機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)-wenkub.com
2024-08-22 22:14 本頁面
【正文】 同時(shí)本文也探討了機(jī)械增壓器在發(fā)動(dòng)機(jī)上的布置型式，旁通閥系統(tǒng)和中冷器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)優(yōu)化都直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能和燃油消耗率，也是機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要部分。 試驗(yàn)結(jié)果 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件設(shè)計(jì)通用性原則，機(jī)械增壓機(jī)器的匹配既不能對(duì)原型機(jī)改動(dòng)過大，又需要滿足外形尺寸轎車布置需求，在一款成熟的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行機(jī)械增壓器設(shè)計(jì)優(yōu)化。另外旁通閥開啟閥片與閥座間隙很小，旁通閥允許的泄漏量要求，在 500mmHg真空壓力下，其允許的最大泄漏量為 50cm3/min。這種旁通閥結(jié)構(gòu)，不需要增加任何電磁閥控制和電機(jī)控制裝置，直接從發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門體附近取真空，做到與增壓發(fā)動(dòng)機(jī)自適應(yīng)和自調(diào)節(jié)。中冷系統(tǒng)兩種典型的結(jié)構(gòu)型式：獨(dú)立循環(huán)水 — 空氣式中冷系統(tǒng)；空氣 — 空氣式中冷系統(tǒng)，由于布置原因，本文討論的這款增壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用空氣 — 空氣式中冷系統(tǒng)。在進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，需要考慮氣流速度方向，防止氣流發(fā)生倒流。機(jī)械增壓汽油機(jī)的壓縮比范圍在— 。 、壓縮比選擇 試驗(yàn)研究和對(duì)比計(jì)算表明，壓縮比增大，內(nèi)燃機(jī)指示效率提高，其功率扭矩都會(huì)增加（見圖 7不同壓縮比扭矩對(duì)比圖），但壓縮比增大到一定程度后，指示效率上升越來越慢，因?yàn)檠h(huán)熱效率增長速度減少時(shí)，在基本燃燒階段所放出的相對(duì)熱量減少，而在膨脹過程中后燃的燃料份額增大，汽缸中的最高溫度提高，熱分解及向汽缸壁傳熱的強(qiáng)度都增大，暴燃傾向加劇，這要求提高燃料的辛烷值，所以內(nèi)燃機(jī)指示效率減慢，升功率隨壓縮比提高的增長速度也減慢。 、進(jìn)氣歧管和排氣歧管： 由于增壓作用僅僅使進(jìn)氣歧管內(nèi)混合氣密度增加，而氣流速度與非增壓汽油機(jī)變化不大，所以進(jìn)氣歧管的截面機(jī)無須大于非增壓汽油機(jī)所用截面積。主要包括質(zhì)量流量（或體積流量）、等熵效率和功率消耗。通常影響因數(shù)有：傳動(dòng)比、進(jìn) /排氣道、進(jìn) /排氣歧管、壓縮比、配氣相位、殘余廢氣系數(shù)等。另外旁通閥開啟特性不需要 ECU單元控制真空電磁閥來操縱，簡化了電控標(biāo)定軟件程序和硬件設(shè)備，缺點(diǎn)是節(jié)氣門體離發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管比較遠(yuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)響應(yīng)比節(jié)氣門的響應(yīng)速度略有滯后，瞬態(tài)增壓響應(yīng)性略差一些。轉(zhuǎn)子上的涂層是EATON申請(qǐng)專利的 APC（耐磨粉末涂層），以加強(qiáng)嚙合，降低泄漏，提高效率（效率接近 65%）。這種設(shè)計(jì)也使其效率比傳統(tǒng)的羅茨鼓風(fēng)機(jī)為高。兩個(gè)三葉片轉(zhuǎn)子都扭轉(zhuǎn)了 60度，這兩個(gè)轉(zhuǎn)子都由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過皮帶驅(qū)動(dòng)，與廢氣系統(tǒng)不相干。渦輪增壓器會(huì)降低排氣溫度，使催化轉(zhuǎn)化器的溫度不能迅速升高，影響它的轉(zhuǎn)化凈化效率。 缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)在低工況下的節(jié)氣門是全開，這跟柴油機(jī)差不多；只是在高工況下節(jié)氣門開度才會(huì)隨負(fù)荷變動(dòng)而變動(dòng)。柴油機(jī)因?yàn)橐揽孔冑|(zhì)調(diào)節(jié)的方式調(diào)節(jié)扭矩，沒有節(jié)氣門，每個(gè)循環(huán)吸入的空氣量相差不大，其質(zhì)量流量的差異主要由轉(zhuǎn)速變動(dòng)造成，所以柴油機(jī)的質(zhì)量流量跨度範(fàn)圍只有 :1左右。 機(jī)械增壓的正壓做功區(qū)域圖 渦輪增壓器的負(fù)壓做功區(qū)域圖 機(jī)械增壓更適合非直噴汽油機(jī)。從下面試驗(yàn)圖比較兩種增壓系統(tǒng)的功率損失，并從理論分析和試驗(yàn)數(shù)據(jù)來說明兩種發(fā)動(dòng)機(jī)油耗是在同一水平上。 從圖上可看出：壓氣機(jī)出口壓力要達(dá)到同樣壓力 150kPa，機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)僅用了 1秒時(shí)間，而渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)用了 4秒時(shí)間。因此，在推行歐洲第三階段排放法規(guī)時(shí)，機(jī)械增壓器用于汽油機(jī)特別有利。機(jī)械增壓器的低速扭矩及汽車加速性能良好，較渦輪增壓器優(yōu)勝。 兩種增壓系統(tǒng)的比較
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