柴油机增压
柴油机 增压器后 空气 温度变化过程

柴油机增压器后空气温度变化过程柴油机增压器后空气温度的变化过程是指在柴油机中增压器起作用后,空气温度如何随着压力变化而变化的过程。
首先,我们需要了解增压器的作用。
增压器是柴油机中的一个重要部件,它通过增加进气量,提高氧气的浓度,从而增加燃烧室内燃烧的燃料量,使柴油机的功率得到提升。
而随着进气量的增加,进入燃烧室的空气压力也相应地增加,而压力的增加会导致空气温度的升高。
增压器的工作原理是通过利用柴油机排气管中的排气能量来驱动增压器的转子旋转从而压缩进气空气,在增压器中,空气经过转子的旋转被压缩,从而使充入燃烧室的空气密度增加。
而增压器中的空气密度增加会导致空气温度的升高。
当压缩比增加时,温度也相应地上升。
在柴油机增压器后的空气温度变化过程中,首先增压器开始工作时,进气道的空气被压缩,温度开始上升。
随着压力的增加,空气温度也逐渐升高。
这是因为空气压缩时,分子之间的碰撞更加频繁,分子的热运动增加,从而使空气的温度升高。
在增压器的作用下,空气压力继续上升,空气温度也会随之升高。
增压比越大,温度的升高越明显。
当增压器的压力达到一定值时,空气温度达到最高点,这个点被称为最高增压温度。
在这个温度下,燃烧室内的空气密度达到最高值,氧气浓度也得到最大程度的提高,从而使燃料充分燃烧,提高柴油机的功率。
然而,增压器后空气温度过高会对柴油机的运行造成一定的不利影响。
过高的空气温度会导致燃烧室内的燃料在进入时过热,容易引起自燃或爆震。
此外,过高的空气温度也会使柴油机的润滑油和冷却水的温度上升,加剧了发动机的冷却和润滑工作,对发动机的寿命和可靠性产生负面影响。
为了避免空气温度过高的问题,柴油机通常还会配备进气冷却器或者中冷器。
进气冷却器通过冷却系统来降低进气温度,以控制空气温度在合适的范围内。
中冷器采用冷却介质与增压空气进行热交换,使增压后的空气温度下降。
这些降温装置的作用是保证增压器后的空气温度不会过高,保障发动机的正常工作和寿命。
船舶柴油机增压器原理

船舶柴油机增压器原理
船舶柴油机增压器是一种常用的增压设备,用于提高柴油机的进气压力,从而增加燃烧室内的氧气浓度,进而提高燃烧效率和动力输出。
增压器主要由涡轮和增压器壳体组成。
当柴油机运转时,废气从排气歧管进入增压器,使涡轮叶片旋转。
叶片的旋转带动增压器壳体内的压缩机,使其旋转产生高压空气。
增压器壳体内的压缩机将高压空气通过进气管道送入柴油机的进气道,与进入柴油机的新鲜空气混合。
由于增压器提供的高压空气压力比大气压高,进气压力增加,使得进入燃烧室的空气密度增加。
这样,单位体积内的氧气分子数量也增加,提高了燃烧效率。
增压器的原理可以解释为:通过利用排气废气的能量,使涡轮转动以提供压缩机所需的动力,压缩机再将高压空气进一步送入柴油机,从而提高柴油机的进气压力,达到增压的目的。
需要注意的是,良好的增压器设计应考虑到柴油机的额定功率和应用环境,合理匹配增压器的排气量和效能,以确保在各种负荷下均能稳定工作。
此外,增压器还需要进行定期维护和保养,以确保其正常运行和延长使用寿命。
DF4D增压系统

10 增压系统10.1 系统简介柴油机增压系统的任务是利用气缸排出燃气的能量,通过增压器、中冷器将空气进行压缩和冷却,提高其密度,增加进入气缸的空气量,从而向气缸内喷入更多的燃油,以提高柴油机的输出功率。
16V240ZJD 型柴油机采用的是定压增压系统,它由空气滤清器、涡轮增压器、空气中间冷却器、弯管、进气稳压箱、进气支管、排气支管和排气总管等组成(见图10-1a,b,c)。
图10-1a图10-1b图10-1c图10-1 16V240ZJD型柴油机增压系统1,27,31,74-螺柱; 2,28,46,72-螺母; 3,11,26,29,30,73-垫圈; 4,5,6-增压器支架调整垫(一)、(二)、(三); 7,62-螺堵; 8,61-衬垫; 9,18-排气总管垫(一)、(二); 10,25,54,55,56,57,58,70,71-螺栓; 12,13,16,20-排气总管装配(一)、(二)、(三)、(四); 14,17-稳压箱垫(一)、(二); 15-排气总管支架; 19-稳压箱; 21-排气总管管卡装配; 22,23,24-排气总管支架调整垫(一)、(二)、(三); 32,33,34-稳压箱支架调整垫; 35,40-中冷器支架(输出端、自由端); 36-中冷器进气道垫; 37-中冷器出口垫; 38-中冷器出气道装配; 39-中冷器出气道垫; 41-小波纹管隔热层; 42-小波纹管装配; 43-排气支管装配; 44-测温测压座; 45-柱塞; 47,52-排气支管垫; 48-进气支管垫; 49-进气支管; 50-密封圈; 51-排气支管管卡装配; 53-钢丝; 59-压气机出气道; 60-软接管保护板; 63-软接管; 64-卡带; 65-压气机出气道; 66-中冷器进气道装配; 67-空气冷却器; 68,69-增压器支架(一)、(二)。
10.2 进排气系统(如图10-1b所示)进气系统由压气机出气道、波纹管、中冷器进出气道、稳压箱和进气支管等组成。
柴油机的增压

柴油机的增压(一)增压的目的增压技术是提高柴油机功率最有效的措施之一,目前已广泛应用于船舶柴油机上。
pVnmi,eh根据: P, e60000可知,有效功率只与平均有效压力、气缸工作容积、柴油机转速、冲程系数及PpVnmeeh气缸数i等参数有关,故提高柴油机功率的措施,可以归纳为三个方面。
1.增加工作容积加大DiS、和,均能增加气缸工作容积,但这一措施会加大柴油机总重量和总尺寸,使造价增加,并给维修工作带来困难。
2.增加单位时间内的工作循环次数提高(或活塞平均速度)和采用二冲程柴油机(使=1),皆可增加单位时间内的工Cnmm作循环次数,但是,此措施会导致柴油机机械负荷和热负荷的增大,充气系数和机械效率,,vm的下降,使燃油燃烧恶化,影响柴油机工作可靠性和使用寿命。
3.提高平均有效压力P e由可知,要提高可通过提高机械效率或者提高平均指示压力来达到,P,P,,P,Peimemi但的变化范围很小,从减少机械损失来提高是有限的,所以的提高主要是依靠提高。
,,PPmmei由燃烧理论得知,增加每一工作循环的喷油量,能提高,但必须相应地增加气缸充气量,Pi以确保燃油完全燃烧。
在气缸容积不变的条件下,欲增加气缸充气量,必须增加进气密度,即先将空气进行压缩,然后使之进入气缸。
所谓增压,就是指通过提高柴油机进气压力来增加气缸的充气量。
这样,可以相应地增加喷入气缸的燃油量,提高柴油机平均有效压力,从而有效地提高柴油机功率。
(二)中冷的作用中冷即将经压缩的空气,在进入气缸前进行中间冷却,以降低进气温度,增大进气密度。
中冷配合增压,可进一步增大气缸充气量。
中冷器(即增压空气中间冷却器)往往以舷外水作为冷却介质。
提高进气压力的方法一般是用空气压缩机来完成。
通常把这一设备称为增压器,而把实现增压所设置的成套附件及管路系统称为增压系统。
根据驱动增压器不同的能量来源,增压系统通常可分为三类。
(一)机械增压系统增压器由柴油机直接驱动的增压系统称为机械增压系统。
柴油机中冷增压原理

柴油机中冷增压原理
柴油机中冷增压原理是通过在进气道中引入中冷器,将进气空气冷却后再进入缸内,达到增加气缸内密度、提高进气量的效果。
中冷器通常采用水冷或气冷方式,并与进气歧管相连。
中冷增压原理的工作过程如下:首先,进气空气在进入中冷器前被压缩机压缩,此时温度升高。
然后,经过中冷器冷却后的空气,温度下降,密度增加。
最后,冷却后的空气再次通过进气道进入缸内,与燃油混合并燃烧,从而提高了燃烧效率和动力输出。
中冷增压原理的优点有以下几个方面:首先,通过减少进气空气的温度,可以降低进气温度对燃烧产生的不良影响,减少氮氧化物(NOx)和颗粒物排放。
其次,增加进气密度可以提高进气量,增加了氧气供应,从而提高了燃烧效率和动力输出。
再次,降低了排气温度,减少了对排气系统和涡轮增压器的热负荷,延长了其使用寿命。
总的来说,柴油机中冷增压原理通过冷却进气空气,提高了进气密度,优化了燃烧效率,提高了动力输出,同时减少了有害排放物的排放,具有重要的意义和应用价值。
柴油机的性能优化技术

柴油机的性能优化技术柴油机是一种通过燃烧柴油来产生动力的内燃机,被广泛地应用于汽车、船舶、发电机等诸多领域。
柴油机具有功率大、燃油效率高等优点,但是在运行过程中也会存在一些问题,如噪音大、尾气排放高等。
为了提高柴油机的工作效率和降低其运行成本,科研人员一直在研究柴油机的性能优化技术。
以下是柴油机的几种常见的性能优化技术。
一、增压技术增压技术是提高柴油机功率和燃油利用率的有效手段之一。
在柴油机中,增压技术一般指采用涡轮增压器(Turbocharger)或机械增压器(Supercharger)来提高进气压力和进气密度,增大燃料的入气量,从而提高柴油机的功率。
涡轮增压器是目前应用较广泛的增压技术之一,其由废气涡轮和压气机组成,通过废气驱动涡轮,带动压气机工作,从而使进气压力增加,柴油机的功率随之提高。
相比于机械增压器,涡轮增压器具有重量轻、结构简单、噪音小等优点,被广泛应用于柴油机增压领域。
二、喷油系统优化技术喷油系统是柴油机工作的关键之一,其质量的好坏直接影响到柴油机的运行效率和排放性能。
近年来,随着电子技术的发展,喷油系统的优化技术也在不断更新。
其中最重要的一项技术是高压共轨喷油系统。
该系统采用高压油泵将柴油压缩至高压状态,通过管路输送至多个电控喷油器,使其以极高的速度和精度喷出燃油,从而达到更好的燃烧效果和更低的排放量。
相比于传统的喷油系统,高压共轨喷油系统具有燃油消耗率低、噪音小、排放量少等优点,逐渐成为柴油机的主流技术。
三、气门经济性技术气门经济性技术是一种基于缸内气体流动规律的技术,旨在提高柴油机的效率和降低燃油消耗。
其中最主要的一项技术是采用变量气门正时机构。
传统柴油机采用的是固定正时机构,其气门开启和关闭的时间永远是固定的,无法自适应不同工况下的气体流动需求,从而造成能量浪费、燃油消耗等问题。
而采用变量气门正时机构,则可以根据不同工况下的气体流动需求,自适应地调节气门开启和关闭时间,使得柴油机更加高效地利用燃料能量。
船舶柴油主机增压系统故障及其防范措施

一增压系统故障成因及分析1.增压器喘振压气机如果在喘振的条件下工作,不仅达不到预期的增压效果,还会造成压气机叶轮叶片断裂,转子发生轴向振动,严重缩短增压器使用寿命。
一般产生喘振是由于增压系统流道阻塞、温度变化、船舶负荷变化,柴油机单缸熄火等。
(1)增压系统流道阻塞。
它是引起增压器喘振的最主要的原因。
在柴油机运行时,增压系统的气体是循着以下的流动线路进行:空气滤清器—压气机—空气冷却器—进气管—气缸—排气管—废气涡轮—废气锅炉—烟囱。
其中的任意一个环节出现故障,都有可能造成柴油机气路不顺或气体流量减少,背压升高,引起喘振,同时还可能造成柴油机油耗率升高等一系列其他的故障,通过分析发现其阻塞的原因主要有:脏污、结碳、变形。
其中在进口滤器、压气机叶轮和扩压器、空气冷却器、气缸的进排气口、涡轮的喷嘴环和叶轮部位容易堵塞。
在日常管理中,应关注检查上述部件的污损并经常加以清洁。
防止因流道阻塞而引起的喘振。
(2)环境温度变化。
由于增压器和柴油机与水域温度条件的匹配不同而造成的,比如可以匹配在低温条件下的不带空冷器的增压系统用在高温水域时,或者匹配在高温条件下的增压系统用在低温海域时,由于配合运行点的不同,气温升高时,空气密度降低,进入增压系统的空气流量减小,排气管压力下降,涡轮能量减少,导致增压系统转速降低,转速降低进一步减小空气流量,从此进入恶性循环,发生增压系统喘振。
(3)船舶负荷变化。
船舶负荷变化导致增压系统中增压器和柴油机的匹配不良,导致喘振。
当船泊满载、顶风遇阻严重时,由于船身阻力增加,主发动机负荷增大,柴油机长时间处于低转速高负荷运行状态,使得气缸耗气量降低但是同时循环喷油量增大,提升了增压器转速,使得供气量增多,出现喘振。
在风浪天航行中的船舶发生飞车时,也容易发生喘振。
(4)柴油机单缸熄火。
除了发生故障问题外,为了调整各缸负荷或检查压缩压力,一般会实施单缸停油。
由于在正常的脉冲增压系统中,三个气缸共同连接到一台增压器上面,三个气缸属于并联状态,同时向进气总管进行供气,如果某个单缸熄火,与之相连接的涡轮功率便会减小,供气能力下降,但是其他增压器工作正常,所以压气机的出口背压依旧不变,这样便导致熄火缸增压器的背压过高,压气机排量减小,涡轮所获能量不均匀,发生喘振。
柴油机增压器喘振的原因

柴油机增压器喘振的原因
嘿,你问柴油机增压器喘振的原因啊?这可有点复杂呢。
先说说进气不畅吧。
就像人呼吸不顺畅会难受一样,柴油机要是进气不顺畅,增压器也会出问题。
可能是空气滤清器堵了,或者进气管道有啥东西堵住了。
这样空气进不来,增压器就没法正常工作,就容易喘振。
就像你鼻子堵了,呼吸就会很费劲。
还有排气受阻也会导致喘振。
如果排气管堵了,或者排气阀门有问题,废气排不出去,就会影响增压器的工作。
就像你拉不出粑粑,肚子肯定不舒服嘛。
废气排不出去,增压器就得使劲儿,一使劲儿就容易喘振。
柴油机负荷过大也不行哦。
要是让柴油机干太多活儿,它就会累得喘不过气来。
增压器也跟着遭罪,就容易喘振。
就像你让一个小瘦子扛一大袋大米,他肯定累得不行,直喘气。
增压器本身有问题也会喘振。
比如说叶轮坏了,或者轴承磨损了。
这样增压器工作起来就不顺畅,就会喘振。
就像你的自行车轮子歪了,骑起来就会一颠一颠的。
我给你讲个事儿吧。
我有个朋友开卡车,有一次他的车增压器突然喘振得厉害。
他赶紧把车开到修车厂。
修车师傅检查了半天,发现是空气滤清器太脏了,堵住了进气。
师傅把空气滤清器清理干净,车就好了。
你看,增压器喘振可能是由很多原因引起的。
所以啊,柴油机增压器喘振可能是因为进气不畅、排气受阻、负荷过大或者增压器本身有问题。
咱要是遇到增压器喘振,就得赶紧检查,找出原因,对症下药。
加油哦!。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
课题十柴油机增压目的要求:1.熟悉增压的目的。
2.熟悉几种增压系统的工作原理及特点。
3.掌握废气涡轮增压的工作原理。
4.了解两种废气涡轮增压特点。
5.掌握废气涡轮增压器的结构。
6.掌握离心式压气机的通流特性和喘振机理。
7.掌握增压器与柴油机的配合要求。
重点难点:1.废气涡轮增压的工作原理及结构。
2.压气机的喘振机理。
3.增压器与柴油机的配合要求。
教学时数:4学时教学方法:多媒体讲授课外思考题:1.柴油机增压的目的是什么?2.柴油机增压的方式有哪几种?各有何特点?3.比较两种废气涡轮增压方式。
4.VTR废气涡轮增压器的构造与特点。
5.喘振及发生的原因是什么?6.哪些运转工况易导致喘振的发生?课题十 柴油机增压第一节 柴油机增压系统一、柴油机增压概述根据有效功率的计算公式:60000nmi V p P h e e ⋅=,可知,提高柴油机的有效功率有下列途径: (1)改变柴油机的结构参数i 、D 、S 、m 。
增大这些参数可以提高柴油机的功率,但是提高的幅度受到多种因素的限制。
(2)提高柴油机的转速。
柴油机转速的增加可以增大柴油机作功频率,提高功率。
但转速增加会使磨损增加,柴油机的惯性力增加,使柴油机寿命缩短,可靠性变差。
对于船用主机还受到螺旋桨效率的限制,因而这种方法也是有限度的。
目前新型船用低速柴油机大多降低转速以获得更高的经济性。
(3)提高平均有效压力p e 。
提高平均有效压力p e 可以增加柴油机的功率。
对p e 影响最主要的因素是新气的密度。
提高进气密度,就可以增加气缸充气量,使更多的燃油完全燃烧,从而大幅度提高柴油机的功率。
而空气密度的增加对以通过提高进气压力和降低进气温度来实现。
所谓增压,就是用提高气缸进气压力的方法,使进入气缸的空气密度增加,从而可以增加喷入气缸的燃油量,以提高柴油机的平均指示压力p i 和柴油机的平均有效压力p e 。
柴油机的增压程度一般以增压度来表示,增压度是柴油机增压后标定功率与增压前标定功率之差值与增压前标定功率的比值。
由于空气在增压器中被压缩时压力和温度是同时升高的,这就影响了空气密度的增加和增压的效果。
因此,在增压器后都设有中冷器以降低空气温度,提高空气密度。
通常中冷器都是以海水来冷却的。
中冷的另一个作用是降低柴油机的循环平均温度。
二、柴油机增压系统1.机械增压(图10-1)增压器直接由柴油机驱动。
显然这种增压形式将消耗柴油机的有效功率。
随着增压压力的提高,柴油机所消耗的功率随之增大。
因此机械增压只适于增压压力小于(0.15~0.17)MPa 的低增压柴油机。
2.废气涡轮增压(图10-2)利用柴油机排出的废气吹动涡轮机,由涡轮机带动增压器。
显然,这种增压形式可以从废气中回收部分能量,不仅提高了柴油机的功率,还提高了动力装置的经济性,因而获得广泛应用。
3.复合增压这种增压形式既采用涡轮增压,又采用机械增压。
根据两种增压器的不同布置方案,可分为串联增压和并联增压。
图10-l 机械增压系统图图10-2 废气涡轮增压系统1)串联增压系统(图10-3)串联增压系统是采用废气涡轮增压器和主机带动的往复式扫气泵串联工作。
在这种串联增压系统中,增压空气经过两级压缩。
涡轮增压器为第一级,压气机从大气中吸入空气进入中间冷却器进行冷却,然后进入与增压器串联的往复压气机中进行第二级压缩,以达到规定的增压压力。
空气经第二级压缩后,再送入第二级空气冷却器冷却,最后送入柴油机扫气箱。
采用串联增压系统使柴油机起动容易,低负荷性能好。
当涡轮增压器损坏时,依靠第二级往复式压气机仍可使柴油机达到70%~80%的标定转速,因此不须另设应急鼓风机。
然而这种增压系统使柴油机结构复杂,重量增加。
图10-3 串连增压系统图10-4 串联旁通增压系统2)串联旁通增压系统(图10-4)串联旁通增压系统的特点是部分串联增压,在扫气前期为串联增压,在换气后期串联失效,由涡轮增压器单独供气。
这种增压系统利用柴油机活塞的下部空间作为辅助压气机,并与涡轮增压器串联作为第二级增压泵,涡轮增压器为第一级增压泵。
其扫气箱分成内外两部分。
外侧空间各缸共用,与涡轮增压器相通;内侧空间各缸分开,并与活塞下部空间相连通组成单缸扫气室。
两者之间以单向阀连接。
串联旁通增压系统的主要优点是利用扫气室中空气的压力变化防止废气倒冲,扫气效果好。
对于弯流扫气柴油机可以减小排气口高度。
活塞下部的增压泵可以改善柴油机的低负荷性能,而且结构比串联增压系统简单。
在采用定压增压时,由于在起动和低负荷时废气涡轮增压器供气不足,采用电动鼓风机与之串联工作。
瑞士Sulzer RND…M型、RL和RTA型柴油机采用这种串联旁通增压系统。
(3)并联增压系统(图10-5)并联增压系统就是使涡轮增压器与活塞下部空间并联工作。
在这种增压系统中,废气涡轮增压器和活塞下部辅助增压泵分别从机舱吸入空气并在其中压缩,然后经空气冷却器冷却再共同送入扫气箱。
一般涡轮增压器所供应的空气约为增压空气量的75%~80%,其余空气量由活塞下部辅助增压泵供给。
由于辅助增压泵只供给一小部分空气,则只需将柴油机的部分气缸下部作为辅助增压泵。
并联增压系统在低负荷时因涡轮增压器供气显著下降,而辅助增压泵的供气量远远不足,故柴油机在低负荷时的工作性能差,增压器在低负荷时易发生喘振。
为了防止在低负荷时增压器发生喘振和改善柴油机的性能,并联增压系统几经改进,取消了活塞下部辅助增压泵,变成了单独增压系统,并附设电动鼓风机与增压器串联供气。
MAN公司生产的KZ型、KSZ型柴油机采用并联增压系统。
图10-5 并联增压系统图10-6 废气涡轮中废气能量的利用图第二节两种废气涡轮增压系统一、废气能量分析(图10-6)柴油机排出的废气具有一定的温度和压力。
它所含的热量约占燃油燃烧放出热量的30%~37%,因此研究废气的能量及其有效利用是增压技术中的重要问题。
在理论上所能作的功为面积b-1-f-b,也就是排气开始时废气中的可用能。
在换气过程中获得的能量为面积4-g-i-1-4。
这部分能量对四冲程柴油机包括强制排气过程中的活塞推出功1-2-3-4-1和燃烧室扫气阶段进入排气管的扫气空气所具有的能量2-i-g-3-2两部分;而二冲程柴油机这部分能量为扫气期间扫气空气所作的功。
值得注意的是,二冲程柴油机在排气开始后活塞继续下行,获得膨胀功为b-4-5-b 所示的面积,使废气可用能减少;在换气过程中没有活塞推出功补充废气能量,并且废气中掺混有很多扫气空气,使涡轮前气体温度降低,因而废气中的能量较少。
根据在废气涡轮中能量的利用情况,通常把废气的能量分成两部分:一部分是废气由压力p b 膨胀到p T 膨胀能E 1,称之为脉冲能。
它是一种脉动的速度能,在排气管中以压力波的形式出现,在图中为面积b-4-e-b 。
另一部分是废气由压力p T 膨胀到p o 的膨胀能比,称之为定压能(亦称势能),在图中为面积g-e-f-i-g 。
废气能量E 是脉冲动能E 1和定压能E 2之和。
能量E 1和E 2各在总能量中所占的百分数随着增压压力p k 的不同而不同。
p k 越低,则E 1所占的比例越大;p k 越高,则E 2越大。
二、废气涡轮增压的两种基本形式l .定压涡轮增压(图10-7)定压涡轮增压的特点是进入废气涡轮增压器的废气压力基本上是稳定状态。
柴油机各缸的排气管连接到一根共用的容积足够大的排气总管上,涡轮就装在排气总管后面。
因为废气以基本不变的速度和压力进入涡轮,所以这种增压方式涡轮工作稳定,效率高。
定压增压只利用了废气能量中的定压能E 2,而没有利用废气中的脉冲动能E 1。
脉冲动能E 1在排气流动中由于排气口(阀)的严重节流和在排气管中膨胀涡旋,大部分损失掉。
只有小部分脉冲动能转化为热能,使排气管中的废气温度略有升高。
因此废气涡轮增压所能利用的废气能量就少些。
尤其是当柴油机在低负荷时或起动时,因排气管压力低,废气的能量少,使涡轮发出的功率满足不了压气机所需的功率,柴油机必需另设辅助风机来满足低负荷时的扫气需要。
2.脉冲涡轮增压(图10-9、10)脉冲涡轮增压的特点是进入废气涡轮增压器的废气压力为脉动状态。
在结构上把各缸排气管经过分组直接与一个或几个废气涡轮相连,排气管短而细。
脉冲增压除了可以利用脉冲能外,还能较好地利用废气的定压能,故废气的能量利用增多。
这有利于涡轮机和压气机之间的功率平衡。
此外,扫气阶段正好是排气管中的低压阶段,扫气箱与排气管间压差较大,故有利于扫气,即使柴油机低负荷时也是如此。
但由于涡轮在不稳定工况下工作,效率较低。
在多缸柴油机的脉冲增压系统中,如果各缸的排气均排入一根排气管,那就会产生扫、排气的相互干扰。
即当某缸进行扫气而相邻缸正好在排气时,排气压力波就会传到扫气缸的排气口处,使该缸排气背压升高,从而严重影响该缸扫气的正常进行。
如果每缸各自向单独的排气管排气,虽然消除了各缸间的排气干扰,但会使涡轮供气间断,效率降低。
这一问题必须依靠对排气管进行合理分组来解决。
分组的原则是避免同组内各缸的排、扫气互相干扰。
排气管分组是脉冲增压所必须采取的措施。
图10-9 脉冲废气涡轮增压系统图图10-10 排气脉冲波所以脉冲增压最适合于气缸数是3的倍数的柴油机。
例如某二冲程六缸柴油机的发火顺序为1-6-2-4-3-5,各缸发火间隔角为60º,则可把1、2、3缸分为一组,4、5、6缸分为另一组。
一般来说,大型低速二冲程柴油机的脉冲增压系统采用多台增压器。
而四冲程柴油机为使结构布置紧凑,往往只采用一台脉冲涡轮增压器。
为了防止排气干扰,往往将废气涡轮的喷嘴环分隔开,采用多进口的布置方案。
3.两种增压方式比较在不同的增压压力下应当采用不同的增压方式。
在低、中增压时,即当p k介于0.13~0.20 MPa之间时,采用脉冲增压可以更多地利用废气能量。
虽然在结构、管理、涡轮效率等方面有缺点,但与其优点相比还是属于第二位的。
所以,在这个增压压力范围内的柴油机绝大多数采用脉冲增压。
而随着增压压力的提高,定压能的比例也随之增高,脉冲增压在废气能量利用方面的优势不存在了,而在结构、布置、涡轮效率等方面的问题上升为第一位的。
因此,在高增压时均采用定压增压。
如Sulzer公司RND型以后的新机型、B&W公司KGF型以后的新机型,均采用定压涡轮增压。
定压增压也是目前增压系统的发展方向。
第三节废气涡轮增压器废气涡轮增压器结构形式繁多。
废气涡轮增压器是由废气涡轮和压气机两部分组成的。
在废气涡轮增压器中一般都采用离心式压气机,故可依据所采用的涡轮机类型把废气涡轮增压器分为两大类:轴流式涡轮增压器和径流式涡轮增压器。
目前,船用大、中型柴油机均采用轴流式涡轮增压器,径流式涡轮增压器仅用于中小型柴油机。