简单回顾
1,涡轮流量特性中膨胀比与流量的变化关系如何？
2,轴流涡轮流量特性与径流涡轮流量特性有何不同？为什么？
3,涡轮效率特性与 U/C的关系如何？为何会有如此关系？
第四章 废气能量利用与增压方式第一节 废气能量的利用
1、理想的定压系统
排气系统：从排气道出口到涡轮进口的管路系统
定压系统：排气系统容积较大、具有稳压作用 ---压力波被淹没
扫气：在气门重叠期间，一部分新鲜空气裹挟废气排出气缸不经过燃烧过程，这部分气体称为扫气。用于柴油机
2、压气机工作过程
12341 压气机压缩空气耗功
1-2---对应叶轮入口之前，进气过程
2-3---对应压气机中，压气机压缩过程
3-4---对应发动机进气阀之前，压气机排气过程
3-3’---进气系统压力损失，进入气缸，克服阻力
3’-5---气体进入气缸，压力作用于活塞顶
5-6---排气系统压力损失，到排气阀后，克服阻力
6-7---排气系统到涡轮进口，进入涡轮
7-1---扫气在涡轮中膨胀，扫气做功第四章 废气能量利用与增压方式
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F1
V c
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V h
缸内进气压力 3缸内排气压力
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HG P
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A
第四章 废气能量利用与增压方式
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A
5F83’5----压缩空气对活塞做功
1F671 ----压缩扫气对涡轮做功
953’39----进气阻力损失功
47694----扫气通过进排气门损失功第四章 废气能量利用与增压方式
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A
3、涡轮工作过程
A-D---排气阀压力损失，温度有所提高导致体积增加
D-B’---废气在排气系统中,B-B’是体积增加部分
B’-H---涡轮中膨胀做功过程
D8HB’D---涡轮利用废气缸内余焓做功（含体积增加损失回收）
H-8---涡轮排气第四章 废气能量利用与增压方式
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缸内进气压力 3缸内排气压力
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A
C-E---活塞推动废排气做功过程
E-6---排气系统阻力损失
6F8D6---活塞推动排气进入涡轮对涡轮做功
acf5a--- 涡轮利用扫气做功
D8HB’D + 6F8D6+1F671 = 1HB’71
废气剩余焓 +活塞推动 +压气机扫气 =涡轮总功第四章 废气能量利用与增压方式
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缸内进气压力 3缸内排气压力
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A
4、发动机工作过程
ACE 排气过程
53’ ---进气过程
EC---排气过程
EF8CE---活塞推动废气做功
5F83’5---压缩空气对活塞做功
5F83’5- EF8CE= 5E C 3’5 换气正功排气门在 b点打开，排气所具有的可用能为 A8GA（绝热膨胀）
结论：由上述分析可见,ABDA未被利用。
第四章 废气能量利用与增压方式第二节 增压方式
1、回收利用能量分析,ABDA损失主要发生在排气门开启初期，原因是排气门前后压差大、流速高、压力波和气流速度被大容积吸收提高了温度，
损失了做功能力。
减小损失的措施,降低排气门前后压差，保持气体压力波和速度，
具体措施是减小排气系统的容积。
等压系统脉冲系统
减小排气系统容积的作用,排气过程中，
排气系统很快充满提高压力，形成背压，
减小排气门前后的压差形成较大压力波，
保存了压力能。
问题：压力波在 各缸排气之间互相干扰，
高压波经过某缸排气管时会使该缸排气背压过高，影响排气。
解决问题,排气管分组，保证互不干扰，
压力波连续第四章 废气能量利用与增压方式
2、脉冲增压系统
由于排气门从开到关约经过 240度曲轴转角，走同一跟排气管的气缸的发火间隔应等于或略大于单缸排气持续角。
脉冲系统可更有效利用排气能量。
脉冲涡轮和等压涡轮的区别：双 /单流道脉冲系统第四章 废气能量利用与增压方式
3、定压系统与脉冲系统的比较第四章 废气能量利用与增压方式增压系统 废气能量利用率涡轮效率 匹配情况,结构复杂程度适合的增压压力脉冲 高 低 加速性、
低转速好、
扫气好更复杂 低定压 低 高 较差 较简单 高要根据具体情况选用增压系统。
4、评价增压系统的标准
脉冲涡轮的效率降低率由于涡轮进口参数变动，经常处于非设计工况点工作，
涡轮效率下降，用脉冲涡轮效率降低率来评价：
脉冲涡轮效率降低率 =脉冲涡轮效率 /等压涡轮效率
脉冲收益系数排气能量在排气系统中的损失用排气能量传递效率来评价：
排气能量传递效率 =涡轮入口处气体的可用能 /排气门打开时气体的可用能脉冲收益系数 =排气能量传递效率 x脉冲涡轮效率降低率脉冲收益系数 — 高，则脉冲有益；低则无益。
第四章 废气能量利用与增压方式
1,涡轮流量特性中膨胀比与流量的变化关系如何？
2,轴流涡轮流量特性与径流涡轮流量特性有何不同？为什么？
3,涡轮效率特性与 U/C的关系如何？为何会有如此关系？
第四章 废气能量利用与增压方式第一节 废气能量的利用
1、理想的定压系统
排气系统：从排气道出口到涡轮进口的管路系统
定压系统：排气系统容积较大、具有稳压作用 ---压力波被淹没
扫气：在气门重叠期间，一部分新鲜空气裹挟废气排出气缸不经过燃烧过程，这部分气体称为扫气。用于柴油机
2、压气机工作过程
12341 压气机压缩空气耗功
1-2---对应叶轮入口之前，进气过程
2-3---对应压气机中，压气机压缩过程
3-4---对应发动机进气阀之前，压气机排气过程
3-3’---进气系统压力损失，进入气缸，克服阻力
3’-5---气体进入气缸，压力作用于活塞顶
5-6---排气系统压力损失，到排气阀后，克服阻力
6-7---排气系统到涡轮进口，进入涡轮
7-1---扫气在涡轮中膨胀，扫气做功第四章 废气能量利用与增压方式
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5F83’5----压缩空气对活塞做功
1F671 ----压缩扫气对涡轮做功
953’39----进气阻力损失功
47694----扫气通过进排气门损失功第四章 废气能量利用与增压方式
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3、涡轮工作过程
A-D---排气阀压力损失，温度有所提高导致体积增加
D-B’---废气在排气系统中,B-B’是体积增加部分
B’-H---涡轮中膨胀做功过程
D8HB’D---涡轮利用废气缸内余焓做功（含体积增加损失回收）
H-8---涡轮排气第四章 废气能量利用与增压方式
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C-E---活塞推动废排气做功过程
E-6---排气系统阻力损失
6F8D6---活塞推动排气进入涡轮对涡轮做功
acf5a--- 涡轮利用扫气做功
D8HB’D + 6F8D6+1F671 = 1HB’71
废气剩余焓 +活塞推动 +压气机扫气 =涡轮总功第四章 废气能量利用与增压方式
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4、发动机工作过程
ACE 排气过程
53’ ---进气过程
EC---排气过程
EF8CE---活塞推动废气做功
5F83’5---压缩空气对活塞做功
5F83’5- EF8CE= 5E C 3’5 换气正功排气门在 b点打开，排气所具有的可用能为 A8GA（绝热膨胀）
结论：由上述分析可见,ABDA未被利用。
第四章 废气能量利用与增压方式第二节 增压方式
1、回收利用能量分析,ABDA损失主要发生在排气门开启初期，原因是排气门前后压差大、流速高、压力波和气流速度被大容积吸收提高了温度，
损失了做功能力。
减小损失的措施,降低排气门前后压差，保持气体压力波和速度，
具体措施是减小排气系统的容积。
等压系统脉冲系统
减小排气系统容积的作用,排气过程中，
排气系统很快充满提高压力，形成背压，
减小排气门前后的压差形成较大压力波，
保存了压力能。
问题：压力波在 各缸排气之间互相干扰，
高压波经过某缸排气管时会使该缸排气背压过高，影响排气。
解决问题,排气管分组，保证互不干扰，
压力波连续第四章 废气能量利用与增压方式
2、脉冲增压系统
由于排气门从开到关约经过 240度曲轴转角，走同一跟排气管的气缸的发火间隔应等于或略大于单缸排气持续角。
脉冲系统可更有效利用排气能量。
脉冲涡轮和等压涡轮的区别：双 /单流道脉冲系统第四章 废气能量利用与增压方式
3、定压系统与脉冲系统的比较第四章 废气能量利用与增压方式增压系统 废气能量利用率涡轮效率 匹配情况,结构复杂程度适合的增压压力脉冲 高 低 加速性、
低转速好、
扫气好更复杂 低定压 低 高 较差 较简单 高要根据具体情况选用增压系统。
4、评价增压系统的标准
脉冲涡轮的效率降低率由于涡轮进口参数变动，经常处于非设计工况点工作，
涡轮效率下降，用脉冲涡轮效率降低率来评价：
脉冲涡轮效率降低率 =脉冲涡轮效率 /等压涡轮效率
脉冲收益系数排气能量在排气系统中的损失用排气能量传递效率来评价：
排气能量传递效率 =涡轮入口处气体的可用能 /排气门打开时气体的可用能脉冲收益系数 =排气能量传递效率 x脉冲涡轮效率降低率脉冲收益系数 — 高，则脉冲有益；低则无益。
第四章 废气能量利用与增压方式
