汽車發(fā)動機增壓技術(shù)-全文預覽
【正文】 空氣冷卻式中冷器利用管道將壓縮空氣通到一個散熱器中，利用風扇提供的冷卻空氣強行冷卻。因此，也就產(chǎn)生了中間冷卻技術(shù)。采用爆燃控制以后，可以在避免發(fā)生爆燃的前提下，最大限度地發(fā)揮整機潛力 。還為在汽油機增壓系統(tǒng)中實現(xiàn)爆燃控制、放氣控制、排放控制、增壓器可變技術(shù)的應(yīng)用等綜合控制帶來了方便。 在轉(zhuǎn)速高的時候 氣體流量充足，這個時候可變導流板的角度會變大 (如右圖 )，讓渦輪獲得最大增壓值。同時使用 A1及 A2時，實現(xiàn)渦輪增壓器轉(zhuǎn)速及增壓壓力自我調(diào)節(jié)的作用，并且可以減小排氣背壓，改善了發(fā)動機的充氣及熱效率。 圖 4 排氣背壓及壓氣機入口處真空度控制的增壓系統(tǒng) a）旁通閥關(guān)； b）旁通閥部分打開； c）旁通閥全開 c） a） 自動控制系統(tǒng)主要由微處理機、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器（圖中表示通過分配器提供轉(zhuǎn)速變化信號）及敲缸傳感器組成。當發(fā)動機在正常的穩(wěn)定狀態(tài)下工作，增壓壓力不高，提升閥是關(guān)閉的。因此要采取排氣旁通或別的措施，使其壓力控制在允許值以下。增壓壓力過高則可能使汽油機發(fā)生爆燃；使柴油機機械負荷及熱負荷過高。此外，汽油機增壓同樣存在低速轉(zhuǎn)矩特性和加速性能下降的問題。 起動時，由于未建立增壓壓力，而增壓機的壓縮比 ε又比較低，所以起動、著火有一定困難。這樣，由于機械損失和磨損減少，對改善燃料經(jīng)濟性有利。 二、廢氣渦輪增壓發(fā)動機性能 1. 增壓柴油機 轉(zhuǎn)矩（ N隨著轉(zhuǎn)速的提高，渦輪增壓器能使發(fā)動機獲得更大的功率，與此同時，機械增壓器的增壓壓力逐漸降低。 ? 4）復合增壓系統(tǒng)：即廢氣渦輪增壓和機械增壓并用， 機械增壓 有助于低轉(zhuǎn)速時的扭力輸出，但是高轉(zhuǎn)速時功率輸出有限；而廢氣渦輪增壓在高轉(zhuǎn)速時擁有強大的功率輸出，但低轉(zhuǎn)速時則力不從心。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。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動機功率及扭矩要增大 20%— 30%。由于機械增壓和渦輪增壓的性能特點在許多方面是互補的，近年來在歐美 國家 的一些高檔轎車和大功率的柴油車上，正在進行將這兩種增壓器裝在同一輛車上的試驗。 ? 因為機械增壓的作動原理，使其在低轉(zhuǎn)速下便可獲得增壓。因此在目前的技術(shù)條件下，渦輪增壓器是惟一能使發(fā)動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。 ? 發(fā)動機是靠燃料在汽缸內(nèi)燃燒作功來產(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)動機所產(chǎn)生的功率也會受到限制，如果發(fā)動機的運行性能已處于最佳狀態(tài)，再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入汽缸來增加燃料量，從而提高燃燒作功能力。 ? 機械增壓的特性： ? 機械增壓與渦輪增壓在動力輸出上有著明顯的區(qū)別，前者有接近自然進氣的線性輸出，而后者則因為有渦輪遲滯的現(xiàn)象，動力輸出相對多一點突兀，沒那么線性。 ? 城市柴油公交車有別于一般柴油客車或貨車，因為其平均車速低，基本上不會或很少達到最高車速，加上怠速時間長，起步、加速、減速頻繁，發(fā)動機工況不斷地交替變換，所以也適合采用機械增壓。當發(fā)動機轉(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)動機的輸出功率。氣波增壓器結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，工作溫度不高，不需要耐熱材料，也無需冷卻。由于柴油機的最高轉(zhuǎn)速比較低，因此多用于柴油機上。在低轉(zhuǎn)速時，由機械增壓提供大部分的增壓壓力，在 1 500rpm時，兩個增壓器同時提供增壓壓力。其發(fā)動機輸出 功率 大、 燃油消耗率 低、噪聲小，只是結(jié)構(gòu)太復雜，技術(shù)含量高，維修保養(yǎng)不容易，因此很難普及。另外，由于發(fā)動機排量減少，整臺發(fā)動機體積、質(zhì)量都會減少，這樣降低整車油耗也有利； ? 發(fā)動機采用增壓后，還可以在保證原有功率和一定轉(zhuǎn)矩下，適當降低轉(zhuǎn)速。 低速時，由于增壓壓力下降，轉(zhuǎn)矩 Tq 的增量明顯比高速時低，這就使轉(zhuǎn)矩特性的低速段很不理想，影響汽車加速性能及爬坡性能。若燃料辛烷值不提高，就必須采取降低壓縮比，推遲點火等相應(yīng)措施，其結(jié)果會導致熱效率的下降。渦輪增壓器超速可能損壞壓氣機及渦輪旋轉(zhuǎn)零部件，造成嚴重事故。高于該轉(zhuǎn)速后，壓力逐步上升，如果不采用排氣旁通，則壓力沿著虛線上升，會超過發(fā)動機能承受的最高增壓壓力。 最高發(fā)動機轉(zhuǎn)速的百分率 （ %） 圖 2 控制增壓壓力與發(fā)動機轉(zhuǎn)速 增壓壓力（ bar ） 用軟管將壓氣機渦殼空腔與膜片作用器的空腔連接起來， 傳遞壓
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