1. 发动机进气增压技术有哪些
1、涡轮增压
涡轮增压器又叫废气涡轮增压,主要结构是由泵轮和涡轮组成,其一端为废气驱动端,另一端为进气增压端。泵轮和涡轮之间由一条刚性轴连接,发动机排出的废气驱动泵轮旋转,泵轮带动涡轮转动,涡轮旋转之后,达到给进气增压的目的,增压器安装在排气一侧,每分钟可以达到几万甚至几十万转,由于涡轮增压器转速和温度极高,所以中间采用全浮动轴承,由机油润滑,和专门的冷却系统冷却。进气位置有增压压力传感器,测量压力值,反馈给发动机ECU,当ECU检测到压力值达到上限,就会控制电磁阀打开废气旁通阀,控制进气压力。
优点:
(1) 增加发动机功率,增加提速性能。
(2) 提高了燃油经济型。
(3) 补偿高原空气稀薄燃烧不充分现象。
(4) 改善发动机排放。
缺点:
(1) 响应有滞后性。
(2) 低转速扭矩略低。
(3) 热负荷严重。
(4) 后期需要维护。
2、机械增压
机械增压是最早应用到汽车上的增压方式。与废气涡轮增压不同的是它的驱动力来自于曲轴,一般是连接曲轴的皮带轮带动叶轮旋转压缩空气。由于驱动进气方式不同,机械增压有:叶片式(Vane)(也称为涡流式)、双螺旋式,鲁兹(Roots)(双叶式,三叶式)、温克尔(Wankle) 等型式。
▌ 叶片式机械增压
叶片式机械增压器的增压效率是机械增压器中最高的,同时增压后空气的温度一般也较高,常常需要加装中间冷却器以降低压缩空气的温度。与其他几款机械增压器一样,工作时,它也会产生与众不同的轰鸣声,如有需要也应加装降噪装置。由于这款机械增压器与涡轮增压器高度相似,不少人会以为这是一款涡轮增压器。但从压缩机的驱动方式上讲,它是不折不扣的机械增压器。
▌ 双螺旋式机械增压
双螺旋式机械增压器,和鲁兹氏机械增压器十分相似,双螺旋式机械增压器通过两根类似于一组涡轮传动的啮合凸缘转子吸入空气,增压器中的空气也是通过转子凸缘集中起来吸入的。和鲁兹增压器不同的是,双螺旋式机械增压器会不间断的压缩转子壳体内的空气,而不会像鲁兹增压器间歇式的吸入空气。其原因在于这些转子具有一定锥度,这意味着随着空气从增压器进气口流向排气口,气道会变小。随着气道的收缩,空气便被压入到更小的空间,使得空气的压缩可以连续进行,这样既提高增压器的压缩效率,又使得增压器不需要造得十分庞大。
▌ 鲁兹式机械增压
鲁兹式机械增压器通常体积都比较大,安装在发动机的顶部。因为可以装在发动机盖的外面,所以它们在大马力的汽车中很受欢迎。不过,它却是效率最低的机械增压器,原因有两方面:一方面它重量较大,增加了轿车的重量,另一方面则是只能间歇地吸入空气,并不能顺畅地连续吸入空气。现在已经被淘汰了。
优点:
(1) 相比涡轮增压的突兀与迟滞,机械增压非常线性,而且响应快。
(2) 相比废气涡轮增压,机械增压结构紧凑,容易布置,后期维护方便。
缺点:
(1) 由于是发动机曲轴带动,因此会消耗发动机动力。
(2) 增压度有局限性,机械增压目前最高值在1.5bar左右,但是涡轮增压的范围已经远远超过它,超级增压大于3.5bar。
(3) 高转速提速性能比涡轮增压稍逊。
3、谐波增压
利用进气管内气流惯性产生的压力波,即“惯性气流波动效应”来提高充气效率。使发动机的转矩和功率增大,称“谐波进气系统”。结构是通过改变进气歧管的长短或者容积,使得进气的压力波长短发生变化,称“谐波效应”。谐波进气增压控制系统的工作原理是在进气管的中部增设了进气控制阀和大容量进气室,当发动机转速较低时,同一气缸的进气门关闭与开启的时间间隔较长,此时进气控制阀关闭,使进气管内压力波的传递距离为进气门至空气滤清器的距离,这一距离较长,压力波反射回到进气门附近所需的时间也较长;当发动机高速运转时,进气控制阀开启,大容量空气进入气室,使进气管内压力波的传递距离缩短为进气门到进气室之间的距离,与同一气缸的进气门关闭与开启的时间间隔较短相适应,从而使发动机在高速运转时得到较好的进气增压效果。