中冷增压(又称增压中冷)就是当涡轮增压器将新鲜空气压缩经中段冷却器冷却,然后经进气歧管、进气门流至汽缸燃烧室。有效的中冷技术可使增压温度下降到50℃以下,有助于减少废气的排放和提高燃油经济性。
它实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率。
中冷增压系统平时不工作,只有当车辆满载或达到一定的速度时,中冷增压的的优越性才能真正的体现出来。
增压可使柴油机在排量不变,重量增加不大的情况下达到增加输出功率的目的。与相同功率的非增压柴油机相比,增压柴油机不仅体积小,重量轻,功率大,而且还降低了单位功率的成本。因此,增压技术不仅广泛应用在柴油机上,而且还推广到汽油机,是改善内燃发动机的重要技术手段。但是事物总有矛盾性,空气压力的提高就是空气密度的提高,空气密度的提高必然会使空气温度也同时增高。发动机涡轮增压器的出风口温度也会随着压力增大而升高,温度提高反过来会限制空气密度的提高,要进一步提高空气密度就要降低增压空气的温度。据实验显示,在相同的空燃比条件下,增压空气温度每下降10摄氏度,柴油机功率能提高3%-5%,还能降低排放中的氮氧化合物(NOx),改善发动机的低速性能。因此,也就产生了中间冷却技术。
柴油机中间冷却技术的类型分两种,一种是利用柴油机的循环冷却水对中冷器进行冷却,另一种是利用散热器冷却,也就是用外界空气冷却。当利用冷却水冷却时,需要添置一个独立循环水的辅助系统才能达到较好的冷却效果,这种方式成本较高而且机构复杂。因此,汽车柴油机大都采用空气冷却式中冷器。
中冷器是增压系统的一部分。当空气被高比例压缩后会产生很高的热量,从而使空气膨胀密度降低,而同时也会使发动机温度过高造成损坏。为了得到更高的容积效率,需要在注入汽缸之前对高温空气进行冷却。这就需要加装一个散热器,原理类似于水箱散热器,将高温高压空气分散到许多细小的管道里,而管道外有常温空气高速流过,从而达到降温目的(可以将气体温度从150摄氏度降到50摄氏度左右)。由于这个散热器位于发动机和涡轮增压器之间,所以又称作中央冷却器,简称中冷器。2100433B
第一节 钢结构的一些基本概念 结构是由构件组成的 构件的种类:梁、柱、板、墙体、桁架、网架、悬索 变力性能:拉、压、弯、剪、扭、疲劳、裂缝扩展 (断裂 ) 杆件系统:梁、柱、桁架、网架都属杆件系统 结构计算的内容包括: 强 度 稳 定 结构在静力或动力荷载作用下的 变 形 振 动 疲 劳 其中:强度,稳定和变形在结构设计中常要予以计算。 振动是在设计跨度大而轻 的楼层和楼梯时考虑,主要是防止因人行走或使用时结构产生令人不适的振动。 疲劳计算仅在多次反复荷载下才予以考虑。 § 1 强 度 强度:可指杆件的强度或结构的强度。 一.杆件的强度:杆件抵抗破坏的能力。 荷载引起的外力≤ 构件的承载力 (由材料强度,构件截面的大小和形状确定 ) 影响因素: 荷载:大小,作用方式 (拉、压、弯、剪、扭,静力或动力 ) 材料:屈服强度、极限强度、弹性模量等 构件截面的大小和形状: 截面越大,承载力越
引风机是放在电除尘后面。增压风机有四种布局方式:第一种:GGH原烟气侧之前;第二种:GGH原烟气侧与吸收塔之间;第三种:吸收塔与GGH净烟气侧之间;第四种:GGH净烟气侧之后。
优缺点:
第一种:由于烟气流量大,增压风机功耗最大,但是高温烟气温度在酸露点之上,不用考虑增压风机的腐蚀问题,对增压风机材料要求低。吸收塔为正压运行,对提高除雾器效果有利。这种方式是被广泛采用。
第二种:烟气温度低,必须考虑防腐问题。另外风机的功耗较小。但是由于风机本身的热阻,会造成烟气温度高,降低脱硫效率。
第三种:此时风机多称为“湿风机”,烟气对风机的腐蚀最强,对风机材料要求较高,增加成本投入,检修频繁。此时吸收塔为负压运行,有利于氧化空气进入吸收塔。容易造成烟气二次带水,污染除雾器和下游管道。
第四种:烟气较为干燥,风机功耗适中,但同样需要高强度的防腐材料增加成本。
根据增压比的大小,增压系统又可分为低增压系统、中增压系统、高增压系统和超高增压系统4类。
低增压系统:ηk<1.5,Pk≤0.15MPa,低增压柴油机。
中增压系统:ηk=1.5~2.5,Pk=0.15~0.25MPa,中增压柴油机。
高增压系统:ηk=2.6~3.5,Pk=0.25~0.35MPa,高增压柴油机。
超高增压系统:ηk>3.5,Pk>0.35MPa,超高增压柴油机。
大型船用柴油机的Pk一般为0.3MPa左右。
涡轮增压增压类型
机械增压系统:
涡轮增压
这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接,从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气增压吹到进气岐道里。其优点是涡轮转速和发动机相同,因此没有滞后现象,动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面,因此还是消耗了部分动力,增压出来的效果并不高。
气波增压系统:利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好但是整个装置比较笨重,不太适合安装在体积较小的轿车里面。
废气涡轮增压系统:这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了,增压器与发动机无任何机械联系,实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废
涡轮增压技术
气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言,加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%-30%。但是废气涡轮增压器技术也有其必须注意的地方,那就是泵轮和涡轮由一根轴相连,也就是转子,发动机排出的废气驱动涡轮,涡轮带动泵轮旋转,泵轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧,所以增压器的工作温度很高,而且增压器在工作时转子的转速非常高,可达到每分钟十几万转,如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作,因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承,由机油来进行润滑,还有冷却液为增压器进行冷却。.
Structure of a exhaust turbo charger
The exhaust turbo charger consists of the turbine wheel and the shaft, the compressor wheel, the bearing case with the bearing, the compressor housing and the turbine housing. Furthermore small exhaust turbo charger need a unit to control the charge-air pressure (Waste Gate) which is integrated in the turbine housing.
Structure of a exhaust turbo charger
Legend:
1 Compressor back plane 2 Axial bearing 3 Bearing case 4 Heat shield 5 Turbo housing 6 Turbine wheel 7 Turbine exhaust 8 Waste Gate 9 Turbine intake 10 Oil exhaust 11 Bearing case insert | 12 Main bearing 13 Compression ring and retainer 14 Compressor wheel 15 Force cartridge 16 Air intake 17 Pressure hose 18 Diffuser 19 Compressor housing 20 Oil intake 21 Air exhaust |
Structure of a exhaust turbo charger
复合增压系统:即废气涡轮增压和机械增压并用,机械增压有助于低转速时的扭力输出,但是高转速时功率输出有限;而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出,但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起,来解决两种技术各自的不足,同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。这种装置在大功率柴油机上采用比较多,汽油机上采用双增压系统(复合增压系统)的车型还比较少,大众的1.4 TSI发动机(这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。在低转速时,由机械增压提供大部分的增压压力,在1 500rpm时,两个增压器同时提供增压压力。随着转速的提高,涡轮增压器能使发动机获得更大的功率,与此同时,机械增压器的增压压力逐渐降低。机械增压通过电磁离合器控制,它与水泵集合在一起。在转速超过3500rpm时,由涡轮增压器提供所有的增压压力,此时机械增压器在电磁离合器的作用下完全与发动机分离,防止消耗发动机功率)采用了这一系统。其发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小,只是结构太复杂,技术含量高,维修保养不容易,因此很难普及。