更新时间:2023-07-15 13:41
发动机增压系统就是将空气预先压缩后供入气缸,以提高空气密度、增加进气量。使发动机进气量增加,可增加循环供油量,从而可增加发动机功率。可以得到良好的加速性。可以改善燃油经济性。
将空气预先压缩后供入气缸,以提高空气密度、增加进气量
进气量增加,可增加循环供油量,从而可增加发动机功率
可以得到良好的加速性
可以改善燃油经济性
1.汽油机增压比柴油机增压困难原因:
汽油机增压后爆燃倾向增加
由于汽油机混合气的过量空气系数小,燃烧温度高,因此增压之后汽油机和涡轮增压器的热负荷大
车用汽油机工况变化频繁,转速和功率范围宽广,致使涡轮增压器与汽油机的匹配相当困难
涡轮增压汽油机的加速性较差
2.汽油机增压的改进措施:
在电控汽油喷射式发动机上实行汽油机增压,成功地摆脱了化油器式发动机与涡轮增压器匹配的困难。电控技术的应用,可以极其方便地对汽油机增压系统进行爆燃控制、放气控制和排放控制等。
应用点火提前角自适应控制,来克服由于增压而增加的爆燃倾向。利用装在发动机上的爆燃传感器检测爆燃信息,并将其传输给电控单元(ECU),电控单元则发出指令,推迟点火时刻以消除爆燃。待爆燃消除后,自适应地逐步加大点火提前角,使发动机在比较理想的状况下工作。
对增压后的空气进行中间冷却。因为空气增压后温度升高,密度减小 如果温度过高,不仅会减少进气量,削弱增压效果,还可能引起发动机爆燃。实践证明,对增压空气实行中冷,对提高功率、降低油耗、降低热负荷和减轻爆燃都十分有利。因此,不但在汽油机增压系统中设置中冷器,而且在高增压柴油机增压系统中也设有中冷器。
采用增压压力调节装置。增压压力与涡轮增压器的转速有关,而增压器转速又取决于废气能量。发动机在高转速、大负荷工作时,废气能量多,增压压力高;相反,低转速、小负荷时,废气能量少,增压压力低。
3.发动机增压类型
结构:机械增压器由发动机曲轴经齿轮增速器驱动,或由曲轴齿形传动带轮经齿形传动带及电磁离合器驱动
特点:机械增压能有效地提高发动机功率,与涡轮增压相比,其低速增压效果更好。另外,机械增压器与发动机容易匹配,结构也比较紧凑。但是,由于驱动增压器需消耗发动机功率,因此燃油消耗率比非增压发动机略高。
气波增压
结构:由曲轴经传动带驱动气波增压器转子,利用排气压力波使空气受到压缩,以提高进气压力。
特点:气波增压器结构简单,加工方便,工作温度不高,不需要耐热材料,也无需冷却。与涡轮增压相比,其低速转矩特性好,但是体积大,噪声水平高,安装位置受到一定的限制。这种增压器还只能在低速范围内使用。由于柴油机最高转速比较低,因此多用于柴油机上。
涡轮增压
结构:利用废气涡轮机,带动与其同轴安装的压气机叶轮工作,新鲜空气在压气机内增压后进入气缸
特点:涡轮增压的优点是经济性比机械增压和非增压发动机都好,并可大幅度地降低有害气体的排放和噪声水平。涡轮增压的缺点是低速时转矩增加不多,而且在发动机工况发生变化时,瞬态响应差,致使汽车加速性,特别是低速加速性较差
复合增压
结构:机械增压与涡轮增压适当结合
串联复合增压:在这种增压系统中,空气先经涡轮增压器提高压力后,进人中间冷却器降温,再经机械增压器增压。这种增压方式主要用于高增压发动机上
并联复合增压:由机械增压器和涡轮增压器同时向发动机供给增压空气。在低转速范围主要靠机械增压,而在高转速范围主要靠涡轮增压。这种增压系统使发动机低速转矩特性得到改善
电喷汽油机机械增压
曲轴带轮经传动带和电磁离合器带轮驱动增压器工作,ECU据爆震传感器信号发出指令减小点火提前角,可消除爆燃;当小负荷不增压时,ECU据节气门位置传感器信号使电磁离合器断电,增压器不工作,ECU使进气旁通阀开启,空气经进气旁通阀,中冷器降温后进入气缸。
机械增压器(罗茨式压气机)
结构组成:
主要由转子、转子轴、传动齿轮、壳体、后盖组成,曲轴经传动带、电磁离合器驱动其中的一个转子,而另一个转子由传动齿轮带动与其同步旋转。
工作原理:
当转子旋转时,空气从压气机入口吸入,在转子叶片的推动下空气被加速,然后从压气机出口压出。
气波增压
由曲轴经传动带驱动气波增压器转子,利用排气压力波使空气受到压缩,以提高进气压力。
涡轮增压
一个涡轮增压器
双涡轮增压系统
两个涡轮增压器并列布置
涡轮增压器
离心式压气机由进气道、压气机叶轮、无叶式扩压管及压气机蜗壳等组成,当压气机旋转时,空气经进气道进入压气机叶轮,并在离心力的作用下沿着压气机叶片之间形成的流道,从叶轮中心流向叶轮的周边。空气从旋转的叶轮获得能量,使其流速、压力和温度均有较大的增高,然后进入叶片式扩压管中。扩压管为渐扩形流道,空气流过扩压管时减速增压,温度也有所升高。即在扩压管中,空气所具有的大部分动能转变为压力能
径流式涡轮机
涡轮机是将发动机排气的能量转变为机械功的装置,径流式涡轮机由蜗壳、喷管、叶轮和出气道等组成。蜗壳的进口与发动机排气管相连,发动机排气经蜗壳引导进入叶片式喷管。喷管是由相邻叶片构成的渐缩形流道。排气流过喷管时降压、降温、增速、膨胀,使排气的压力能转变为动能。由喷管流出的高速气流冲击叶轮,并在叶片所形成的流道中继续膨胀作功,推动叶轮旋转。
增压压力的调节
在涡轮增压系统中都设有进气旁通阀和排气旁通阀,用以控制增压压力,控制膜盒中的膜片将膜盒分为左室和右室,右室经连通管与压气机出口相通,左室设有膜片弹簧作用在膜片上。膜片还通过连动杆与排气旁通阀连接,当压气机出口压力低,膜片在膜片弹簧作用下移向右室,使排气旁通阀关,当增压压力高,膜片左移,排气旁通阀开,部分排气直接排入大气,从而控制增压压力及涡轮机转速。
涡轮增压器的润滑及冷却
润滑:机油自主油道,进入增压器,润滑和冷却增压器轴和轴承。后返回油底壳。
·冷却:涡轮机侧设置冷却水套,并用软管与发动机的冷却系统相通。
中冷器
冷却增压后进气,降低进气温度,提高进气密度,增大进气量。