6第三章 换气机构和增压系统(16)

发布时间:2021-06-05

3)模件式单排气总管增压(MSEM)

模件式单排气总管增压包括模件式脉冲转换(MPC)

增压、单管排气系统(SPES)等,它们工作原理类似,近

年来发展迅速。其外表有些象等压增压,只是排气总管为

组合式而且细得多(见图3-2-9),性能比多脉冲增压方式

更好。下面以MPC增压方式为例加以说明。

MPC增压方式每个缸的排气出口均装有一个模件式脉

冲转换器(如图3-2-9所示),其工作原理如下。排气出了 排气阀,很快充满短小的排气支管,减少了超临界阶段阀图3-2-8 多脉冲增压 出口处的节流损失。而且支管与总管之间由于相互引射,

起了良好的动力隔离作用:(1

)排气通过排气支管喷咀,

这时其压力下降、流速升高,部分压力能转换为动能,变

成高速气流并将这些动能传递给已在排气总管中高速流

动的气体,使排气在总管中流速进一步增加。或者说,排

气的脉动压力(脉冲势能)大部分不直接传到总管中去,

而是转换为脉冲动能的形式来传递,以减少在总管中产生

压力波动。因而减少了对其它气缸扫气的干扰。(2)由于 总管中气流流速较高,对各支管也有一定的引射作用,使图3-2-9 模件式脉冲转换增压 处于扫气阶段的气缸支管内压力较低。(3)支管喷咀截面

收小,所以总管内的压力波动对支管内压力波动影响减小(衰减)了,对各缸扫气的干扰也就减弱。因此,有利于扫气的进行,改善了扫气质量,减少了活塞的推挤功。最后在总管联接涡轮处装一段扩压管,将排气的动能转换为压力能。总之,模件式脉冲转换增压能够使柴油机扫气良好,排气脉冲能E1可得到较好的传递,而且涡轮实现了全周进气,入口处压力的变化也相当稳定,涡轮效率接近等压增压时的涡轮效率。使柴油机在不同负荷下均能获得较高的效率。

MSEM增压方式兼顾高负荷和低负荷、稳态和瞬态性能,还具有成本低、可靠性好、维修方便、结构紧凑等优点。它对各种气缸数的柴油机都适用。

起动性能、部分负荷性能、加速性能和突变负荷适应能力较差是各种增压方式高增压柴油机共同性的缺点,只是严重程度不同而已。比较下来,部分负荷性能最佳的是三脉冲增压,其燃烧保持良好,燃油消耗率仍较低,排气阀温度也较低。部分负荷性能最差的是等压增压。在高增压船用中速机上,各种增压方式大体都能适应,但综合性能以MSEM增压较佳。

三、废气涡轮增压器及增压系统其它部件

1.废气涡轮增压器

涡轮增压器一般都采用离心式压气机。根据其涡轮的型式可分为轴流式涡轮增压器和径流式涡轮增压器。轴流式涡轮增压器用于大功率柴油机,径流式涡轮增压器用于功率较小的柴油机。废气涡轮增压器压气机的增压比πk可分为低增压、中增压、高增压和超高增压。一般πk<1.7的,称低增压;πk为1.7~2.5的,称中增压;πk为2.5~4.0的,称高增压;πk>4.0的,称超高增压。另外,按增压器的涡轮机外壳是否用水冷却,还可分为水冷增压器与非水冷增压器。

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