文档介绍：第
期乓丁学报
吕
年
月坦克装甲车与友动分册
机
州, 一户曰
,
门口
一
一一
、、
仁具有旁通补燃超高增压低
·
压缩比复合发动机循环的热力分析
赵静霞郑令仪孙祖国
摘要
卞文捉出了共有旁通、补燃、并考虑扫气的内燃复合发功机的理想循环及其图示方法, 推异
了它的热效率
, 和平均压力
的计算公式。山于这种循环概括丫日前废气涡轮增压发动机和内燃
复合发动机较复杂的情况, 因此, 这些计算式可以作为分析这两类发动机勺
与
。的普遍式、在考
虑复合发动机燃气轮部分主要不可逆损失的墓础上, 本文提出了
亥发动机的实际循环, 导出它的
热效率
诩护日匀压力
的计算式, 片分析了各主要参数对年和
的影响规律, 指出复合友动机发
展的方向。分析表明, 随着增压技术和零件抗热负荷能力的
扭查高, 复合发动机有着巨大的发展潜
兀
力。一一
主要符号
“
、, 、衫
玉。匕· 器内的冷却比
长
瞬
次
一。
压力升高比
柴油机压缩比入初膨胀比
段
。
,
’
,
, 。
…一中间‘卜燃力
热系数
一
衍
年丈
二仁乙犷
圣
士、
循环最高压力
‘分别为理想循环及实际循环总的平均压力
、、
月、月, 分别为压气机效率与涡伦机效率月
”
分别为理想循环及实际循环的热效率
前云
、、
大量实验表明, 具有旁通补热系统超高增压低压缩比的
发动机〔
〕
一
〔
〕能大幅度
也提高功率, 并能改善发动讥的加速特性和扭矩特性。文献〔
〕在
二发动机的华础上提出了旁通补燃动力涡伦又合发动机方案, 不仅保留了
, ,
发动叽的所仃特点
’月, 由」“采用增压器涡轮并联的功力涡轮所以更能允分地利用排气
。一
沈谈和增强旁通补以的效能为能了解这种发动机循环的特性及务上要参数的影响规律, 以
一
。
、子求提
勺
七性能的途径, 本文进行了卜述复合发功机的循环分析
、
一理想循环及其分析
理想循环及其图示方法
‘爪工学报
棋克装甲车与发动机分朋
图
复合发动机的示意图
卜—一—州
一旁通阀
一补燃室
一控制阀
一柴油机
一一级压气机
一二级压气机
卜一日
—
一高压涡轮
一低压涡轮
一动力涡轮
薪
一中冷器
刀
口
、、
具有旁通补燃扫气的超高增压复合发动机的示意图, 如图
所示。
。
为建立这种发动机的理想循环, 首先, 应考虑其工作过程的合理简化的物理模型由示
意图看出, 经压气机增压后的气体分为三股, 按不同的流程进行循环, 其中有参予缸内过程
、。
的主气流扫气气流以及旁通气流
分析时以参予缸内过程的气体质量为
公斤作为基准
为清楚而简便地反映各股气流所经历的热力过程, 可将复合发动机的理想循环
如图
所示
看作由三个循环组成, 即
质量为
公斤的气体所经历的主循环
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
质量为
一
公斤的气体所经历的
扫气循环
一
一
一
一
一
一
一
,
质量为
公斤的气体所经历的旁通循环
‘。
一
一
一
一
一
需要说明的是, 在发动机的工作循环中,
主气流、扫气气流、旁通气流三者合流, 是一
。
个不可逆的混合过程简化为理想循环时, 将
此混合过程看作是可逆的热量交换过程。主循
环中, 气体由柴油机膨胀终了的状态
过渡到
涡轮进口状态
所经历的过程, 简化为定容放
热过程
与定压吸热过程
一
扫气循
环中, 由于扫气气体进出气缸前后压力降落不
, , 户
大此降压过程简化为定容过程
一
然后
同样经定压过程
一
到达涡轮进口状态
,
旁通循环中, 旁通气体由状态
压缩到状态
图
理想循环的
一
图及
一
周
, 经旁通节流再与其它气体混合降压到
‘,
现理想化为从
压缩到
’后直接引出旁通量
、
第
期具有旁通补燃超
郎增压, 一
塑明狙鱼鱼鱼鲤磷边邀盗鱼剑生一一一些几生一一
。
, 再由状态
‘经定压过程过渡到状态
上述定容过程
一
与
一
中的放热量应该
等于定压过程
一
与
’一
中的吸热量, 这就是工质内部的能量交换及能量平衡。
循环中工质的吸热
及放热
在复合循环中工质的吸热过程有
公斤气体在柴油机气缸内的定容及定压吸热过程以
及需要补