柴油机涡轮增压技术-提高平均有效压力及改善低工况的措施

提高平均有效压力及改善低工况的措施

4.1提高平均有效压力的措施4.1.1米勒系统1.设计思想R.H.Miller1951年提出了低温高增压系统2.特点1）只改变进气门开闭时刻，膨胀比不变。大负荷时膨胀比大于压缩比。

2)进气门定时变化使开、闭时间共同提前或延后，相应气门重登角也发生变化。

3)起动及低负荷时，采用高压缩比，改善了部分负荷性能；高负荷时，采用低有效压缩比，限制了最高爆发压力的过分增大，以确保发动机的可靠性。

4)具有较低的温度，充量增多，过量空气系数φa大，压缩开始时缸内温度低，从而减小了热负荷。

5)米勒系统有较低的缸内温度，NOx的排放较少。

6)米勒系统与其他增压系统比较，达到同样的平均有效压力时需要有较高的增压比。4.1.2可变压缩比增压系统

1-外活塞2-内活塞3-弹簧集油器4-弹簧泄油阀5-上油腔6-进油阀7-通道8-止回阀9-下油腔10-泄油孔4.1.3Hyperbar增压系统

2.特点（1）工作循环方面的特点

1)高增压比。

2)低压缩比。

3)其工作循环属于低温循环。（2）结构方面的特点

1)旁通。

2）旁通节流。

3）补燃。（3）质量和尺寸方面的特点

1)主要零部件结构尺寸基本不变。

2）热负荷基本不变。

3）机械负荷基本不变。（4）优缺点1）功率增长幅度大。2）转矩特性宽广。3）加速性好。4）排放污染轻。5）油耗偏高、结构复杂。4.1.4二级增压系统特点1)双轴式运行范围宽，便于调节。2)两台独立运行的涡轮增压器能更好地在各自的高效区运行因而总效率高。3）双轴式二级涡轮增压器无需专门设计与制造，总造价较低。4）单轴式二级涡轮增压器所占空间较双轴式的小。高、低压级能量分配原则：1)在标定工况下，使二级压气机系统总效率达到最大值。2)从高压级、低压级增压器尺寸大小的配合出发，进行最佳增压比分配。3)从改善部分负荷特性出发，进行最佳增压比分配，这种分配原则应用较多4.1.5提高单缸柴油机性能的措施单缸柴油机增压技术路线分析（1）机械增压

（2）机械增压中冷（3）涡轮增压3.增压中冷单缸柴油机台架和道路试验4.2改善低工况的措施

4.2.1增压柴油机低工况性能分析4.2.2可变截面增压系统采用变截面涡轮的优点是:①在不损害高转速经济性的条件下，增大低速转矩；②扩大了低油耗率的运行区；③使柴油机的加速性提高；④可以满足要求越来越高的排放和噪声法规。

4.2.3放气系统4.2.4低工况进、排气旁通系统Pe/kW图4-218ZA40S柴油机进、排气门旁通后性能的改善4.2.5电辅助增压系统4.2.6复合谐振增压系统图4-26B6135Z柴油机采用复合谐振增压系统与一般涡轮增压系统的性能比较4.2.7相继增压系统4.2.8二次进气增压系统4.2.9顾氏增压系统4.2.10SCABY增压系统4.2.11AVIEIT增压系统4.2.12MIXPC增压系统4.3改善增压柴油机瞬态特性的措施4.3.1增压柴油机的瞬态特性分析（1）定义：增压柴油机瞬态特性是指在变速或变负荷情况下柴油机的性能。（2）现象：

当油量突加时（加速、加负荷时），排烟严重。图4-3812V396TC32柴油机瞬态特性（3）供气量滞后的原因

增加供油量以后，缸内气体能量增加，但在排气门开启之前，涡轮得不到这部分能量；即使排气门打开，由于排气管体积较大，其中的气体具有可压缩性，需经过几个工作循环，排气管中的气体压力才能逐步上升，即涡轮得到的能量增加需经过一段时间；即使涡轮得到的能量增加，其本身及增压系统具有一定的转动惯量，加速转子需消耗一部分能量，也使其瞬态响应滞后；进气管具有一定的容积，增压压力的提高也需要一个过程，因此供气量的增加需要时间（4）瞬态特性不好的危害燃烧不完全，冒烟；联合运行线的位置与稳态时相比发生偏移。4.3.2减小进