汽車發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)(已修改)
2025-05-27 07:28 本頁(yè)面
【正文】 廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī) 一、渦輪增壓技術(shù)的基本原理 ? ： ? 渦輪增壓技術(shù)就是采用專門(mén)的壓氣機(jī)將氣體在進(jìn)入氣缸前預(yù)先進(jìn)行壓縮，提高進(jìn)入氣缸的氣體密度，減小氣體的體積，這樣，在單位體積里，氣體的質(zhì)量就大大增加了，這樣就可以再有限的汽缸容積內(nèi)噴入更多的燃油進(jìn)行燃燒，從而達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的目的。 ? 發(fā)動(dòng)機(jī)是靠燃料在汽缸內(nèi)燃燒作功來(lái)產(chǎn)生功率的，由于輸入的燃料量受到吸入汽缸內(nèi)空氣量的限制，因此發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率也會(huì)受到限制，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能已處于最佳狀態(tài)，再增加輸出功率只能通過(guò)壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸來(lái)增加燃料量，從而提高燃燒作功能力。因此在目前的技術(shù)條件下，渦輪增壓器是惟一能使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機(jī)械裝置。一般能使發(fā)動(dòng)機(jī)增加輸出功率在 10%到 40%左右。 ? 1）機(jī)械增壓系統(tǒng)：機(jī)械增壓器采用 皮帶 與引擎曲軸皮帶盤(pán)連接，利用引擎轉(zhuǎn)速來(lái)帶動(dòng)機(jī)械增壓器內(nèi)部葉片，以產(chǎn)生增壓空氣送入引擎 進(jìn)氣歧管內(nèi)，整體結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，工作溫度界于 70℃ 100℃ ，不同于渦輪增壓器靠引擎排放的 廢氣 驅(qū)動(dòng)，必須接觸 400℃ 900℃ 的高溫廢氣，因此機(jī)械增壓系統(tǒng)對(duì)于冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑油脂的要求與自然進(jìn)氣引擎相同，機(jī)件保養(yǎng)程序大同小異。 ? 機(jī)械增壓的特性： ? 機(jī)械增壓與渦輪增壓在動(dòng)力輸出上有著明顯的區(qū)別，前者有接近自然進(jìn)氣的線性輸出，而后者則因?yàn)橛袦u輪遲滯的現(xiàn)象，動(dòng)力輸出相對(duì)多一點(diǎn)突兀，沒(méi)那么線性。 ? 因?yàn)闄C(jī)械增壓的作動(dòng)原理，使其在低轉(zhuǎn)速下便可獲得增壓。增壓的動(dòng)力輸出也與曲軸轉(zhuǎn)速成一定的比例，即機(jī)械增壓引擎的動(dòng)力輸出隨著轉(zhuǎn)速的提高，也隨之增強(qiáng)。因此機(jī)械增壓引擎的出力表現(xiàn)與自然氣極為相似，卻能擁有較大的馬力與扭力。 ? 城市柴油公交車有別于一般柴油客車或貨車，因?yàn)槠淦骄囁俚停旧喜粫?huì)或很少達(dá)到最高車速，加上怠速時(shí)間長(zhǎng)，起步、加速、減速頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)工況不斷地交替變換，所以也適合采用機(jī)械增壓。由于機(jī)械增壓和渦輪增壓的性能特點(diǎn)在許多方面是互補(bǔ)的，近年來(lái)在歐美 國(guó)家 的一些高檔轎車和大功率的柴油車上，正在進(jìn)行將這兩種增壓器裝在同一輛車上的試驗(yàn)。 ? 2）廢氣渦輪增壓系統(tǒng)：這就是我們平時(shí)最常見(jiàn)的渦輪增壓裝置了，增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)任何機(jī)械聯(lián)系，實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與禍輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩要增大 20%— 30%。 3）氣波增壓系統(tǒng)： ? 氣波增壓器中有一個(gè)特殊形狀的轉(zhuǎn)子，由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶輪經(jīng)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子中發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣直接與空氣接觸，利用排氣壓力波使空氣受到壓縮，以提高進(jìn)氣壓力。氣波增壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，工作溫度不高，不需要耐熱材料，也無(wú)需冷卻。與渦輪增壓相比，其低速轉(zhuǎn)矩特性好，但是體積大，噪聲高，安裝位置受到一定的限制。不太適合安裝在體積較小的轎車?yán)锩妗? 目前，這種增壓器還只能在低速范圍內(nèi)使用。由于柴油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速比較低，因此多用于柴油機(jī)上。 ? 4）復(fù)合增壓系統(tǒng)：即廢氣渦輪增壓和機(jī)械增壓并用， 機(jī)械增壓 有助于低轉(zhuǎn)速時(shí)的扭力輸出，但是高轉(zhuǎn)速時(shí)功率輸出有限；而廢氣渦輪增壓在高轉(zhuǎn)速時(shí)擁有強(qiáng)大的功率輸出，但低轉(zhuǎn)速時(shí)則力不從心。發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)師們于是就設(shè)想把機(jī)械增壓和渦輪增壓結(jié)合在一起，來(lái)解決兩種技術(shù)各自的不足，同時(shí)解決低速扭矩和高速功率輸出的問(wèn)題。這種裝置在大功率柴油機(jī)上采用比較多，汽油機(jī)上采用雙增壓系統(tǒng)（復(fù)合增壓系統(tǒng)）的車型還比較少，大眾的 TSI發(fā)動(dòng)機(jī)（這款發(fā)動(dòng)機(jī)兼顧了低速扭力輸出和高速功率輸出。在低轉(zhuǎn)速時(shí)，由機(jī)械增壓提供大部分的增壓壓力，在 1 500rpm時(shí)，兩個(gè)增壓器同時(shí)提供增壓壓力。隨著轉(zhuǎn)速的提高，渦輪增壓器能使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更大的功率，與此同時(shí)，機(jī)械增壓器的增壓壓力逐漸降低。機(jī)械增壓通過(guò)電磁離合器控制，它與水泵集合在一起。在轉(zhuǎn)速超過(guò) 3500rpm時(shí)，由渦輪增壓器提供所有的增壓壓力，此時(shí)機(jī)械增壓器在電磁離合器的作用下完全與發(fā)動(dòng)機(jī)分離，防止消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率）采用了了這一系統(tǒng)。其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 功率 大、 燃油消耗率 低、噪聲小，只是結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，技術(shù)含量高，維修保養(yǎng)不容易，因此很難普及。 二、廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能 1. 增壓柴油機(jī) 轉(zhuǎn)矩（ Nm） 功
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