1. 發動機進氣增壓技術有哪些
1、渦輪增壓
渦輪增壓器又叫廢氣渦輪增壓,主要結構是由泵輪和渦輪組成,其一端為廢氣驅動端,另一端為進氣增壓端。泵輪和渦輪之間由一條剛性軸連接,發動機排出的廢氣驅動泵輪旋轉,泵輪帶動渦輪轉動,渦輪旋轉之後,達到給進氣增壓的目的,增壓器安裝在排氣一側,每分鍾可以達到幾萬甚至幾十萬轉,由於渦輪增壓器轉速和溫度極高,所以中間採用全浮動軸承,由機油潤滑,和專門的冷卻系統冷卻。進氣位置有增壓壓力感測器,測量壓力值,反饋給發動機ECU,當ECU檢測到壓力值達到上限,就會控制電磁閥打開廢氣旁通閥,控制進氣壓力。
優點:
(1) 增加發動機功率,增加提速性能。
(2) 提高了燃油經濟型。
(3) 補償高原空氣稀薄燃燒不充分現象。
(4) 改善發動機排放。
缺點:
(1) 響應有滯後性。
(2) 低轉速扭矩略低。
(3) 熱負荷嚴重。
(4) 後期需要維護。
2、機械增壓
機械增壓是最早應用到汽車上的增壓方式。與廢氣渦輪增壓不同的是它的驅動力來自於曲軸,一般是連接曲軸的皮帶輪帶動葉輪旋轉壓縮空氣。由於驅動進氣方式不同,機械增壓有:葉片式(Vane)(也稱為渦流式)、雙螺旋式,魯茲(Roots)(雙葉式,三葉式)、溫克爾(Wankle) 等型式。
▌ 葉片式機械增壓
葉片式機械增壓器的增壓效率是機械增壓器中最高的,同時增壓後空氣的溫度一般也較高,常常需要加裝中間冷卻器以降低壓縮空氣的溫度。與其他幾款機械增壓器一樣,工作時,它也會產生與眾不同的轟鳴聲,如有需要也應加裝降噪裝置。由於這款機械增壓器與渦輪增壓器高度相似,不少人會以為這是一款渦輪增壓器。但從壓縮機的驅動方式上講,它是不折不扣的機械增壓器。
▌ 雙螺旋式機械增壓
雙螺旋式機械增壓器,和魯茲氏機械增壓器十分相似,雙螺旋式機械增壓器通過兩根類似於一組渦輪傳動的嚙合凸緣轉子吸入空氣,增壓器中的空氣也是通過轉子凸緣集中起來吸入的。和魯茲增壓器不同的是,雙螺旋式機械增壓器會不間斷的壓縮轉子殼體內的空氣,而不會像魯茲增壓器間歇式的吸入空氣。其原因在於這些轉子具有一定錐度,這意味著隨著空氣從增壓器進氣口流向排氣口,氣道會變小。隨著氣道的收縮,空氣便被壓入到更小的空間,使得空氣的壓縮可以連續進行,這樣既提高增壓器的壓縮效率,又使得增壓器不需要造得十分龐大。
▌ 魯茲式機械增壓
魯茲式機械增壓器通常體積都比較大,安裝在發動機的頂部。因為可以裝在發動機蓋的外面,所以它們在大馬力的汽車中很受歡迎。不過,它卻是效率最低的機械增壓器,原因有兩方面:一方面它重量較大,增加了轎車的重量,另一方面則是只能間歇地吸入空氣,並不能順暢地連續吸入空氣。現在已經被淘汰了。
優點:
(1) 相比渦輪增壓的突兀與遲滯,機械增壓非常線性,而且響應快。
(2) 相比廢氣渦輪增壓,機械增壓結構緊湊,容易布置,後期維護方便。
缺點:
(1) 由於是發動機曲軸帶動,因此會消耗發動機動力。
(2) 增壓度有局限性,機械增壓目前最高值在1.5bar左右,但是渦輪增壓的范圍已經遠遠超過它,超級增壓大於3.5bar。
(3) 高轉速提速性能比渦輪增壓稍遜。
3、諧波增壓
利用進氣管內氣流慣性產生的壓力波,即「慣性氣流波動效應」來提高充氣效率。使發動機的轉矩和功率增大,稱「諧波進氣系統」。結構是通過改變進氣歧管的長短或者容積,使得進氣的壓力波長短發生變化,稱「諧波效應」。諧波進氣增壓控制系統的工作原理是在進氣管的中部增設了進氣控制閥和大容量進氣室,當發動機轉速較低時,同一氣缸的進氣門關閉與開啟的時間間隔較長,此時進氣控制閥關閉,使進氣管內壓力波的傳遞距離為進氣門至空氣濾清器的距離,這一距離較長,壓力波反射回到進氣門附近所需的時間也較長;當發動機高速運轉時,進氣控制閥開啟,大容量空氣進入氣室,使進氣管內壓力波的傳遞距離縮短為進氣門到進氣室之間的距離,與同一氣缸的進氣門關閉與開啟的時間間隔較短相適應,從而使發動機在高速運轉時得到較好的進氣增壓效果。