ρk的大小可分為低增壓(ρk小於0.15兆帕)?中增壓(ρk=0.15~0.025兆帕)?高增壓 (ρk=0.25~0.4兆帕)和超高增壓 (ρk大於0.4兆帕)。按所用增壓器的不同可分為慣性增壓?機械增壓?廢氣渦輪增壓?複合增壓和氣波增壓。


慣性增壓 內燃機裝有特殊設計的進排氣管(主要是進氣管)?利用其中氣體運動的慣性效應和波動效應實現增壓。這是一種簡便的方法?用在單缸內燃機上效果比較明顯?功率最大可提高10~15%。 機械增壓 由內燃機曲軸通過傳動機構驅動壓氣機(機械增壓器)進行增壓。壓氣機大多為離心壓縮機和羅茨鼓風機等。驅動壓氣機要消耗內燃機一部分功率?而所耗功率又隨增壓壓力的提高而迅速增大?這就使內燃機燃料消耗率增加。因此?這種方法只適用於低增壓內燃機?而且已很少採用。廢氣渦輪增壓 利用內燃機的排氣能量推動廢氣渦輪增壓器的渦輪旋轉?渦輪帶動與它同軸的壓氣機向內燃機氣缸提供高壓空氣。在增壓壓力較高時空氣溫度往往升高很多?這對增高空氣密度和限制熱負荷不利。因此?在高增壓時常在壓氣機與內燃機之間裝有空氣冷卻器?以降低進氣溫度。廢氣渦輪增壓器與內燃機之間只是氣體聯繫。這是現代應用最廣的增壓方法(見廢氣渦輪增壓)。

 複合增壓 內燃機既裝有廢氣渦輪增壓器?又裝有機械增壓器或採用慣性增壓。複合增壓方法應用範圍不廣?一般只用於二衝程增壓柴油機。

氣波增壓 用氣波增壓器實現增壓。 20世紀50年代以來?廢氣渦輪增壓技術發展很快?不但在大?中功率柴油機上獲得廣泛應用?而且在小功率柴油機上也有採用的趨勢。對於汽油機?由於受到爆震的限制?廢氣渦輪增壓技術應用較少?而且增壓效果不如柴油機明顯。但從70年代以來?由於採用增壓可能降低排氣中有害成分?增壓技術又引起人們的重視。

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