發(fā)動(dòng)機(jī)增壓方式與增壓系統(tǒng)

將空氣預(yù)先壓縮后供入氣缸，以提高空氣密度、增加進(jìn)氣量

進(jìn)氣量增加，可增加循環(huán)供油量，從而可增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率

可以得到良好的加速性

可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性

1.汽油機(jī)增壓比柴油機(jī)增壓困難原因:

汽油機(jī)增壓后爆燃傾向增加

由于汽油機(jī)混合氣的過(guò)量空氣系數(shù)小，燃燒溫度高，因此增壓之后汽油機(jī)和渦輪增壓器的熱負(fù)荷大

車(chē)用汽油機(jī)工況變化頻繁，轉(zhuǎn)速和功率范圍寬廣，致使渦輪增壓器與汽油機(jī)的匹配相當(dāng)困難

渦輪增壓汽油機(jī)的加速性較差

2.汽油機(jī)增壓的改進(jìn)措施:

在電控汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)行汽油機(jī)增壓，成功地?cái)[脫了化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪增壓器匹配的困難。電控技術(shù)的應(yīng)用，可以極其方便地對(duì)汽油機(jī)增壓系統(tǒng)進(jìn)行爆燃控制、放氣控制和排放控制等。

應(yīng)用點(diǎn)火提前角自適應(yīng)控制，來(lái)克服由于增壓而增加的爆燃傾向。利用裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的爆燃傳感器檢測(cè)爆燃信息，并將其傳輸給電控單元(ECU)，電控單元?jiǎng)t發(fā)出指令，推遲點(diǎn)火時(shí)刻以消除爆燃。待爆燃消除后，自適應(yīng)地逐步加大點(diǎn)火提前角，使發(fā)動(dòng)機(jī)在比較理想的狀況下工作。

對(duì)增壓后的空氣進(jìn)行中間冷卻。因?yàn)榭諝庠鰤汉鬁囟壬撸芏葴p小 如果溫度過(guò)高，不僅會(huì)減少進(jìn)氣量，削弱增壓效果，還可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃。實(shí)踐證明，對(duì)增壓空氣實(shí)行中冷，對(duì)提高功率、降低油耗、降低熱負(fù)荷和減輕爆燃都十分有利。因此，不但在汽油機(jī)增壓系統(tǒng)中設(shè)置中冷器，而且在高增壓柴油機(jī)增壓系統(tǒng)中也設(shè)有中冷器。

采用增壓壓力調(diào)節(jié)裝置。增壓壓力與渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而增壓器轉(zhuǎn)速又取決于廢氣能量。發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷工作時(shí)，廢氣能量多，增壓壓力高;相反，低轉(zhuǎn)速、小負(fù)荷時(shí)，廢氣能量少，增壓壓力低。

3.發(fā)動(dòng)機(jī)增壓類型

機(jī)械增壓

結(jié)構(gòu):機(jī)械增壓器由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸經(jīng)齒輪增速器驅(qū)動(dòng)，或由曲軸齒形傳動(dòng)帶輪經(jīng)齒形傳動(dòng)帶及電磁離合器驅(qū)動(dòng)

特點(diǎn):機(jī)械增壓能有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，與渦輪增壓相比，其低速增壓效果更好。另外，機(jī)械增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)容易匹配，結(jié)構(gòu)也比較緊湊。但是，由于驅(qū)動(dòng)增壓器需消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率，因此燃油消耗率比非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)略高。

氣波增壓

結(jié)構(gòu):由曲軸經(jīng)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)氣波增壓器轉(zhuǎn)子，利用排氣壓力波使空氣受到壓縮，以提高進(jìn)氣壓力。

特點(diǎn):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，噪聲水平高，安裝位置受到一定的限制。這種增壓器還只能在低速范圍內(nèi)使用。由于柴油機(jī)最高轉(zhuǎn)速比較低，因此多用于柴油機(jī)上。

渦輪增壓

結(jié)構(gòu):利用廢氣渦輪機(jī)，帶動(dòng)與其同軸安裝的壓氣機(jī)葉輪工作，新鮮空氣在壓氣機(jī)內(nèi)增壓后進(jìn)入氣缸

特點(diǎn):渦輪增壓的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性比機(jī)械增壓和非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)都好，并可大幅度地降低有害氣體的排放和噪聲水平。渦輪增壓的缺點(diǎn)是低速時(shí)轉(zhuǎn)矩增加不多，而且在發(fā)動(dòng)機(jī)工況發(fā)生變化時(shí)，瞬態(tài)響應(yīng)差，致使汽車(chē)加速性，特別是低速加速性較差

復(fù)合增壓

結(jié)構(gòu):機(jī)械增壓與渦輪增壓適當(dāng)結(jié)合

串聯(lián)復(fù)合增壓:在這種增壓系統(tǒng)中，空氣先經(jīng)渦輪增壓器提高壓力后，進(jìn)人中間冷卻器降溫，再經(jīng)機(jī)械增壓器增壓。這種增壓方式主要用于高增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上

并聯(lián)復(fù)合增壓:由機(jī)械增壓器和渦輪增壓器同時(shí)向發(fā)動(dòng)機(jī)供給增壓空氣。在低轉(zhuǎn)速范圍主要靠機(jī)械增壓，而在高轉(zhuǎn)速范圍主要靠渦輪增壓。這種增壓系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)矩特性得到改善

曲軸帶輪經(jīng)傳動(dòng)帶和電磁離合器帶輪驅(qū)動(dòng)增壓器工作，ECU據(jù)爆震傳感器信號(hào)發(fā)出指令減小點(diǎn)火提前角，可消除爆燃;當(dāng)小負(fù)荷不增壓時(shí)，ECU據(jù)節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)使電磁離合器斷電，增壓器不工作，ECU使進(jìn)氣旁通閥開(kāi)啟，空氣經(jīng)進(jìn)氣旁通閥，中冷器降溫后進(jìn)入氣缸。

結(jié)構(gòu)組成:

主要由轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸、傳動(dòng)齒輪、殼體、后蓋組成，曲軸經(jīng)傳動(dòng)帶、電磁離合器驅(qū)動(dòng)其中的一個(gè)轉(zhuǎn)子，而另一個(gè)轉(zhuǎn)子由傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)與其同步旋轉(zhuǎn)。

工作原理:

當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣從壓氣機(jī)入口吸入，在轉(zhuǎn)子葉片的推動(dòng)下空氣被加速，然后從壓氣機(jī)出口壓出。

由曲軸經(jīng)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)氣波增壓器轉(zhuǎn)子，利用排氣壓力波使空氣受到壓縮，以提高進(jìn)氣壓力。

單渦輪增壓系統(tǒng)

一個(gè)渦輪增壓器

雙渦輪增壓系統(tǒng)

兩個(gè)渦輪增壓器并列布置

渦輪增壓器

離心式壓氣機(jī)

離心式壓氣機(jī)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)葉輪、無(wú)葉式擴(kuò)壓管及壓氣機(jī)蝸殼等組成，當(dāng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣經(jīng)進(jìn)氣道進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪，并在離心力的作用下沿著壓氣機(jī)葉片之間形成的流道，從葉輪中心流向葉輪的周邊?？諝鈴男D(zhuǎn)的葉輪獲得能量，使其流速、壓力和溫度均有較大的增高，然后進(jìn)入葉片式擴(kuò)壓管中。擴(kuò)壓管為漸擴(kuò)形流道，空氣流過(guò)擴(kuò)壓管時(shí)減速增壓，溫度也有所升高。即在擴(kuò)壓管中，空氣所具有的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?/p>

徑流式渦輪機(jī)

渦輪機(jī)是將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的裝置，徑流式渦輪機(jī)由蝸殼、噴管、葉輪和出氣道等組成。蝸殼的進(jìn)口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)蝸殼引導(dǎo)進(jìn)入葉片式噴管。噴管是由相鄰葉片構(gòu)成的漸縮形流道。排氣流過(guò)噴管時(shí)降壓、降溫、增速、膨脹，使排氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。由噴管流出的高速氣流沖擊葉輪，并在葉片所形成的流道中繼續(xù)膨脹作功，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。

增壓壓力的調(diào)節(jié)

在渦輪增壓系統(tǒng)中都設(shè)有進(jìn)氣旁通閥和排氣旁通閥，用以控制增壓壓力，控制膜盒中的膜片將膜盒分為左室和右室，右室經(jīng)連通管與壓氣機(jī)出口相通，左室設(shè)有膜片彈簧作用在膜片上。膜片還通過(guò)連動(dòng)桿與排氣旁通閥連接，當(dāng)壓氣機(jī)出口壓力低，膜片在膜片彈簧作用下移向右室，使排氣旁通閥關(guān)，當(dāng)增壓壓力高，膜片左移，排氣旁通閥開(kāi)，部分排氣直接排入大氣，從而控制增壓壓力及渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速。

渦輪增壓器的潤(rùn)滑及冷卻

潤(rùn)滑:機(jī)油自主油道，進(jìn)入增壓器，潤(rùn)滑和冷卻增壓器軸和軸承。后返回油底殼。

·冷卻:渦輪機(jī)側(cè)設(shè)置冷卻水套，并用軟管與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)相通。

中冷器

冷卻增壓后進(jìn)氣，降低進(jìn)氣溫度，提高進(jìn)氣密度，增大進(jìn)氣量。