汽车发动机废气涡轮增压技术的应用与发展(2)

2019-08-03 11:39

吉林农业大学发展学院 毕业设计论文

增压,仍可获得良好的燃料经济性,比油耗可达190克/马力小时, 接近于柴油机的水平。 一 汽油机增压系统

解放牌汽车CA-lOB发动机涡轮增压系统示于图1上。发动机排出的高温燃气经分支排气管流人增压器的涡轮壳中,再流经喷咀环,燃气以更高的速度喷向涡轮。燃气在涡轮中

膨胀作功驱动同轴上的压气机叶轮而旋转。废气经涡轮作功后排人大气。离心式压气机把空气吸入并压缩,提高了流速和压力。压缩空气再经过扩压器扩压,流速降低,压力进一步提高。经化油器与燃料混合后导人气缸燃烧。 增压压力调节阀的作用是当增压压

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力达到额定值后,把剩余功率的废气旁通人大气,以保持发动机良好的扭矩特性。调节阀受增压压力的控制而自动调节。

要维持增压器浮动轴承的正常工作,输人的润滑油必须保证足够的流量和压力,以使轴承获得良好的润滑和冷却。回油管路应畅通。 化油器浮子室处于增压状态,因此汽油泵仍需增压,以保证足够的流最和压力。

在化油器式发动机上进行涡轮增压,还涉及增压器的布置问题。增压器放在化油器之前,称为增压器前置方案(如图1),反之称为增压器后置方案。对于使用多个化油器的发动机,将给增压器的布置带来很大困难。前置和后置都有自己的特点,采用何种方案依据具体 情况而定。

增压器前置方案的特点是将空气先进行压缩,待空气密度和压力提高后再与燃料混合进人气缸。其优点是:

①化油器安装位置不变,喉部尺寸也不用加大。混合气行程短,发动机灵敏性较好,

②空气经压缩后温度升高,有利于燃料的汽化, ③发动机回火,不易损坏压气机叶轮,

④增压器发生故障,易于与发动机脱开。其缺点是:

①化油器处于增压状态下工作,应严格密封,否则燃油外漏, ②汽油泵要增压,以适应增压对供油的要求;

③要使化油器的供油量随空气密度的增加而增加比较困难。

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增压器后置方案的特点是空气先经过化油器与燃料混合后再进行压缩,待混合气的压力和密度提高后再送入气缸。其优点是: 1)不用考虑化油器的密封问题,

2)混合气经压气机的搅动,雾化混合较好;

J)化油器的供油特性易于满足增压要求,但需加大化油器的喉部尺寸,

4)汽油泵可不作改动。其缺点是: (1)增压器发生故障时不易与发动机脱开; (2)若发动机回火,容易损坏压气机叶轮; (3)、当节流阀开度较小时,进气管真空度传

至压气机中,将增压器润滑油吸出,卷人气缸,增加润滑油消耗,影响发动机的正常燃烧。为了克服这一弊病,必须在压气机前后设置联动节流阀

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图2是BMW-ALPINA小客车汽油机废气

涡轮增压系统。其发动机型式为直列6缸,排量3公升,与h1}K公司生产的K27型涡轮增压器匹配,最大功率为300马力/6000转/分。该系统最高增压压力为0.85巴(1巴=0.987大气压),使用空气—空气中间冷却器。

进气旁通阀5的作用是生l镌节流阀突然关闭的时候(如汽车的加速换档过程),增压器的转子在惯性力的作用下仍在高速运转,继续向发动机送气,而此时韦流阀已关闭,气流无路可走,压气机阻力增加,容易引起其喘振。为此,必须在增压管路上安装一只由节流阀下端进气真空度控制的旁通阀,在节流阀开度较小时将增压空气旁通。其作用是一方而防止喘振;另一方面因压气机负载减轻,转子仍可以

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保持较高的转速,当再开大节流阀时,有利于增压器及汽车的加速。进气旁通阀的另一个作用就是当增压压力达到额定值后,将克服弹簧力与进气压力之和,阀门打开,进气旁通达到限制增压压力的目的,它与废气旁通阀配合作用,共同来调韦增压压力。

图3是另一种Saab小客车汽油发动机的增压系统〔51。该发动机为4缸直列式,排量2公升,与Garrett废气涡轮增压器相匹配,在增压压力为0.5巴时,最大功率为145马力/5000转/分。限器1. 2的作用是当发动机转速在6000转/分时,截断油泵电路,停止供油。过压开关5的作用是当增压压力超过。.75巴时,截断汽油泵电路,停止彩A.油。

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