發(fā)動機增壓方式與增壓系統(tǒng)渦輪增壓系統(tǒng)

將空氣預先壓縮后供入氣缸，以提高空氣密度、增加進氣量

進氣量增加，可增加循環(huán)供油量，從而可增加發(fā)動機功率

可以得到良好的加速性

可以改善燃油經(jīng)濟性

1.汽油機增壓比柴油機增壓困難原因:

汽油機增壓后爆燃傾向增加

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

車用汽油機工況變化頻繁，轉速和功率范圍寬廣，致使渦輪增壓器與汽油機的匹配相當困難

渦輪增壓汽油機的加速性較差

2.汽油機增壓的改進措施:

在電控汽油噴射式發(fā)動機上實行汽油機增壓，成功地擺脫了化油器式發(fā)動機與渦輪增壓器匹配的困難。電控技術的應用，可以極其方便地對汽油機增壓系統(tǒng)進行爆燃控制、放氣控制和排放控制等。

應用點火提前角自適應控制，來克服由于增壓而增加的爆燃傾向。利用裝在發(fā)動機上的爆燃傳感器檢測爆燃信息，并將其傳輸給電控單元(ECU)，電控單元則發(fā)出指令，推遲點火時刻以消除爆燃。待爆燃消除后，自適應地逐步加大點火提前角，使發(fā)動機在比較理想的狀況下工作。

對增壓后的空氣進行中間冷卻。因為空氣增壓后溫度升高，密度減小 如果溫度過高，不僅會減少進氣量，削弱增壓效果，還可能引起發(fā)動機爆燃。實踐證明，對增壓空氣實行中冷，對提高功率、降低油耗、降低熱負荷和減輕爆燃都十分有利。因此，不但在汽油機增壓系統(tǒng)中設置中冷器，而且在高增壓柴油機增壓系統(tǒng)中也設有中冷器。

采用增壓壓力調節(jié)裝置。增壓壓力與渦輪增壓器的轉速有關，而增壓器轉速又取決于廢氣能量。發(fā)動機在高轉速、大負荷工作時，廢氣能量多，增壓壓力高;相反，低轉速、小負荷時，廢氣能量少，增壓壓力低。

3.發(fā)動機增壓類型

機械增壓

結構:機械增壓器由發(fā)動機曲軸經(jīng)齒輪增速器驅動，或由曲軸齒形傳動帶輪經(jīng)齒形傳動帶及電磁離合器驅動

特點:機械增壓能有效地提高發(fā)動機功率，與渦輪增壓相比，其低速增壓效果更好。另外，機械增壓器與發(fā)動機容易匹配，結構也比較緊湊。但是，由于驅動增壓器需消耗發(fā)動機功率，因此燃油消耗率比非增壓發(fā)動機略高。

氣波增壓

結構:由曲軸經(jīng)傳動帶驅動氣波增壓器轉子，利用排氣壓力波使空氣受到壓縮，以提高進氣壓力。

特點:氣波增壓器結構簡單，加工方便，工作溫度不高，不需要耐熱材料，也無需冷卻。與渦輪增壓相比，其低速轉矩特性好，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使用。由于柴油機最高轉速比較低，因此多用于柴油機上。

渦輪增壓

結構:利用廢氣渦輪機，帶動與其同軸安裝的壓氣機葉輪工作，新鮮空氣在壓氣機內增壓后進入氣缸

特點:渦輪增壓的優(yōu)點是經(jīng)濟性比機械增壓和非增壓發(fā)動機都好，并可大幅度地降低有害氣體的排放和噪聲水平。渦輪增壓的缺點是低速時轉矩增加不多，而且在發(fā)動機工況發(fā)生變化時，瞬態(tài)響應差，致使汽車加速性，特別是低速加速性較差

復合增壓

結構:機械增壓與渦輪增壓適當結合

串聯(lián)復合增壓:在這種增壓系統(tǒng)中，空氣先經(jīng)渦輪增壓器提高壓力后，進人中間冷卻器降溫，再經(jīng)機械增壓器增壓。這種增壓方式主要用于高增壓發(fā)動機上

并聯(lián)復合增壓:由機械增壓器和渦輪增壓器同時向發(fā)動機供給增壓空氣。在低轉速范圍主要靠機械增壓，而在高轉速范圍主要靠渦輪增壓。這種增壓系統(tǒng)使發(fā)動機低速轉矩特性得到改善

曲軸帶輪經(jīng)傳動帶和電磁離合器帶輪驅動增壓器工作，ECU據(jù)爆震傳感器信號發(fā)出指令減小點火提前角，可消除爆燃;當小負荷不增壓時，ECU據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號使電磁離合器斷電，增壓器不工作，ECU使進氣旁通閥開啟，空氣經(jīng)進氣旁通閥，中冷器降溫后進入氣缸。

結構組成:

主要由轉子、轉子軸、傳動齒輪、殼體、后蓋組成，曲軸經(jīng)傳動帶、電磁離合器驅動其中的一個轉子，而另一個轉子由傳動齒輪帶動與其同步旋轉。

工作原理:

當轉子旋轉時，空氣從壓氣機入口吸入，在轉子葉片的推動下空氣被加速，然后從壓氣機出口壓出。

由曲軸經(jīng)傳動帶驅動氣波增壓器轉子，利用排氣壓力波使空氣受到壓縮，以提高進氣壓力。

單渦輪增壓系統(tǒng)

一個渦輪增壓器

雙渦輪增壓系統(tǒng)

兩個渦輪增壓器并列布置

渦輪增壓器

離心式壓氣機

離心式壓氣機由進氣道、壓氣機葉輪、無葉式擴壓管及壓氣機蝸殼等組成，當壓氣機旋轉時，空氣經(jīng)進氣道進入壓氣機葉輪，并在離心力的作用下沿著壓氣機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，然后進入葉片式擴壓管中。擴壓管為漸擴形流道，空氣流過擴壓管時減速增壓，溫度也有所升高。即在擴壓管中，空氣所具有的大部分動能轉變?yōu)閴毫δ?/p>

徑流式渦輪機

渦輪機是將發(fā)動機排氣的能量轉變?yōu)闄C械功的裝置，徑流式渦輪機由蝸殼、噴管、葉輪和出氣道等組成。蝸殼的進口與發(fā)動機排氣管相連，發(fā)動機排氣經(jīng)蝸殼引導進入葉片式噴管。噴管是由相鄰葉片構成的漸縮形流道。排氣流過噴管時降壓、降溫、增速、膨脹，使排氣的壓力能轉變?yōu)閯幽?。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，推動葉輪旋轉。

增壓壓力的調節(jié)

在渦輪增壓系統(tǒng)中都設有進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)連通管與壓氣機出口相通，左室設有膜片彈簧作用在膜片上。膜片還通過連動桿與排氣旁通閥連接，當壓氣機出口壓力低，膜片在膜片彈簧作用下移向右室，使排氣旁通閥關，當增壓壓力高，膜片左移，排氣旁通閥開，部分排氣直接排入大氣，從而控制增壓壓力及渦輪機轉速。

渦輪增壓器的潤滑及冷卻

潤滑:機油自主油道，進入增壓器，潤滑和冷卻增壓器軸和軸承。后返回油底殼。

·冷卻:渦輪機側設置冷卻水套，并用軟管與發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)相通。

中冷器

冷卻增壓后進氣，降低進氣溫度，提高進氣密度，增大進氣量。