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内燃机增压

[拼音]:neiranji zengya

[外文]:supercharging of internal combustion engine

通过提高内燃机进气压力来增加内燃机功率的措施。提高进气压力(又称增压压力)可增大进入气缸的空气密度,使供入气缸内的空气量增加。这样就可以燃烧更多的燃料,从而大幅度地提高功率,而且还能改善内燃机的燃料经济性;若使增压空气受到冷却还能减少排气中的有害成分。内燃机在高海拔地区工作时,因大气压力低而充量不足,使功率下降。这时若用增压,可以提高进入气缸的空气压力,使内燃机功率得以增大。内燃机采用增压后,机械负荷和热负荷会增高,特别是在高增压时,过高的机械负荷和热负荷会使内燃机零件损坏,因此内燃机采用增压方法增加功率的程度就受到限制。至20世纪80年代初,高增压柴油机的功率比非增压柴油机功率高200%以上。

内燃机增压通常有两种分类方法。按增压压力pk的大小可分为低增压(pk小于0.15兆帕)、中增压(pk=0.15~0.025兆帕)、高增压 (pk=0.25~0.4兆帕)和超高增压 (pk大于0.4兆帕)。按所用增压器的不同可分为惯性增压、机械增压、废气涡轮增压、复合增压和气波增压(见图)。

惯性增压

内燃机装有特殊设计的进排气管(主要是进气管),利用其中气体运动的惯性效应和波动效应实现增压。这是一种简便的方法,用在单缸内燃机上效果比较明显,功率最大可提高10~15%。

机械增压

由内燃机曲轴通过传动机构驱动压气机(机械增压器)进行增压。压气机大多为离心压缩机和罗茨鼓风机等。驱动压气机要消耗内燃机一部分功率,而所耗功率又随增压压力的提高而迅速增大,这就使内燃机燃料消耗率增加。因此,这种方法只适用于低增压内燃机,而且已很少采用。

废气涡轮增压

利用内燃机的排气能量推动废气涡轮增压器的涡轮旋转,涡轮带动与它同轴的压气机向内燃机气缸提供高压空气。在增压压力较高时空气温度往往升高很多,这对增高空气密度和限制热负荷不利。因此,在高增压时常在压气机与内燃机之间装有空气冷却器,以降低进气温度。废气涡轮增压器与内燃机之间只是气体联系。这是现代应用最广的增压方法(见废气涡轮增压)。

复合增压

内燃机既装有废气涡轮增压器,又装有机械增压器或采用惯性增压。复合增压方法应用范围不广,一般只用于二冲程增压柴油机。

气波增压

用气波增压器实现增压。

20世纪50年代以来,废气涡轮增压技术发展很快,不但在大、中功率柴油机上获得广泛应用,而且在小功率柴油机上也有采用的趋势。对于汽油机,由于受到爆震的限制,废气涡轮增压技术应用较少,而且增压效果不如柴油机明显。但从70年代以来,由于采用增压可能降低排气中有害成分,增压技术又引起人们的重视。

参考书目
  1. 齐纳著,侯玉堂、禹惠生译:《内燃机增压与匹配》,国防工业出版社,北京,1978。(K.Zinner,Supercharging of Internal Combustion Engines Springer-Verlag,Berlin, 1978.)

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