深入浅出话增压的.doc

增压技术一直是赛车运动的一个重要技术，增压车辆在保持车身重量较轻的情况下大幅提升了动力，功率/重量比非常高，有助于提高竞技成绩。在民用汽油车中，增压方案可以提升燃油经济性，改善排放，增加海拔适应能力，同时增压发动机成本较大排量自然进气低很多，应用范围有逐步扩大的趋势。本文从一些独特的角度来分析汽油机增压技术，阐述增压原理和具体实现方案，通俗易懂是本文的诉求。文中配图基本为转贴，不再声明。一． 增压概述现代汽油发动机根据吸气方法可分为自然进气（Natural Aspirated）和强制进气（Forced Induction），这两种进气的关键区别是气缸进气压力，前者始终低于环境气压，后者可以高于环境气压。自然进气（NA）的车型占了民用汽车的绝大部分，增压早期主要用于竞技车辆，随着技术的逐步成熟，民用车辆越来越多的采用了增压技术。在增压方案中，处于主流的是废气涡轮增压（Turbocharge）和机械增压（Supercharge），虽然两种方案的目的都是提高进气压力，但前者的增压动力来自排气能量，后者来自发动机曲轴，动力获取的区别形成了两种增压不同的“性格”。点击查看原图 (31.08 KB)2010-02-23 11:32? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 涡轮增压器解剖图点击查看原图 (42.02 KB)2010-02-23 11:33? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?机械增压器解剖图二． 气体密度的意义为什么提高进气压力可以提升动力呢？这是因为等同排量下气缸进气压力越大，进入气缸的空气也就越多，可以完全燃烧的汽油也同步增加，动力因此提升了，所以增压的本质是提升缸内气体密度。气体密度对自然进气发动机影响无时无刻不存在，温度每上升2.5度，发动机功率下降1%；海拔每上升300米，发动机功率下降1%，温度和海拔是自然进气发动机最主要的外界影响因素。然而引入增压技术后，空气不再是“吸入”气缸，而是“压入”气缸，所以增压发动机对温度和海拔的依赖明显低于自然进气类型。可变气门技术虽然不属于强制进气，但同样提升了缸内气体密度，也可以算作一种特殊的增压技术。三． 涡轮增压基本结构点击查看原图 (39.99 KB)2010-02-23 11:36? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?涡轮增压气路? ? 上图表示涡轮发动机的进排气通路，缸体左边的气门是排气门，右边的是进气门，红色是废气流，蓝色是新鲜空气流。自然进气发动机的进气通道很简单，空滤过后直接进入进气歧管，而增压发动机空气首先是通过空滤进入涡轮的压缩机（Compressor）,经过压缩以后气体温度会上升，热空气然后流向中央冷却器（Intercooler），冷却后的空气通过进气歧管进入进气门。空气进入缸体与汽油燃烧后高温高压的废气由排气门排除，废气直接流入涡轮的涡轮机（Turbine），吹动涡轮机的叶轮转动后进入排气系统。涡轮增压器无疑是该系统的核心。? ? 从这个图可以看出，增压发动机的进气与排气系统通过涡轮增压器直接耦合在一起了，而且进气与排气形成了一个正反馈系统，即进气流量增加导致排气流量更大，排气流量增加又继续助推进气流量增加，多么可怕的一个系统啊。当然这个反馈是在控制下进行的，这就是增压控制的内容。四． 动力，从来都不是问题? ? 经常听到人们谈论加装涡轮后动力提升至200匹、300匹，甚至500匹，仿佛增压一直就是一场马力竞赛，其实虽然最大功率是增压的一个重要指标，但对于每天都在路上跑的车来说究竟好不好开才是增压的关键诉求，单纯比功率大小本质上就是在比增压值的高低，在无视发动机寿命的情况下国外上千匹的改装案列也并不罕见。? ? 在原装涡轮增压车型上，我们并没有看到增压值这个关键参数，或许这只是汽车厂家的惯例而已，但拿不同厂家的同排量增压车来比较功率、扭矩似乎是大家津津乐道的话题，大众的2.0T200匹，新君威2.0T220匹，好像新君威的技术含量就比大众的高一样，但他们的增压值到底是不是一样呢？这个好像从来没人关注过了。? ? 增压值的测量非常简单，安装一只进气压力表既可知道，图中的增压值为0.4BAR。点击查看原图 (51.39 KB)2010-02-23 11:39五． 怎样选择涡轮增压器? ? 到底如何选择涡轮增压器呢？以下几个参数是选择涡轮增压器的关键，尽管不想提及任何公式，但离开他们实在无法说清问题。1.性能图（Performance Map）点击查看原图 (87.21 KB)2010-02-23 11:45? ?? ?? ?? ?? ?? ???Garrett涡轮性能图? ?上图所示为盖瑞特4294涡轮