6135G涡轮增压柴油机毕设

1、华中科技大学文华学院毕业设计6135G柴油机模件式MPC涡轮增压加中冷的研究2012年5月22日目 录摘 要1关键词1Abstract2Key words2前 言31本次设计的任务内容52涡轮增压参数确定与涡轮增压器的选配52.1 6135G柴油机原始参数5涡轮增压参数计算6涡轮增压器的选取73.设计MPC增压系统，确定涡轮增压器布置方案9关于MPC增压系统的设计9涡轮增压器的布置方案114.确定中冷器形式和结构尺寸11明确中冷的作用11中冷器的选择11中冷器的尺寸计算125.增压后燃烧系统，供油系统和配气系统适应性分析与改良15燃烧系统的适应性分析与改良15供油系统适应性分析与改良15配气系

2、统适应性分析与改良15结束语17参考文献18致谢196135G柴油机模件式MPC涡轮增压加中冷的研究 摘 要 本次毕业论文的主要内容，首先是增压后功率176KW时确定涡轮增压参数以及选配涡轮增压器。对于涡轮增压参数，一般就是确定涡轮增压器供应柴油机所需的空气流量，和所需的增压压力，然后在满足选配要求的情况下选配适宜的涡轮增压器，并且得出增压后的温度。其次是设计MPC增压系统，确定涡轮增压器的布置方案，对于MPC的系统涡轮增压器一般采取旁置，涡轮的进气口直接与排气管的出口相连接 ，压气机的出口连接中冷器。再是确定中冷器形式和结构尺寸，对于中冷器我选着的是管壳式，利用冷却水走管程，增压空气走壳程的

3、逆流设计。最后是对增压后燃烧系统、供油系统、配气系统的适应性分析与改良，其具体的分析与改良方法在后文将详细表达。关键词：空气流量；增压压力；旁置；管壳式；逆流6135G diesel method the a type (MPC) turbocharged inter-cooled addedAbstractThe main content of the graduation thesis, first is boosting power 176 KW after established turbocharged parameters and matching turbocharger. Fo

4、r turbocharged parameters, it is commonly determined supply diesel engine turbocharger for air flow, and required pressurization pressure, and then meet matching requirements of the situation matching appropriate turbocharger, and after that the temperature of turbo. Next is the MPC pressurization s

5、ystem design, determine the turbocharger layout scheme, for the MPC turbocharger by general system to buy, the intake of turbine directly with exhaust pipes export connected to the export of the cold compressor connection. Again is to determine the form and structure size cold, cold device I choose

6、to is tubular, use of cooling water go tube, pressurized air go shell reflux design process. The last is the combustion system, after boosting fuel supply system, the adaptability of the gas distribution system analysis and improvement, the specific analysis and improvement measures in the article w

7、ill detail.Key words: the air flow; Boosting pressure; Buy the; Tubular; counter-current前 言对于柴油机涡轮增压的开展，近二十年来，涡轮增压器的研究和制造工作取得了长足进步，迅速向超高压比、高效率、宽流量范围等方面开展。目前单级涡轮增压器的>4.0,个别的=56。随着越来越高，出现了超高涡轮增压柴油机。涡轮增压器的效率也在不断的提高，从五十年代的VTRO系列的=55%左右到九十年代的VTR4E系列的=70%以上，最大的一型VTR4E涡轮增压器75%。同时，为了满足中、高速中等功率的高增压柴油机的需要，

8、径流涡轮增压器效率也在不断提高。而随着增压比的增加，不但压气机效率有所下降，而且流量范围也在变窄，因而可以匹配的柴油机功率范围也变小。故在提高增压比的同时，应该注意采取措施拓宽涡轮增压器的流量范围。例如ABB公司VTR630的压气机，假设取其1944年的空气流量为100%，那么1954年扩大至140%，1964年扩大至185%，1970年扩大至235%。但车用增压柴油机，随着增压压比的提高，低工况进气缺乏的问题尤显突出；涡轮响应滞后不仅影响了加速性，还造成了车辆启动时排放指标的恶化，同时涡轮增压器本身的性能及可靠性也制约着涡轮增压技术的开展。当前采用新的增压系统可以解决。而新的增压系统就有：1

9、.1高工况放气系统。高工况放气是改善车用增压柴油机低速工况的最常见措施，采用带旁通阀的增压器，其原理是按增压压力的要求通过螺旋弹簧预先压紧橡胶膜片，一旦增压压力到达弹簧的预加负荷，放气阀门就翻开，使涡轮内部的废气进入排放系统中。为了确保低速性能，放气点一般选在发动机最大扭矩点处，柴油机在告诉工况工作时，通过旁通阀前的一局部废气，以降低增压转速和压比来限制最大爆发压力。这是目前国内采用最多的方法，缺乏之处是由于放走了以局部废气，造成了能量损失，牺牲了增压器的效率，柴油机高工况的燃油消耗有所增加。目前，国外还采用一种增压压力电子控制系统，同单纯的由压缩空气操纵的、仅限制全负荷压力的控制系统相比，弹

10、簧的预加负荷非常低，它按照增压空气温度、点火提前角和燃油的特性等众多参数来进行控制，允许最正确局部符合增压压力的建立，在加速期间暂时的超高增压也是允许的，其适应性更强。 1.2低工况进排气旁通系统。进排气旁通系统的原理是当柴油机低速运行时，增压空气绕过气缸，直接进入涡轮前的排气管，由此增大气体流量，提高增压压力，这样可以防止低工况的喘振，改善发动机低速工况性能，如利用废气余热对旁通的空气加热，效果会更好，德国MTU公司396柴油机就采用了进排气旁通系统来改善低速工况性能，但该系统控制调节局部难度大，主要应用于大功率高增压柴油机。1.3可调涡轮喷嘴截面增压系统。可调涡轮喷嘴截面增压系统的核心技术

11、是通过改变喷嘴环叶片的出口角来控制增压器转速，在发动机低速时，通过关闭喷嘴环减小涡轮流通截面积，使增压压力提高，从而改善发动机低速特性。发动机高速时，喷嘴环逐渐翻开，涡轮流通截面积增大，使增压压力比非控制的涡轮箱压力减小。采用该系统可在不损害高工况经济性的同时，低速扭矩增大约16%，并可扩大低油耗率运行区，提高柴油机的加速性；与使用废气放气阀相比，大大减小了高工况时涡轮效率损失。该系统在欧、美、日正得到广泛的应用，五十铃6WAI 12 L柴油机既采用了可调涡轮喷嘴截面增压器，盖瑞特公司、KKK公司均研制了可调涡轮喷嘴截面增压器。但一般的可调喷嘴增压器均有一个缺点，即为了使喷嘴叶片自由转动，需要

12、在叶片和涡轮箱之间留有较大间隙，这就增大了涡轮的漏气损失，使增压器效率降低。ABB公司研制的可调涡轮喷嘴截面增压器采用了享有专利的喷嘴环叶片与涡轮箱之间零间隙设计，使得柴油机在全工况范围内涡轮效率损失降至最低。该型增压器1998年已经进行装车试验，使发动机在局部负荷工况下燃油消耗率降低了10g/(kW h),在高负荷低转速下燃油消耗率降低了20 g/(kW h)。欧、美、日为了到达严格的排放法规，在增压柴油机全工况范围内进行调节，采用可调涡轮喷嘴截面增压器已成为主流。国内局部高校及研究所正在开展这方面的研究，目前尚未实现商品化。美国特博达恩公司开发的电动放气涡轮增压系统主要用来解决增压柴油机涡

13、轮滞后现象，其原理是把带旁通阀增压器的转子总成和一台电机相连接，以便来提高加速时的运转速度，从低怠速到达转矩峰速，电机带动增压器转动保证发动机的充气量；当涡轮增压器转子到达足以充分向发动机充气的速度时。电机与供电系统断开。在高速工况，通过放气阀放走多余废气，以限制增压器的最高转速。该系统允许电机在发动机高速范围内成为发电机，使发电机废气中过剩的能量转换成电能，电机向电路回输电流，通过适宜的电子控制装置，把电机中的电能分配给发电机有用的方面，该系统可显著改善发动机的低速特性，特别是启动性能，大大减少车辆启动时的有害排放，消除涡轮滞后，改善油耗，比拟适合城市客运车辆。增压转换系统是指顺序增压系统及

14、两级增压系统，主要为了解决发动机局部负荷特性问题，可在降低燃油消耗的同时功率提高约10%。在顺序增压系统中，通过转换阀把多个增压器并联起来，发动机低速时只有小增压器在工作；中速时小增压器关闭，大增压器翻开；高速时，大、小增压器同时工作，以此实现低速时的高扭矩。与一般增压发动机相比，采用顺序增压的发动机，可使多台增压器都处于压气机最正确效率区，使发动机在不同工况范围内有不同的最正确配合点。该系统已在MTU公司的系列产品16V396等机型得到了成功应用。两级增压系统可使两级增压器都运行在压气机最正确效率区。在小型车用发动机上，通过机械增压预压空气作为首级增压的方案也正在研究。此外还有超高增压系统H

15、yperbar,扫气旁通系统Scaby及谐振复合增压系统等，这些在中小功率车用柴油机上应用不多。对于涡轮增压技术开展的未来。涡轮增压技术的开展与柴油机未来开展的要求密切相关，主要服从于未来的排放法规要求和进一步降低燃油耗。涡轮增压系统应有更高的热效率；在增压系统与发动机的匹配上有可能采用电子模糊控制系统，使增压系统与燃油系统在发动机全工况内实现最正确匹配，对车用涡轮增压器将要求尺寸更少，质量更轻，效率更高，同时要求增压器有良好的可靠性，并可按发动机工况要求进行调节。1本次设计的任务内容本次毕业设计的内容分为四步：增压后功率176W，确定涡轮增压参数，选配涡轮增压器；设计MPC增压系统，确定涡轮

16、增压器布置方案；确定中冷器形式和结构尺寸；增压后燃烧系统，供油系统，配气系统适应性分析与改良。2涡轮增压参数确定与涡轮增压器的选配2.1 6135G柴油机原始参数 主要规格和技术经济指标如下：气缸数 6气缸直径mm 135 活塞行程mm 140 压缩比 活塞总排量L 12额定转速r/min 1500额定功率KW 持久功率KW 工作转速范围r/min 1000-1500空车最低稳定转速r/min 500燃油消耗率克/瓦小时 机油消耗率克/瓦小时 平均有效压力MPa 活塞平均速度m/s 7最大扭矩·m 气缸发火顺序 1-5-3-6-2-4曲轴旋转方向面向飞轮端看 逆时针柴油机净重公斤 1

17、1602.2涡轮增压参数计算2根本参数的选取1过量空气系数的选取：对于增压中速四冲程柴油机 =1.7-2.1。但值小，往往会引起柴油机燃烧不完全，气缸热负荷增大，排气温度增高，热效率下降等。而值大那么与上述情况正好相反。增压柴油机采用较高的值是为了降低热负荷，用更多的空气以扫气的方式带走燃烧室部件的热量。所以综合考虑选取2扫气系数的选取：增压后柴油机进气管压力大于排气管压力，有时进排气门叠开期加大，假设排气压力波组织合理，扫气效果更佳。因此，增压后的扫气质量改善，扫气系数大于1。对于一般增压四冲程柴油机，增压后扫气系数。增压后扫气质量提高，那么扫气系数较非增压降低。增压后扫气系数取为=1.15

18、。3燃油消耗率的选取：增压后指示效率和机械效率均会提高，那么增压柴油机的燃油消耗率一般可较非增压柴油机降低3%-8%甚至更多。取6%，那么燃油消耗率=180÷×94%=0.23 kg/kwh4充量系数的选取：充量系数是表征实际换气过程完善程度的一个重要参数。增压后，固然缸内温度升高，但增压空气温度升高的更多，使缸盖缸壁活塞顶与新鲜充量的温度差减小，进气压力较高。这均使增压后的充量系数较非增压的高。一般增压高速四冲程柴油机，有扫气的情况下的充气系数为0.91.0，那么取其为0.99。2空气流量的计算涡轮增压柴油机所需的空气量可按以下公式计算： /s 1-1 其中增压后油耗率=

19、230g/kw·h ；增压后功率=176kw ；=14.3 ；利用1-1式计算得空气流量：=0.386/s2增压压力的计算增压压力：=+0.0030.005MPa (1-2) 增压后有效功率： kw 1-3其中-气缸数；-气缸工作容积()； -平均有效压力(MPa)；-工作转速r/min；-冲程系数，对于四冲程为2，对于二冲程为1。 MPa 1-4其中-柴油机进气温度，一般增压四冲程柴油机=273+4060K,取=323K。-充量系数。其余参数见开头选取值。利用1-3式算得增压后平均有效压力=1.2 MPa,再带入1-4式求的=0.2092 MPa,将带入1-2式得=0.213 MP

20、a 。即增压压力=0.213 MPa ，那么增压比=0.213/0.101=2.11 。2增压空气温度计算增压空气温度： 1-5其中-环境温度，取=20；=1.4；-增压比，= /,为环境压力；-压气机效率，一般=0.720.78，取0.76。增压比=0.213/0.101=2.11 。那么由1-5式算得增压空气温度=384.7 K，即=111.7 。2.3涡轮增压器的选取 涡轮增压器的根本结构包括涡轮局部和压气机局部。 对于废气涡轮增压系统，其工作的根本原理是：柴油机气缸排出的废气经过排气管流进涡轮局部，推动涡轮的旋转工作，涡轮的转动直接带动压气机的压缩机轮的转动，压气机将新鲜空气压缩并送入

21、进气管。即废气的脉冲能转换为涡轮的动能，涡轮的转动直接带动压气机的压缩机轮转动，由此带动压气机作功。涡轮增压器的根本结构示意图如以下图所示： 图1-1 涡轮增压器的根本结构示意图关于涡轮增压器与柴油机的匹配：柴油机与涡轮增压器的匹配包括三个方面，即柴油机与压气机的匹配，柴油机与涡轮的匹配和压气机与涡轮的匹配，但是本次设计选取的涡轮增压器为固定型号的，那么压气机与涡轮的匹配不考虑。柴油机与压气机的匹配：压气机不但要到达预定的增压比，而且要具有足够高的效率。不同用途的柴油机对压气机特性的要求是不同的，对于发电用的固定柴油机和船用柴油机，一般的压气机特性均能满足要求，而车用柴油机的转速范围宽广，要求

22、相应的压气机具有宽广的流量范围和具有较宽的压气机高效区。如果要求柴油机的扭矩系数越宽，也就要求压气机流量范围越宽和高效区越宽，但压气机在高压比下得到宽广的流量范围和高的效率是相当困难。柴油机与压气机的匹配，要有压气机流量特性和柴油机的流通特性，将两种特性相叠合就可以看出其匹配情况，良好的匹配应是柴油机特性线穿过压气机的高效区，且最好使柴油机运行线与压气机等效线相平行，应防止柴油机耗气特性线处于压气机的低效区或过于接近喘振线，甚至穿过喘振线，使柴油机与增压器联合工作时出现工作不稳定。一般要求柴油机低速时的耗气特性线离开喘振线的距离即喘振裕度约10%的喘振流量。柴油机与涡轮的匹配：涡轮应具有适宜的

23、流通能力，并在柴油机运行的范围内具有较高的效率。实践证明涡轮流通能力的大小对匹配性能是十分敏感的，柴油机与涡轮的匹配是否良好主要看涡轮流通能力的选择是否适宜。其方法是在涡轮流通特性上标上柴油机的工作特性线 ，如果柴油机工作线偏离该型涡轮的流通特性，就应选择较大型号或较小型号的涡轮变型，如果柴油机和涡轮两者流通特性相差不大，也可变换涡轮喷嘴环面积来改变涡轮的流通能力，以到达良好匹配。一般在柴油机与涡轮的匹配中能找到一个最正确的喷嘴环面积，此时柴油机排气温度最低。 涡轮增压器的选取：根据上面算得的空气流量0.386 kg/s以及增压比为2.11。那么可以选取涡轮增压器的型号，我选取的是俄罗斯乌拉尔

24、涡轮发动机制造厂生产的型号为TKR-10的涡轮增压器，其流量范围为0.370.46 kg/s，最高增压比为2.90。空气流量靠近最小的流量范围值，是为了有较高的效率，但是变工况后如果流量太低又会引起柴油机喘振，所以与最低流量范围值保持一定差距。而因为存在变工况，所以增压比比最高增压比小且保持一定差距。3.设计MPC增压系统，确定涡轮增压器布置方案3.1关于MPC增压系统的设计MPC系统是一种串接式排气管系统，如以下图2-1所示。每个气缸在其出口处接一个模件。模件由引射器和圆柱体组成见图2-2。MPC的引射器通过法兰直接与相应的气缸排气口连接。引射器似一个呈收缩状的喷嘴，以一定的角度与圆柱体相交

25、。圆柱管局部两端设有连接用的凸缘，并用膨胀接头与相邻的模件彼此相连。各个气缸的MPC模件彼此相连，其圆柱局部就组成了排气总管。一端封闭，另一端通向涡轮进口，向涡轮定压供气。图2-1 MPC增压系统MPC系统的工作原理是当气缸排气门翻开后，排气即流入引射器，并在其中加速，使流入排气总管的气流具有较高的动能，但其压力却明显下降，减少了总管中的压力波动。引射器喷嘴出口的速度能传递给总管内具有一定速度的气体，再一起流向涡轮进口。由于引射器本身的容积非常小，所以喷嘴对排气总管的引射器本体之间起动力隔离作用，一方面使气缸排气初期的脉冲压力不会直接传到排气总管，有效的抑制了排气压力通过排气总管干扰其他缸的扫

26、气；另一方面，可使引射器空间的充气和排气时间缩短，引射器内德压力能迅速跟上气缸内压力的变化，减少气流在排气门处的节流损失。由于引射器安装在气缸排气口处，故消除了在多脉冲增压时遇到的压力波反射问题。当MPC的结构参数选择适当，增压系统工作协调时，排气门处气流节流损失将减少，加上取消排气支管也使流动损失减少，两者带来的好处可以抵偿排气总管内气流高速流动所产生的附加损失。MPC系统的能量传递效率和脉冲系统的相当。图2-2 MPC模件示意图MPC的主要结构参数有1引射器的有效截面积及其形状引射器喷嘴出口截面积和进口截面积之比称为收缩系数f(即/)。f值增大，那么喷嘴前后的气流压差减小；f值减小，那么喷

27、嘴前后的气流压差增大，排气管内气流压力及其波幅将减小，流速增大。一般选f=(0.40.8)。对于6135G柴油机，其排气口为长方形，长59MM,宽50MM，那么其面积=0.00295。选取f=0.6,那么=0.001772总管内径dMPC系统的排气总管内径d比通常的定压增压系统的要小，其目的是为了保存各个气缸相继排出的速度能。最正确管径要综合考虑，既要充分利用自由排气的脉冲能，又要减少沿排气总管流动的损失。一般选d=(0.500.60)D。那么气缸直径D=135 mm,选取d=0.55D=74.25 mm。3引射器与总管的交角较小的角，有利于保持气流在引射器内获得的动能，减少在总管入口处的流动

28、损失，使气流顺着总管管道流向涡轮，并且进入排气总管时能对其上游的气体起到较好的引射作用，有利于上游气缸的扫气。但角过小，又将引起引射器流道的加长，甚至引起气流产生别离现象，增加流动损失。故角选取30° 。4MPC模件的圆柱体的长度L，其长度为6135G柴油机的相邻两个排气门中心线之间的间距，据柴油机原气缸盖的结构尺寸有L= 83 + 87 mm= 170 mm 。确定以上主要结构参数那么根本确定MPC模件的形状，而排气总管即由6个MPC模件的圆柱体相连接，并且引射器喷嘴的方向一致，背向引射器的一端密封，顺向引射器喷嘴方向的一端直接连接涡轮进气口，其根本结构尺寸图见附图2-33.2涡轮

29、增压器的布置方案由于本人采用的是MPC增压系统，因此排气管的出口只能在柴油机的一端，那么涡轮增压器的布置也就只能在柴油机的一端，涡轮的进气口直接与MPC增压系统的排气口向连接，而压气机的出口与中冷器的进口相连接。具体的布置情况参见附图2-44.确定中冷器形式和结构尺寸4.1明确中冷的作用随着增压比的增加，压气机出口的空气温度也随之升高，因而在一定程度上限制了发动机充气密度的提高，局部抵消了增压效果。在增压比比拟高时，需要采用中冷器对发动机进气进行冷却即所谓中冷，以降低进气温度，提高充气密度，从而可加大喷入的燃料量，以提高平均有效压力，增加发动机功率。同时还可以提高发动机的经济性，降低排放。进气

30、中冷的作用除可以提高发动机功率外，还可以降低发动机热负荷和排气温度。在给定的增压压力下，一般增压空气温度每下降10K，空气密度可增大约3%。当空气量和燃油消耗率不变时，柴油机的功率也能提高约3%。此外，发动机效率也随增压空气温度下降而有所上升，增压空气温度每下降10K，发动机效率可提高约0.5%。这样，在相同的空燃比下，增压空气温度每下降10K，发动机效率可提高约3.5%。进气中冷也会带来一些问题和缺点，主要是:增压空气流经中冷器时不可防止的会因为流动阻力而产生压力损失，局部地抵消了增压空气温度下降而带来的充气密度的提高；增设中冷器增加了发动机本身的本钱跟重量尺寸；中冷器在使用初期效果较好，随

31、着使用时间增长，流通外表容易结水垢和积灰尘，冷却效果变坏；对车用发动机还有冷却水源的问题，如利用发动机缸套水，那么冷却效果大受影响，此外，还有散热和布置问题。4.2中冷器的选择对于中冷器，目前采用的中冷器都属于错流外冷间壁式冷却方法，根据冷却介质的不同，有水冷式和风冷式两大类。对于风冷式冷却在这里不与详细介绍。而水冷式冷却根据冷却水的不同又分为用柴油机冷却系统的冷却水冷却和用独立的冷却水系冷却：1用柴油机冷却系的冷却水冷却时，不需要另设水路，结构简单。柴油机冷却水的温度较高，在低负荷时可对增压空气进行加热，有利于提上下负荷时的燃烧性能；但在高负荷时对增压空气的冷却效果较差。因此，这种方式只能用

32、于增压度不大的增压中冷柴油机中。(2)用独立的冷却水系冷却，柴油机有两套独立的冷却水系，高温冷却水系用来冷却发动机，低温冷却水系主要用于机油冷却器和中冷器。这种冷却效果好，在船用和固定用途柴油机中普遍应用。我选择的是间壁式换热器中的管壳式的换热器，且是用冷却水冷却的，具体的用什么冷却水，要具体看柴油机用来做什么。其根本示意图如下：冷却水走管程增压空气壳程程图3-1 简单的管壳式换热器示意图如图，压缩空气走壳程如空白箭头所示方向，冷却水走管程如黑箭头所示方向。采用逆流式换热，因为逆流布置时对数平均温差比顺流布置时大12.3%。也就是说，在同样的传热量和同样地传热系数下，只要将顺流系统改为逆流系统

33、，就可以减少12.3%的换热面积。4.3中冷器的尺寸计算计算量如下：流量为=0.386 kg/s的增压空气，在中冷器中从=冷却到=50。中冷器采用1-2型壳管式结构，管子为铜管，外径10，壁厚1。冷却水在管侧流过，进口温度=30。增压空气在壳侧。增压空气侧的外表传热系数=95 W/(·K)，水侧的外表传热系数=5850 W/(·K)。那么增压空气侧的热流量为： 3-1 ××111.7-50× W设冷却水出水温度为=45，那么冷却水温差： -=45-30=15 3-2 (3-3)其中水的比热那么利用3-2式与3-3式计算出冷却水的流量：从而得出冷

34、却水的体积流量为： 3-4由于铜管的内管面积为： 3-5那么管中冷却水的流速为： 3-6在计算对数平均温差时，要知道参数P和R，以便查表得出修正系数其中参数： 3-7 3-8由P和R根据传热学图10-23查的修正系数那么对数平均温差有： 3-9传热系数k为: (3-10)带入相关数据得传热系数那么中冷器的换热计算面积为： 3-11从而所需换热的铜管的长度L有：×9×L 3-12 得L=253.7 m，取每根管长l=0.7 m,那么所需管子的根数为： 根 (3-13)管子的排布采用叉排，其根本排布形式如下：图3-2 管子叉排布置示意图如上图，采用叉排布置，每根管子之间的横&#

35、183;纵距离为10，根据计算排布，最中间取19根管子，然后两边依次减1根，那么总共可以布置361跟管子，剩余2根管子于排布后的弧形空白区域布置。根据管子外径10，有中冷器外壳的内径为D=19×10+10+10 =0.39 m。 即取壳厚为10，那么中冷器的外壳的外径为=0.41 m。然后在管子的最外端连接冷却水的进出水口，具体外形及结构图参见附图3-1。5.增压后燃烧系统，供油系统和配气系统适应性分析与改良5.1燃烧系统的适应性分析与改良 增压后功率增大将近一倍，中冷前新鲜充量的温度是压气机出口温度的函数，比非增压时高的多。压缩始温的增加，必然造成柴油机工作循环各特征温度相应提高。

36、同时，循环供油量增加以后，固然用于转变为有用功的热量增加了，但与此同时，损失的热量也随之增多。这表现为在机油温度，冷却水温度及排气温度均显著提高。这对柴油机和涡轮增压器都存在热负荷过大的问题，会出现气缸盖“鼻梁骨断裂，活塞环烧结卡死及活塞烧裂等现象。 为了降低热负荷，可以相应改善燃烧系统，即促进燃烧室内的油气混合。增压后缸内油和气均增多了，但混合的时间不变，因而要按时燃烧完循环油量，必须强化油气混合。如加强进气涡流，适当提高喷油压力，调整油嘴安装深度和改善燃烧室形状，可加强油气间的扰动，细化油粒和改善油气间的均匀分布，从而促进雾化混合，减少后燃。还有可以增加过量空气系数，增加过量空气系数可有效

37、降低最高燃烧温度，既有利于改善排放，又能减小热负荷。5.2供油系统适应性分析与改良柴油机增压后循环供油量相应增大，假设供油系统不作调整，热负荷必然增加。因此需要调整供油规律：循环供油量增加后，应适当加粗喷油泵柱塞直径，增加喷孔数或喷孔孔径，适当调整油泵凸轮形线。既要保证滞燃期内喷油量适度，使速燃期内燃烧比拟平稳，有较合理的压力升高比，又要保证余下的循环供油量在速燃期内以合理的规律尽可能全部喷入，使燃烧在上止点附近完成，效率较高，后燃较少，排气温度低。还需要合理调整供油提前角：供油提前角对排气温度的影响十分显著。减小供油提前角对降低柴油机爆发压力有利，但供油过迟会加剧后燃，使排气温度升高。增压柴油机由于介质和燃烧室壁温较高，滞燃期短，因此供油提前角应比非增压时略有减小。同时适当减小供油提前角还可以缓解柴油机的机械负荷。5.3配气系统适应性分析与改良 同样增压后会增大热负荷，而对于配气系统，为了降低热负荷有：1适当增大进排气门叠开角。实践证明，