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第十章发动机增压中冷课件
汽车构造 第十章 发动机增压中冷 概念: 发动机增压中冷: 就是将空气预先压缩、再经冷却、然后供入气缸,以提高进气密度、增加充气量的一项技术。 增压: 将气体预先压缩,增大密度后再送入发动机气缸的过程。 增压器: 实现进气增压的装置。 中冷: 将压缩的气体进行冷却,进一步增大密度后再送入发动机气缸的过程。 中冷器: 实现在发动机进气管与增压器压气机之间降低进气温度装置。 发动机增压器分类 机械驱动式增压器 动能式增压器 叶片式 螺旋式 罗茨式 离心式 气波式 谐波式 废气涡轮式 二冲程柴油机作扫气装置 机械式和废气涡轮式联合增压,称为复合增压系统 第一节 机械增压 一、机械增压原理 机械增压是一种通过发动机直接驱动压气机,以提高发动机进气压力的增压方式。 机械增压器由曲轴带动齿轮增速器驱动 同步齿形带及电磁离合器驱动 由曲轴带轮12经传动带和电磁离合器带轮11驱动增压器6工作。空气经增压器增压后再经中冷器7降温,然后进入气缸。 当发动机在小负荷下运转时不需要增压,这时电控单元17根据节气门位置传感器3的信号,使电磁离合器断电,增压器停止工作。 二、机械增压系统 机械离心式增压器 罗茨式增压器 滑片式增压器 螺旋式增压器 转子活塞式增压器 机械增压器根据压气机的工作原理分为 电控汽油喷射式发动机上采用罗茨增压系统的工作原理: 1-空气滤清器;2-空气流量计;3-节气门及节气门位置传感器;4-怠速空气控制阀;5-进气旁通阀; 6-罗茨增压器;7-中冷器;8-喷油器;9-爆燃传感器;10-冷却液温度传感器;11-电磁离合器带轮;12-曲轴带轮;13-氧传感器;14-三效催化转化器;15-分电器;16-点火线圈;17-电控单元 转子的前后端支承在滚子轴承上,滚子轴承和传动齿轮用合成高速齿轮油润滑。在转子轴的前后端装置油封,以防止润滑油漏入压气机壳体内。 三、机械增压器 在机械增压器当中,罗茨式压气机最广为人知。 构成: 转子、转子轴、传动齿轮、壳体、后盖和齿轮室罩等 在罗茨式压气机中有两个转子 发动机曲轴带轮经传动带、电磁离合器带轮和电磁离合器驱动其中的一个转子 另一个转子则由传动齿轮带动 同步旋转 罗茨式压气机的转子有两叶的,也有三叶的。通常两叶转子为直线型,而三叶转子为螺旋型。三叶螺旋型转子有较低的工作噪声和较好的增压器特性。在相互啮合的转子之间以及转子与壳体之间都有很小的间隙,并在转子表面涂敷树脂,以保持转子之间以及转子与壳体间较好的气密性。转子用铝合金制造。 罗茨式压气机的工作原理。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。出口与进口的压力比可达1.8。罗茨式压气机结构简单、工作可靠、寿命长,供气量与转速成正比。 电磁离合器安装在传动带轮中。电控单元根据发动机工况的需要,发出接通或切断电磁离合器电源的指令,以控制增压器的工作。当接通电源时,电磁线圈通电,主动板吸引从动摩擦片,使离合器处于接合状态,增压器工作。当切断电源时,电磁线圈断电,主动板与从动摩擦片分开,增压器停止转动。 四、电磁离合器 第四节 涡轮增压 一、废气涡轮增压原理 1-排气管;2-喷嘴环;3-涡轮;4-涡轮壳;5-转子轴;6-轴承;7-扩压器;8-压气机叶轮;9-压气机壳;10-进气管 增压气涡轮壳4排气管1相连接,增压器压气机壳9的进气管l0相连接。发动机排出的的废气,经涡轮壳4进入喷嘴环2。由于喷嘴环2的通道面积由大到小,使废气的压力和温度下降,而流速却迅速提高。利用这个高速的废气气流,按一定的方向冲击涡轮3,使涡轮高速旋转。而与涡轮3同轴的压气机叶轮8以相同的速度旋转,将经过空气滤清器过滤的空气,吸入压气机。高速旋转的压气机叶轮8把空气甩向叶轮的边缘,速度增加后进入扩压器7。扩压器7的形状是进口小出口大,因此,经扩压器的气流速度下降而压力升高,再通过截面由小到大的环形压气机壳9,使气流压力进一步提高后,经进气管10进入气缸,从而起到了增压的作用 二、废气涡轮增压器的分类 1、按废气进入涡轮的气流方向分为 轴流式 径流式 2、增压器按压力升高比可分为 低压 πκ<1.4 中压 πκ=1.4~2.0 高压 πκ>2 出口压力与进口压力之比。简称压比。用πκ表示 常 用 3、按对发动机排出废气压力利用的方式可分为 恒压式 脉冲式 4、按废气能量的回收方式又可分为 单级涡轮增压 双级涡轮增压 复合增压 串联复合增压 并联复合增压 1. 单涡轮增压 涡轮增压系统分为单涡轮增压系统和双涡轮增压系统。只有一个涡轮增压器的增压系统为单涡轮增压系统。涡轮增压系统除涡轮增压器之外,还包括进气旁通阀、
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