背压对发动机性能的影响分析及试验研究

第53卷第8期

53卷第No．Vol．第53期88

农业装备与车辆工程

AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING

2015年8月

August2015

doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．08．015

背压对发动机性能的影响分析及试验研究

李鹏鹏1，窦红印1，赖泽隆1，汪记伟1，王瑞平1，2

（1．315330浙江省宁波市宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司；2．315800浙江省宁波市浙江吉利罗佑发动机有限公司）

［摘要］对涡轮增压发动机排气背压对其性能的影响进行理论分析，重点分析了背压对充气效率的影响和排气系统功率损失两个方面。在分析的基础上对某涡轮增压发动机进行了相关试验研究，得到了不同极限背压条件下发动机的外特性数据，重点分析了排气背压对发动机动力性及经济性的影响，可为排气系统设计或选型提供参考。

［关键词］背压；涡轮增压；试验；发动机性能；功率损失［中图分类号］U467．2

［文献标志码］A

［文章编号］1673-3142(2015)08-0061-06

AnalysisandExperimentalResearchofExhaustBackPressure’s

InfluenceonPerformanceofTurbochargingEngine

LiPengpeng1，DouHongyin1，LaiZelong1，WangJiwei1，WangRuiping1，2

（1．NingboGeelyLuoyouEnginePartsCo．，Ltd．，NingboCity，ZhejiangProvince315800，China；

2．ZhejiangGeelyLuoyouEngineCo．，Ltd．，NingboCity，ZhejiangProvince315800，China）

［Abstract］Theoreticalanalysisofexhaustbackpressure’sinfluenceonturbochargingengineperformancewasconducted．

Exhaustbackpressure’sinfluenceonvolumetricefficiencyandpowerlossoftheexhaustsystemwereselectivelyanalyzed．Experimentalresearchofcertainturbochargingenginewasconductedbasedonthetheoreticalanalysis；meanwhile，fullloadcharacteristicsdataunderdifferentpeakexhaustbackpressureswasachieved．Exhaustbackpressure’sinfluenceonpowerperformanceandeconomicefficiencywereselectivelyanalyzed，providingguidanceonexhaustsystemdesignorselection．

［Keywords］backpressure；turbocharging；test；engineperformance；powerloss

0引言

排气系统的作用是将发动机产生的废气排出发动机，并最终排放到大气中去［1－2］。排气背压是排气系统设计的重要指标之一，排气背压过高会造成尾气流通阻力的增大，排气所消耗的发动机功率增多，并降低发动机燃烧效率，从而在一定程度上影响发动机的动力性和燃油经济性噪声水平变差。

本文对涡轮增压发动机排气背压与其性能的关系进行理论分析，重点分析了排气系统功率损失和背压对充气效率的影响两个方面。在分析的基础上对某涡轮增压发动机进行了相关试验研究，得到了不同极限背压（发动机全速全负荷状态下的背压）条件下发动机的外特性数据，并对试验数据进行了详细的剖析。重点分析了不同极限背压下发动机动力性及经济性的变化，可为排气系

收稿日期：2014－12－31

修回日期：2015－02－09

［1］

［3－6］

统设计或选型提供参考。

1排气背压对发动机性能影响理论分析

1．1排气系统功率损失

排气系统的背压是指排气多支管出口处的压力与大气压之间的差值，形成的原因是管道对气流的阻碍和气流之间的摩擦阻碍。排气背压由排气过程中摩擦阻力和局部阻力两部分产生，排气过程中的功率损失主要由摩擦阻力损失和局部阻力损失两部分组成。摩擦阻力损失发生在排气系统管道壁面上，是由于废气与管道壁面摩擦而产生的，该部分阻力损失的大小由管壁粗糙度和尾气流动速度共同决定。摩擦阻力损失可通过下式进行估算［7－8］：

2

Lρv（1）ΔEf＝λ

式中：ρ———流体密度；L———管道长度；d———管道横截面等效直径；λ———摩擦阻力系数；v———截

，排气

背压过小则会造成排气系统设计成本增加，导致

面上的平均气体流速。

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