【正文】 本人在此深表感謝。（2） 發(fā)動機增壓技術(shù)目前的發(fā)展?fàn)顩r以及特點； （3）闡述了廢氣渦輪增壓的原理；（4）闡述了汽油機增壓特點、存在障礙及解決方法；（5）闡述了渦輪增壓發(fā)動機在未來的發(fā)展趨勢。渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展與增壓柴油機未來發(fā)展的要求密相切相關(guān)，其主要服從于未來的排放法規(guī)要求和進(jìn)一步降低燃油消耗，渦輪增壓系統(tǒng)應(yīng)有更高的熱效率；渦輪增壓系統(tǒng)應(yīng)有更高的熱效率；壓系統(tǒng)與發(fā)動機的匹配上有可能采用電子控制系統(tǒng)，使增壓系統(tǒng)與燃油系統(tǒng)在發(fā)動機全工況內(nèi)實現(xiàn)最佳匹配。近年也開始進(jìn)行空氣動力學(xué)計算、三元流場分析、葉輪及葉型設(shè)計、強度分析及性能預(yù)測等等。所付出的代價是把燃油泵中的柱塞加粗1毫米。5個噴口直徑極小。分配泵和噴嘴之間是高壓鋼油管?？勺兘孛鏈u輪增壓是燃?xì)馔ㄟ^渦輪噴嘴葉片時，根據(jù)渦輪增壓柴油機外界負(fù)荷的變化來改變噴嘴環(huán)葉片的角度，使進(jìn)入渦輪葉片的氣流參數(shù)產(chǎn)生變化通過渦輪燴降的變化實現(xiàn)渦輪功的變化，讓壓氣機出口的增壓壓力發(fā)生變化，從而達(dá)到渦輪增壓器與發(fā)動機在各工況下的良好匹配。這些導(dǎo)流葉片可在低轉(zhuǎn)速、低排氣量的工況下關(guān)閉，從而增大發(fā)動機的進(jìn)氣壓力。反應(yīng)時間短有利于增壓器的加速，從而影響汽車的加速性能。⑦改善增壓器的“反應(yīng)滯后”現(xiàn)象。采用先進(jìn)的工藝技術(shù)，減少零件數(shù)量，盡量采用通用性結(jié)構(gòu)，增大生產(chǎn)批量等，生產(chǎn)成本將會降低。這無論對汽油機性能、防止爆震、降低汽油機的機械負(fù)荷和熱負(fù)荷，還是提高增壓系統(tǒng)的可靠性都是有利的。 ②采用增壓器和汽油機在中速范圍內(nèi)獲得最佳匹配的方法，使低速也具有一定的增壓比，以改善中、低速的扭矩特性，而在高速時用排氣放氣閥旁通一部分燃?xì)鈦砜刂圃鰤簤毫?，是目前最常用的方法。后彎葉片的壓氣機流量范圍比較寬廣，流量范圍隨著后彎角的增大而增大，且后彎葉片壓氣機的效率高。車用汽油機的速度范圍比較寬，因此汽油機的進(jìn)氣質(zhì)量流量的范圍也比較寬，就需要有相應(yīng)增壓器來適應(yīng)車用汽油機的要求。2. 0 L FN被評為“2005年最有影響力的發(fā)動機”。中科院工程熱物理所、清華大學(xué)、燃?xì)鉁u輪研究所通過可變噴嘴渦輪增壓器與發(fā)動機的匹配試驗測得增壓壓力和排氣壓力值，結(jié)合發(fā)動機結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算了發(fā)動機的流通特性，建立了可變噴嘴增壓器與發(fā)動機的聯(lián)合工作曲線。由于受爆震的影響和熱負(fù)荷的限制，增壓度都不高，性能也不夠完善，實際應(yīng)用很少。汽油機增壓的發(fā)展相對較晚，技術(shù)水平也落后于柴油機。圖41 用排氣壓力調(diào)節(jié)的自動噴水控制器示意圖 Schematic diagram of autowaterjet controller using exhaust gas pressure ②排氣噴水 將水噴入高溫的排氣中，水迅速蒸發(fā)汽化，吸收大量的熱來降低排氣溫度是顯而易見的。例如解放CAlOB的增壓實驗表明，在外特性運行時，大于2000r/min后，就會出現(xiàn)爆震，當(dāng)利用喉管壓力和增壓壓力之間的壓差，將水噴入喉管，爆震很快就消除了。排氣管應(yīng)該短，管子直徑應(yīng)該小，也就是排氣管的容積較小，并且應(yīng)能很好地將各缸的壓力脈沖不相干擾地引入渦輪。 ②縮小渦輪增壓器的尺寸。渦輪增壓系統(tǒng)在汽油機工況突變時，不能隨工況變化供應(yīng)的增壓空氣流量和增壓壓力，而要滯后一段時間才能適應(yīng)，滯后時間越長，汽油機的加速性也越差。當(dāng)小負(fù)荷低轉(zhuǎn)速時，希望有較大的扭矩，此時，正值流量小，所以節(jié)流效果弱，增壓壓力沒受多大的影響。這種匹配情況，不僅容易發(fā)生高速爆震，而且扭矩特性也不符合車用發(fā)動機的要求。（3）對增壓空氣進(jìn)行中冷安裝中冷器對空氣進(jìn)行中冷是十分有效的，不僅與柴油機有相同效果，對功率增加、熱負(fù)荷降低都是十分有利的，而且對防止爆震也是非常有效的。但是過晚的點火將使后燃加劇，不僅影響功率，還將增加排氣溫度，實驗表明點火提前角推遲1度，排氣溫度將升高3 5C，這對渦輪來說十分不利。但汽油機的壓縮比本來就比較小，處于對經(jīng)濟性很敏感的區(qū)域，的下降必然引起熱效率較多的下降，因此，不希望僅用此一個措施來解決防止爆振問題，在燃油等級不變下汽油機改為渦輪增壓時的壓縮比可按下列經(jīng)驗公式確定:= （41） 式中：非增壓汽油機的壓縮比。但是在提高汽油機動力性、經(jīng)濟性和排放性的同時，車用汽油機廢氣渦輪增壓技術(shù)存在不少問題和障礙，這些問題和障礙限制了廢氣渦輪增壓技術(shù)在汽油機上的應(yīng)用。與柴油機相比，汽油機的轉(zhuǎn)速范圍寬，從低速到高速混合氣質(zhì)量流量變化大。汽油機混合氣的濃度范圍窄(過量空氣系數(shù)a=)，燃燒時的過量空氣少，造成單位數(shù)量混合氣的發(fā)熱量大。（4）汽油機增壓易發(fā)生爆燃。（2）汽油機的比較小，所以工作溫度比柴油機高，增壓后尤為突出。20世紀(jì)70年代末國外汽油機開始逐漸采用增壓技術(shù)，并得到了迅速的發(fā)展和完善，1990年美國生產(chǎn)的汽油機已有1/4采用了增壓技術(shù)，1992年國際市場上出售的汽油機有巧%采用增壓技術(shù)，目前國外的汽油機增壓正處于完善和推廣應(yīng)用階段。 現(xiàn)在廢氣渦輪增壓器的渦輪效率為= . 在渦輪機作變工況運行時，燃?xì)庠跍u輪機中流動，隨著膨脹比增大，流量跟著增加，當(dāng)膨脹比增加到某一臨界值時，流量達(dá)到最大值，不在增加了，這就是渦輪機的阻塞現(xiàn)象。工作輪或氣體的絕對速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，這說明燃?xì)庠趪娮熘信蛎洬@得的動能大。根據(jù)增壓系統(tǒng)的要求，蝸殼可以有一個、兩個甚至更多的進(jìn)氣口。最高轉(zhuǎn)速只能在某個允許的范圍內(nèi)?？墒钱?dāng)流量進(jìn)一步減少到某一值后，壓氣機工作開始不穩(wěn)定，氣流發(fā)生強烈地脈動，甚至引起整臺壓氣機劇烈振動并發(fā)出粗暴的喘息聲，這種不穩(wěn)定的工況稱為喘振。即壓縮到同一壓力時，在理想壓氣機中壓縮空氣的絕熱壓縮功與在實際壓氣機中消耗的實際功之比。 蝸殼的作用為收集從擴壓器流出的空氣，并繼續(xù)進(jìn)行空氣動能向壓力能轉(zhuǎn)變的過程，并將這部分空氣輸向柴油機進(jìn)氣管。無葉擴壓器實際上是兩側(cè)壁形成的環(huán)形空間，高速氣流在此環(huán)形空間中沿對數(shù)螺線運動，氣流速度與圓周切線之間的夾角總是不變。當(dāng)空氣進(jìn)入工作輪上葉片組成的流道后，受離心力壓縮被甩向工作輪外緣，空氣從回轉(zhuǎn)的工作輪上獲得了能量，使壓力、溫度、特別是氣流速度均有較大增長。圖31 徑流渦輪增壓器結(jié)構(gòu)圖 diagram of radial flow turbocharger離心式壓氣機主要由進(jìn)氣道工作輪擴壓器3和出氣渦輪殼4組成。此外，還有超高增壓系統(tǒng)掃氣旁通系統(tǒng)及諧振復(fù)合增壓系統(tǒng)等，這些在中、小功率車用柴油機上應(yīng)用不多。（4）高原功率補償在高原條件下，發(fā)動機氣缸進(jìn)氣流量減少，降低了含氧量，使燃燒過程惡化，后燃現(xiàn)象加重，燃燒持續(xù)期延長，冒煙加重。而柴油機的過量空氣系數(shù)本來就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1，增壓使柴油機的過量空氣系數(shù)進(jìn)一步提高，對排放產(chǎn)生了明顯的影響。如一臺1. 65 L排量的增壓發(fā)動機的功率等于一臺3. 78 L排量的非增壓發(fā)動機的功率。高增壓時，功率提高甚至可大于100%?？梢哉f，正是由于各種排放、噪聲法規(guī)的大量出臺和人們對渦輪增壓技術(shù)的更高要求，特別是渦輪增壓技術(shù)對高原發(fā)動機的功率補償，車用渦輪增壓技術(shù)迎來了發(fā)展的黃金時期。因為使用了低增壓值的小型渦輪。這種渦輪增壓器通過小而輕的渦輪，可以改善發(fā)動機的響應(yīng)性。小直徑的渦輪增壓器擁有更輕的重量和更小的慣性，因此能有效的減小渦輪遲滯。（4）雙渦輪增壓之后出現(xiàn)了電子控制的卸壓系統(tǒng)，通過它可以自動或手動調(diào)節(jié)渦輪增壓器的工作壓力。要解決這個辦法，就需要在進(jìn)氣壓力過大的時候，有一個卸壓的裝置，這種這裝置被稱作Waste gate。制造渦輪的材料主要分為不銹鋼和陶瓷兩種（其中陶瓷的性能更高）。于此同時，由于進(jìn)氣溫度的降低，緩解了氣缸過熱的問題，因此可以適當(dāng)?shù)奶岣甙l(fā)動機壓縮比，改善低轉(zhuǎn)速時的動力輸出。這種動力的突然“陡增”不但損害了動力輸出的平順性，讓開車和坐車的人感覺很不舒服，同時還會使車輛難以控制，因為這個時候產(chǎn)生的扭力的增加是非常大而且非常突然的，在路面濕滑的情況下甚至?xí)霈F(xiàn)車輪打滑，對于駕駛員的操作是很大的考驗。除此之外，：1以下，來避免氣缸過熱。最早的汽油渦輪增壓發(fā)動機運用在量產(chǎn)車型是在60年代。裝在柴油機上不存在什么大難題所以普及很廣，在重型柴油機上已經(jīng)達(dá)到了100%，而且目前已向小型柴油機迅速發(fā)展。試驗證明由于渦輪增壓發(fā)動機的燃燒比較完全，排煙濃度降低，廢氣中CO和HC含量明顯減少，NO含量也大為改觀，對減少汽車排氣污染有利。經(jīng)過80多年的不斷發(fā)展，特別是20世紀(jì)90年代以來，由于CAD/CAM，電控、材料和制造技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，許多相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的成果被大景用于增壓技術(shù)領(lǐng)域，從而出現(xiàn)多種增壓方式。 （3）對大氣溫度及排氣背壓比較敏感，故經(jīng)常在高背壓下工作的發(fā)動機不宜采用渦輪增壓。 （3）渦輪增壓發(fā)動機對海拔高度的變化有較高的適應(yīng)力，在高原地區(qū)工作時比非增壓發(fā)動機功率下降要少的多，故渦輪增壓除了用來提高發(fā)動機功率，外還可用作高原發(fā)動機恢復(fù)功率。優(yōu)點:（1）發(fā)動機重量和體積增加很少情況下，發(fā)動機不需作重大改變很容易提高功率20%50%。機械增壓的特點是能有效地提高發(fā)動機功率，與