内燃机增压技术复习题

第一章内燃机增压概论

1、什么是增压？

2、内燃机增压的目的

3、增压度

4、增压对内燃机动力性、经济性、排放、噪声的影响：

5、内燃机的增压方式

6、汽油机增压的主要技术障碍

7、增压器涡轮转子轴的布置型式不同的分类

外支承式、内支承式、内外支承式、悬臂支承式（结构简图及其特点）涡轮增压技术的发展趋势

第二章发动机排气能量的利用

1、排气最大可用能

2、能量传递的损失

3、降低能量传递的措施

4、排气能量传递效率

5、脉冲能量利用系数

6、脉冲系统与定压系统比较

7、影响脉冲能量利用的因素

第三章离心式压气机

1、离心式压气机结构

2、压气机叶轮

a）按轮盘结构

b）按叶片沿径向的弯曲形式

3、离心式压气机的工作过程分析（进气道、工作轮、扩压器、出气蜗壳中气体参数的变化情况）

4、增压比、流量

5、压气机效率（等熵效率、多变效率）、功率系数

6、离心式压气机的流量特性

7、喘振、阻塞

第四章废气涡轮的工作原理

1、涡轮的组成

2、废气在涡轮级间的流动

3、气体在喷嘴中的流动

4、涡轮的定熵效率与膨胀比、反力度的概念

5、气流在涡轮级中的流动损失

6、涡轮效率

7、径流式涡轮的效率

8、径流式涡轮与轴流式涡轮的比较

第五章柴油机与涡轮增压器的配合

1、涡轮增压器与柴油机配合特性要求

2、增压器喘振线的调整方法

3、增压器转速和增压压力的调整

1 简述调整增压器增压压力的方法。

（1）进气减压阀和排气放气阀 （2）变截面的涡轮

（3）高负荷向排气管喷水，降低增压器转速和增压压力 （4）采用双涡轮增压器

2. 脉冲增压系统相对于定压增压系统的优势及其特点 特点：（1）排气管设计得短而细

（2）排气管流通截面积小，气流速度较高

（3）采用脉冲增压的多缸柴油机的排气管要进行分支 优势：（1）废气能量节流损失较小 （2）当柴油机工作需要的的气体流量相同时，脉冲涡轮的尺寸要比定压涡轮的大些

（3）加速性能比定压涡轮增压柴油机好 （4）低速扭矩性能较定压涡轮增压柴油机好 （5）脉冲增压系统在增压压力较低、并处于部分负荷时具有较好的油耗率；定压增压系统在满负荷时才有较好的油耗率。 （6）脉冲增压系统可以利用排气压力波加强气缸扫气，有利于增加进入气缸的空气质量，降低零件热负荷 （7）当 时，采用脉冲增压系统，这对废气能量的利用较为有利

3．离心式压气机特性曲线的特点有哪些？

1）当转速等于某一常数时，增压特性线（

）的变化，随 的减小，增压比值开始是增加的，当 减小至某一值时， 值为最大，然后随 的进一步减小， 值逐渐下降，故等速增压线为一马鞍型。

k k G π-k G k G k πk G k π5.2

（2）对效率 特性线来讲，当转速 一定时，因为压气机的等熵

压缩功 随流量 而变化的关系大致与增压比

随流量 而变化的关系相同，且压气机消耗的总功 与流量 无关，

所以压气机的效率 随流量 变化的特点和增压比 特性变化的特点相似。

（3）在 时，压气机的流量减小至某一最小值时，压气机的

工作便出现不稳定状态即会产生喘振。把每一个转速下的喘振点连接起来就是喘振边界或称稳定工作边界。压气机喘振时，压气机中的气流出现强烈的振荡，引起叶片发生猛烈的振动，产生很大的噪音，压气机出口压力显著下降，同时伴随着很大的波动。

4.根据转子轴的布置型式的不同，增压器涡轮可分为哪几种类型？并结合结构简图说明双内支乘涡轮增压器的特点

答：可分为1.外支承式 2.内支承式 3.内外支承式 4.悬臂支承式

内支承式：

特点：结构简单、尺寸及重量小；

压气机可轴向进气，流阻损失；

清洗工作轮比较容易，且不会因为轴承而破坏转子的平衡。 缺点：工作轮之间空间较小，较难安排油、气的密封； 支承轴颈较粗，使其表面切线速度增加；

两轴承采用同一润滑系统，靠近涡轮端的轴承热负荷较大。

ks ηk n ks W k G k π2

2()/p

df W u g

μα=+k G ks ηk G k πk n C =

5. 汽油机增压的主要技术障碍及相应的解决方法

（1）热负荷：增压后，汽油机整体温度水平提高，热负荷问题加重（2）爆燃：汽油机增压后，混合气压缩后的压力、温度增高，将促使

爆燃的发生。

（3）混合气的调节：传统化油器使用增压技术后难以精确控制混合气

的浓度

（4）对增压器的特殊要求

汽油机增压爆燃的解决措施：

(1)降低压缩比ε(2)中冷技术(3)其他措施：燃烧室结构、高辛烷

值汽油、推迟点火、爆燃传感器反馈控制

汽油机增压热负荷高的对策：

（1）涡轮转子和压气机采用耐热材料

（2）中冷装置降低压气机出口温度

（3）GDI技术，可加大扫气

汽油机与增压器匹配的对策：

增压压力的控制：

（1）进气减压阀和排气放气阀

（2）变截面的涡轮

（3）高负荷向排气管喷水，降低增压器转速和增压压力

（4）采用双涡轮增压器

响应滞后的控制：

对涡轮增压器的惯性、点火正时、增压压力控制系统，进排气系

统的长度和直径以及节气门位置进行良好匹配。

6.简述离心式压气机工作过程中，气体温度、压力、流速的变化关系

进气道：气体流过进气道时流速增大，温度和压力减小。

工作轮：气体流过工作轮，对气体做功，加速气体流速，气体压力和温度均提高扩压器：由于流通截面逐渐增大，气体在流过它时，流速减小，压力和温度都上升出气蜗壳：气体在流过它时，流通截面增大，流速减小，压力和温度上升。

7.轴流式涡轮增压器中，燃气在流经涡轮级过程中都有哪些流动损失（1）喷嘴中的流动损失（2）工作叶片中的流动损失

（3）余速损失（4）径向间隙损失（5）轮盘摩擦损失

8.分析空气在压气机工作轮流道内产生倒流的原因（绘出原理图）

在空气流量较小时，气流进入叶道时，撞击叶片凹面前缘，而在叶片凸面产生气流的旋涡和分离，拐弯的离心力、惯性促使工作轮进口叶片凸面（扩压器叶片凹面）上涡旋区域的扩大，造成了气流从叶片上的强烈分离，并很快扩展到整个叶片扩压器和叶片通道内，使高压空气周期性地抛入发动机进气管中，使气流产生强烈的振荡和倒流，从而造成了进气管内压力的大幅度变化。

9废气流经涡轮的过程中废气的温度、压力、流速的变化关系。

（1）在蜗壳和喷嘴环中的流动

蜗壳和喷嘴环叶片通道截面是收缩的，气体在其中流动是要进行膨胀的。

通过蜗壳和喷嘴环后，压力和温度下降，而气流速度提高。

（2）在工作叶轮中的流动

气流对叶片做功，因此气流的压力和温度下降，气流的减小