6第三章 换气机构和增压系统(14)

油机排气阀到涡轮喷咀环之前这一段排气系统工作的良好程度。脉冲增压由于节流损失减少了，它相对于等压增压可多利用一些脉冲能，ηE较高。但随着增压度的提高，pT提高，E1在E1+E2中所占比例变小，这一优势就逐渐减小了。而等压增压的脉冲能E1复热回收比 E1/E1却因增压度的提高有所提高。因此，脉冲增压排气可用能传递效率ηE在低增压时明显高于等压增压，但随着增压度的提高，等压增压的ηE与脉冲增压的ηE差别不断减小。在高增压时，二者的差别就消失了。

（2）涡轮增压器的综合效率ηTk

在脉冲增压柴油机中，涡轮前的废气压力波动较大，气流进入涡轮叶轮叶片相对速度的方向、大小在一个排气脉冲内不断变化，而且有的涡轮喷咀环是部分进气。因此，脉冲涡轮的效率ηT较等压涡轮的低。由于涡轮增压器的综合效率ηTk=ηT.ηk.ηm，而脉冲增压与等压增压的压气机效率ηk、增压器机械效率ηm差别不大，所以，脉冲涡轮增压器的综合效率 ηTk也就比等压增压的ηTk低。

（3）涡轮增压系统的有效性指标K

K定义为：K=ηE.ηTk。K代表了整个增压系统效果好坏的程度（系统总的效率）。当柴油机增压度不高时，脉冲增压的ηE远高于等压增压，尽管其ηTk较低，但K还是明显高于等压增压。但当柴油机增压度较高时，哪种增压方式更有效就不那么明显了。当柴油机发展到高增压时，脉冲增压的ηE高于等压增压不多，由于其ηTk较低，就使得等压增压系统的K较脉冲增压大。低速柴油主机因此均改为等压增压。

（4）部分负荷时的K值

当柴油机在部分负荷工况运转时，由于pT较低，E1在E1+E2中所占的比例变大，脉冲增压的ηE高于等压增压较多，使其K值较高。也就是说，在部分负荷工况运转时，脉冲增压方式比等压增压方式有效。这是一些增压度相当高的中速机仍采用脉冲增压的原因。

（5）扫气性能

当柴油机在满负荷工况下运转时，两种增压方式均能很好地扫气，但在低负荷时，情况就不一样了。脉冲增压系统由于排气管内形成脉冲波，前期压力较高，使排气管中燃气排空很快，后期排气管内的压力会出现波谷（如图3-2-6所示），使扫气背压较低。因此即使在低负荷时，扫气质量仍然很好。而等压增压系统由于部分负荷时pT有所降低，E1/(E1+E2)的比值较大，节流损失加大，ηE比脉冲增压下降快。这使涡轮获得能量减少、扫气压力ps下降均比脉冲增压快。而其pT在排气过程中波动很小，不会出现压力波谷。所以扫气压差ps-pT迅速变小，使扫气质量迅速恶化，甚至出现废气倒流的现象。因此在部分负荷工况下，等压增压方式的扫气质量比脉冲增压方式的差。

（6）加载性能

脉冲增压柴油机的排气管容积小，其中压力建立较快，涡轮前废气压力可随柴油机的加载而迅速上升。等压增压由于排气管容积大。当柴油机加载时，虽然从气缸中排出的废气温度压力已经开始升高，但在容积较大的排气管中废气的压力温度升高得较慢，涡轮增压器转速跟不上柴油机的加载，不能迅速及时地增大供气量，以满足柴油机因加载喷油量增大而增大的空气需要量，出现了较大的滞后现象。因此其加载性能较脉冲增压差。这就是发电机组的柴油机发展到高增压仍采用脉冲增压的原因。