第三章发动机废气涡轮增压.ppt

复合增压系统特点： 该系统可充分利用废气能量，使动力性能、经济性能大为改善，但结构复杂，成本高且技术难度大。 b）TSI复合增压系统：大众利用废气涡轮增压和机械增压这两种增压性能优缺点的互补性开发出了TSI复合增压系统。 复合增压发动机实际有两套增压系统： 1、当发动机低转速工作时，机械增压器开始工作，既能够获得良好的油门效应，又能够增大发动机扭矩输出，而且在低转速时对发动机功率的消耗并不大。 2、当发动机进入中高转速后：则完全依靠涡轮增压器来进行增压。 这样不仅避免了涡轮迟滞，让涡轮有足够的加速时间，还在很大程度上增加了低转速时发动机扭矩，避免了高转速时机械增压器产生噪音。 目前大众已经在旗下的高尔夫和新途安上配备了TSI复合增压系统发动机，排量虽然只有1.4L，但是在双增压的作用下能释放出200匹的动力。 大功率柴油机上用的较多，输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，但结构过于复杂。 4）组合式涡轮增压系统 由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。在该增压系统中，除废气涡轮增压器外，还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统，利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。 该系统使发动机加速性能变好，并对改善发动机的低速转矩有利。 5）气波增压系统 所谓气波增压系统，是由曲轴驱动一个特殊转子，在转子中废气直接与空气接触，利用高压废气的脉冲气波迫使空气在互不混合的情况下受到压缩，从而提高进气压力。 气波增压系统是近年来发展起来的新型增压技术。 优点： 1）结构简单、加工方便； 2）与废气涡轮增压相比，可改善低速转矩，且加速性能好，改善性能的工况范围大，最能适应汽车运行要求。 缺点： 仍存在质量、体积大，噪声大，转子安装困难；进排气阻力对压力波影响大等问题，尚需进一步研究。 四、汽油机涡轮增压问题 从废气能量利用的观点看，汽油机的涡轮增压与柴油机并没本质区别，但以前长期以来，汽油机的涡轮增压技术除在赛车发动机和高性能轿车发动机中得到应用外，在其它应用领域，其普及性远不如柴油机。 汽油机增压的困难如下： 1、汽油机增压后爆燃倾向增大； 汽油机增压后，使压缩终点的压力及温度，以及燃烧室受热零件的热负荷都趋于升高，加上汽油机的压缩工质是可燃混合气，压缩压力过高易引起爆燃，限制了增压度的提高。 2、 汽油机热负荷高； 汽油机因爆燃的限制，压缩比较小，因而燃烧的膨胀比也较小，致使排气温度较高；加上又不能用加大扫气来冷却受热零件，因此汽油机增压后热负荷偏高。 3、对增压器有特殊要求； 汽油机增压比低、流量范围广、热负荷高、最高转速高且转速变化范围大，这就要求增压器体积要小、耐高温性能要好、转动惯量要小，同时还要保证效率在一定的范围内，并要求有增压调节装置。 4、涡轮增压器与汽油机的匹配比柴油机困难些； 因为汽油机的速度范围较宽，且整个速度范围内功率差别也较大。 5、汽油机增压系统布置相对困难、复杂。 为了解决以上障碍，可以采取以下措施： 1、消除爆燃措施 （1）采用较低增压比； 增压后的许用压缩比： （2）采用高辛烷值燃料； （3）采用中间冷却混合气和向气缸喷水等冷却进气； （4）推迟点火时间：推迟点火时间可以替代或补充降低压缩比的作用，达到消除爆燃的目的。在结构上最简单的是在分电器的真空提前装置上另加一套“增压压力点火延迟附加装置”，如图所示。 当小负荷时，增压压力很小，进气管呈现真空度，此时膜片在真空度的作用下右移，使点火提前角增大。当负荷增大时，增压压力作用在膜片上的力增大，使膜片左移，点火提前角减小。在有些增压汽油机上还采用了较复杂的点火定时系统。用一个电子监控器，根据爆燃的强度来推迟点火时间。 2、采用增压压力控制系统，防止低速时增压压力不足、高速时增压压力过高； 3、采用脉冲涡轮增压、增压器前置等措施减小 增压后的“反应滞后”现象； 4、缓和热负荷的影响 汽油机增压后，热负荷显著增大，使整机温度上升，造成冷却系、润滑系的温度升高，产生冷却水开锅、润滑油氧化、进排气管伸缩加大、垫片裂损泄漏等现象。 为克服这些问题必须减小发动机的热负荷。一般可采用改善冷却系统的效果、强化润滑系作用、采用冷型火花塞等。 5、其他技术措施 汽油机增压除采用上述主要措施外，还应对汽油泵、进排气管等在结构上做必要的改进。 由于多