气波增压器

使两种气体工质直接接触并通过压力波来传递能量的压力转换器

气波增压器是使两种气体工质直接接触并通过压力波来传递能量的压力转换器。它用于内燃机增压时利用内燃机废气能量使进入气缸的气体增压。气波增压器由空气定子、燃气定子和转子组成。空气定子与内燃机进气管联通，燃气定子与排气管联通。转子由内燃机曲轴通过皮带驱动，驱动功率为内燃机功率的1～1.5%。

工作原理

图1-25所示为气波增压器的工作原理示意图。当转子按箭头方向转动时，转子上由叶片组成的轴向气道与高压燃气入口接通，遂产生压缩波。压缩波以声速沿气道传播，并将燃气能量传递给充满气道内的空气，使其压力和密度升高并向前流动。高压空气出口设在高压燃气入口的斜对面，并顺转动方向向前错开一个角度。

当气道与高压空气出口接通时，高压空气供入内燃机进气管。在燃气到达气道长度的2/3左右时，气道恰好转过高压燃气入口，燃气停止流入气道。

当气道与低压燃气出口接通时，燃气继续膨胀并经排气总管排入大气，气道内的压力继续下降。当气道与低压空气入口接通时，由于气道内处于负压状态，新鲜空气被吸入气道。气道转过低压空气入口和低压燃气出口后，遂充满新鲜充量。转子继续转动又开始下一个循环。

特点

气波增压器提供的增压压力在整个柴油机转速范围内变化不大，能量转换过程也不受转子惯性的影响，因此气波增压器具有良好的速度和负荷特性。较适合汽车柴油机增压的要求，增压比可达2.5∶1。但气波增压器运转噪声大，结构不如涡轮增压器紧凑，故实际应用较少。

基本结构

气波增压器的基本结构是由转子6、转子外壳7、空气定子5、燃气定子8等组成。空气定子上设有低压空气入口及高压空气出口，燃气定子上设有高压燃气入口及低压燃气出口，转子上装有许多直叶片，这些叶片构成狭长的通道，转子外壳将转子包在里面。当转子由曲轴通过V型皮带传动而旋转时，大气中的低温低压空气进入转子的左端，内燃机排出的高温高压燃气进入转子的右端。高温高压的燃气对于低温低压的空气，产生一个压力波进行压缩(实行动态压力变换)，使空气的压力、温度、焓值得到增加。二种气体间的能量传递是在转子中的等截面狭长通道内进行，得到能量的空气经出口进入内燃机的进气管而充入气缸，降低了能量的燃气经出口进入内燃机消声器而排到大气。

存在问题

气波增压器存在着以下的问题：

(1)噪声大，因为它是利用不稳定流动现象来工作的，它本身就是一个噪声源。

(2)由于需要靠曲轴来驱动，它在内燃机上的安装位置受到限制。

(3)重量和体积都比较大。

应用

由于气波增压器具有结构简单、制造方便、不需要昂贵的耐热合金材料，而且它的工作适应性能好，适用于中小型柴油机上，特别是车用柴油机，使汽车具有较好的爬坡能力和加速性能，以及很大的最高速度。

综上所述，气波增压器是一种值得重视的增压设备，它可以适用于车用及工程机械用内燃机的增压。

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