随着生产的需要和科技水平的不断提高,对柴油机的要求也越来越高,既要求柴油机输出功率要大,经济性要好,而且重量要轻,体积要小。柴油机输出功率的大小,取决于进入气缸的燃油和空气的数量及热能的有效利用率。由此可知:要提高柴油机的输出功率,最经济最有效的办法是增加进入气缸的空气量,在柴油机气缸容积保持不变的条件下,增加进入气缸的空气密度是提高柴油机输出功率的主要手段。然而,空气密度与压力成正比。与温度成反比,因此,增加进气压力,降低进气温度都能提高进气密度,目前柴油机中采用增压器来提高压力,采用中冷器降低气体的温度。
(2) 废气涡轮增压系统废气涡轮增 压是利用柴油机排出的废气能量来驱动增压器,将空气压缩后再送人气缸的一种增压方法。柴油机采用废气涡轮增压后,可提高输出功率 30%~ 100%以上,同时还可减少单位功率的质量,缩小外形尺寸,节省原材料,降低燃油消耗率,增大柴油机扭矩,提高载荷能力以及减少排气对大气的污染等优点,因而得到广泛应用。尤其在高原地区因气压低、空气稀薄,导致输出功率下降。一般当海拔高度每升高1000m,功率将下降8%~10%。若装设涡轮增压器后,可以恢复原输出功率,其经济效果尤为显著。 柴油机废气涡轮增压系统。将柴油机排气管接到增压器的蜗壳上,柴机排出的具有500~650°C高温和一定压力的废气经蜗壳进入喷嘴环,喷嘴环的通道面积大逐渐变小,因而可以做到:虽然废气的压力和温度在下降,但其流速在不断提高,高速废气流,按一定的方向冲击涡轮,使涡轮高速旋转。废气的压力、温度和速度越高,涡轮转速就越快。通过涡轮的废气最后排入大气。 (3) 复合增压系统在-些柴油发电机上,除了应用废气涡轮增压器外,同时还应用机械增压器,这种增压系统称为复合增压系统(如图4-2所示)。大型二冲程柴油机,常采用复合式增压系统。该系统中的机械驱动增压器用于协助废气涡轮增压器工作,以使在低负荷、低转速时获得较高的进气压力,从而保证二冲程柴油机在启动、低速和低负荷时所必需的扫气压力。有时,对排气背压较高的水下运行的柴油机,要得到较高的增压压力也常采用这种系统。 |
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