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第十章 汽车发动机增压
车辆与动力工程系 第十章 汽车发动机增压 第一节 概述 第二节 机械增压 第三节 涡轮增压 第四节 气波增压 作业 第一节 概述 增压:将空气预先压缩然后再供入气缸,以期提高空气密度、增加进气量的一项技术 优点: 由于进气量增加,可相应地增加循环供油量,从而提高发动机功率 改善燃油经济性 类型: 涡轮增压 机械增压 气波增压 汽、柴油机的增压情况 几种常见的增压车型 汽、柴油机的增压情况 柴油机:柴油机采用增压已有半个多世纪 化油器式汽油机采用增压的困难: 增压后爆燃倾向增加 由于汽油机混合气的过量空气系数小,燃烧温度高,因此增压后汽油机和涡轮增压器热负荷大 车用汽油机工况变化频繁,转速和功率范围宽广,致使涡轮增压器与汽油机的匹配困难 涡轮增压汽油机的加速性较差 为了克服上述困难,采取的措施: 电喷发动机增压,克服了匹配的困难 电子控制点火,克服了爆燃的倾向 对增压后的空气进行中间冷却 采用增压压力调节装置 TDI(Turbo Direct Injection ) 涡轮增压直接喷射 奥迪V6增压发动机 奥迪V6增压发动机 ISUZU增压 PASSAT1.8增压 第二节 机械增压 增压器:由转子、壳体等构成 驱动: 由发动机曲轴经过齿轮增速器驱动 齿形带及电磁离合器驱动 优点:低速增压效果好、与发动机容易匹配、结构紧凑、简单、工作可靠、寿命长 缺点:驱动增压器消耗发动机功率 第三节 涡轮增压 组成:涡轮机、压气机 原理:将发动机排出的废气引入涡轮机,利用废气的能量推动涡轮机叶轮旋转,并带动与其同轴安装的压气机叶轮工作,新鲜空气在压气机增压后进入气缸 优点:经济性好、可降低有害物的排放和噪声水平 缺点:低速时转矩增加不多,而且发动机工况变化时,瞬态响应差,加速性能差 类型:单涡轮增压、双涡轮增压 涡轮增压器构造 涡轮增压器构造 涡轮增压器实体 涡轮增压构造及原理 涡轮增压器增压原理 涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮机内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率 涡轮增压器技术 涡轮增压器安装在发动机的进、排气歧管上,处在高温、高压和高速运转的工作状况下,其工作环境非常恶劣,工作要求又比较苛刻,因此对制造的材料和加工技术都要求很高。其中制造难度最高的是支承涡轮轴运转的“浮式轴承”,它工作转速可达10万转/分以上,加上环境温度可达六、七百度以上,决非一般轴承所能承受,由于轴承与机体内壁间有油液做冷却,又称“全浮式轴承” 涡轮增压器的缺点及改进 缺点:由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即使经过改良后的反应时间也要1.7秒,使发动机延迟增加或减少输出功率。这对于要突然加速或超车的汽车而言,瞬间会有点提不上劲的感觉,称为“滞后响应”。 改进:涡轮增压器是利用发动机的废气工作的,这些废气的能量如果不加以利用也会白白地浪费掉。因此,自从涡轮增压器面世以来,人们就经常对它进行技术改造,例如提高加工精度,尽量减少涡轮与涡轮室内壁的间隙,以便提高废气能量利用率;采用新型材料陶瓷,利用陶瓷的耐热高,刚度强,重量轻的优点,可以将涡轮增压器做得更加紧凑,体积更小,而且能减少涡轮的“滞后响应”时间 第四节 气波增压 增压原理:根据压力波的气动原理,利用发动机排气能量来压缩空气 气波增压器的工作原理基于下述流动现象: 压缩波在管道内前进,到了管道的开启端反射膨胀波(负反射); 在管道的封闭端则反射压缩波(正反射); 反之,膨胀波在管道内前进,到了开启端反射压缩波; 在封闭端则反射膨胀波 优点:结构简单、加工方便、工作温度不高、无需冷却、低速转矩特性好 缺点:体积大、噪声水平高 作业 何谓增压?增压有几种基本类型?各有何有缺点? 汽油机增压有何缺点?如何克服? * * 车辆与动力工程系 返回 返回 下一页 下一页 下一页 返回 通过增速器驱动 通过齿形带驱动 返回 返回 涡轮增压器实体 构造及原理 原理 增压器技术 增压器缺点及改进 返回 气波增压示意图 返回 参考答案 * *
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