6第三章 换气机构和增压系统(13)

将涡轮增压器尽量靠近气缸，并把柴油机各缸的排气支管做得短而细，总之使排气管容

积尽可能小些。四冲程柴油机缸径较小，排气量较

小。因此常是二、三缸为一组，共用一根排气支管，

再让几根排气支管分别通往废气涡轮的几个进口。如图3-2-5

所示。废气进入涡轮壳内相互隔开的几 个腔，再分别流向喷咀环对应的部分。每根排气支图3-2-5 脉冲涡轮增压

管只与部分喷咀环接通，即所谓“部分进气”。这

种系统工作时，排气管中形成脉冲压力波，进入涡轮的废气压力和速度都是变化的，所以称为脉冲涡轮增压。

（2）脉冲能E1损失减少

由于排气管短而细，排气阀一开启管内就迅速建立起

压力。如图3-2-6所示。使排气的超临界阶段大大缩短，

气缸内外压差很快变小进入亚临界阶段，节流损失减小

了。这部分可用能就表现为脉动的压力和速度，它包含了

脉冲势能和脉冲动能。在设计良好的情况下，脉冲增压可

利用E1的40～50%。

（3）脉冲涡轮增压柴油机气缸的分组

如果脉冲涡轮增压柴油机也象等压增压那样，各缸的

废气排入一根共同的排气管，由于排气管很细，就会产生

图3-2-6 排气脉冲波 扫、排气互相干扰。如某缸正在进行扫气而另有一缸开始

排气，排气压力波传到扫气缸的排气口处，使该缸背压升

高，妨碍扫气，甚至可能使排气倒灌。因此，气缸必须进行分组。分组的原则是：同一组气缸的扫、排气时间相互不重叠或重叠很少。（排气管中的压力波不是排气阀一开始打开就达到高峰，而且压力波是以音速传递的，传到正在扫气的气缸得花一点时间，而且对扫气的气缸而言，扫气后期，排气阀已经关得很小，即使有些干扰也已很小了。因此允许有点重叠。）

在四冲程柴油机中，曲轴转过720°各缸完成一个循环，而每一缸排、扫气持续时间约为240°曲柄转角，根据上述分组原则，分在同一组各缸排气间隔应大于或等于240°曲柄转角，所以同一组允许最多气缸数i＝720°/240°=3。在二冲程柴油机中，曲轴转过360°各缸完成一个循环，而每一缸排、扫气持续时间约为120°曲柄转角，同理，同一组允许最多气缸数i=360°/120°=3。对四冲程或二冲程柴油机，同一组气缸数少于3固然不会产生排、扫气互相干扰，但废气不能连续供给，使废气传递过程可用能损失加大，也使涡轮间歇进气、部分进气引起的损失加大，使涡轮效率ηT下降。所以不管是四冲程还是二冲程柴油机，同一组中的气缸数以3为最佳。因而缸数为3的倍数（3、6、9、12缸）的柴油机采用脉冲增压效果很好。

例如某四冲程六缸柴油机发火顺序为1-5-3-6-2-4，各缸发火间隔为720°/6=120°曲柄转角。按上述原则分组就得到，1、2、3缸为一组，4、5、6缸为另一组，见图3-2-5。

3）脉冲增压与等压增压的比较

（1）排气可用能的传递效率ηE

ηE定义为ηE=ET/(E1+E2)。其中ET为涡轮前废气拥有的可用能。ηE的大小代表了从柴