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文檔簡介
《汽車發(fā)動機原理》教案單元第七章車用發(fā)動機廢氣渦輪增壓理論授課時間4學(xué)時本單元的教學(xué)目標1.掌握增壓對發(fā)動機動力性影響的因素分析2.車用發(fā)動機動力性3.理解機械增壓、廢氣渦輪增壓、復(fù)合增壓、慣性增壓、組合式渦輪增壓、氣波增壓的原理、機構(gòu)特點與優(yōu)缺點。本單元教學(xué)內(nèi)容1.車用發(fā)動機增壓的原因2.增壓系統(tǒng)比較本單元的教學(xué)方式（手段）主要采用多媒體播放PPT、動畫和視頻教學(xué)；本單元師生活動設(shè)計講授為主，配合重點內(nèi)容提問本單元的講課提綱、板書設(shè)計7-1概述一提高發(fā)動機單機功率的方法根據(jù)：[kW]1改變發(fā)動機結(jié)構(gòu)參數(shù)：缸數(shù)i，缸徑D，沖程S，沖程數(shù)。2提高轉(zhuǎn)速n及活塞平均運行速度。3提高平均有效壓力。增壓。其中：為充量密度。二增壓的優(yōu)點和主要技術(shù)困難（一）增壓的優(yōu)點1減少氣缸數(shù)目和氣缸直徑，減小比重量，提高升功率。采用四氣門機構(gòu)，可大幅度減小比重量，提高升功率。2降低制造成本。3增大熱效率，提高燃料經(jīng)濟性。4補償高原地區(qū)的功率損失。5減少排氣污染物和噪聲。（二）主要技術(shù)困難1增壓使發(fā)動機的機械負荷和熱負荷增加。2小型渦輪增壓器的效率偏低。3增壓器對發(fā)動機的扭矩特性和變工況運行的適應(yīng)性較差。三增壓系統(tǒng)的分類根據(jù)驅(qū)動增壓器的能源不同，分為三類。K—壓氣機，T—廢氣渦輪機。（一）機械增壓系統(tǒng)用于小功率發(fā)動機，由發(fā)動機曲軸直接驅(qū)動，[MPa]。但消耗有效功率，若消耗的有效功率>10%，。（二）廢氣渦輪增壓系統(tǒng)1廣泛應(yīng)用于柴油機。最大，[kW]。2缺點：（1）由于增壓器在前，則必須應(yīng)用汽油噴射系統(tǒng)或壓力式化油器。（2）通常化油器不能感受由于增壓壓力變化而引起的空氣密度的變化。因此，不能保證提供具有合適混合比的混合氣。（3）由于節(jié)氣門關(guān)閉時限制了增壓器排氣，容易導(dǎo)致增壓器喘振。3缺點：（1）化油器與發(fā)動機之間隔了一個增壓器。因此，化油器對發(fā)動機工況變化反應(yīng)不敏感。（2）混合氣運行長，燃料易在增壓器中沉積。（三）復(fù)合增壓系統(tǒng)四特性參數(shù)（一）增壓比由公式：[kW]因為：所以：代入式，得：而平均有效壓力代入式，得未增壓時發(fā)動機功率的分析式：增壓后，空氣密度由未增壓時的大氣密度變?yōu)樵鰤汉蟮拿芏龋捍胧?，得到增壓后的發(fā)動機功率分析式：增壓空氣在增壓器中壓縮是按多變過程進行的。增壓前：；增壓后：。假定多變指數(shù)n=2，則時，才。壓力增長很多而密度增大不多。這主要是因為增壓后溫度會升高的緣故，若增壓后溫度不變，則與p成線性關(guān)系。則：若在整個增壓過程中，下降或保持為某一常數(shù)，則：此時：與成正比。增壓比：；低增壓：，[kPa]中增壓：，[kPa]高增壓：。[kPa]通常，為了不使過高，在增壓器與發(fā)動機之間設(shè)置一個中冷器，對增壓后的空氣進行冷卻，稱為中間冷卻。由圖中可見，有中冷比無中冷時的增加很多。在的高增壓時，必須有中冷裝置，否則，太高，影響增壓效果，使，并導(dǎo)致零件熱負荷過高。但在的中、低增加時，沒有必要設(shè)置中冷裝置。（二）增壓度