发动机电控技术6章祡油电喷发动机增压系统1课件

授人以鱼不如授人以渔 第六章发动机增压系统系统之一 授人以鱼不如授人以渔 柴油机发动机增压系统 授人以鱼不如授人以渔 柴油机发动机增压系统 授人以鱼不如授人以渔 发动机增压系统 6 1增压系统概述6 1 1增压系统的特性及种类6 1 2机械增压器的构造与作用6 1 3涡轮增压器的构造与作用文件大于20m 无奈分为3个 授人以鱼不如授人以渔 增压系统概述 增压系统的特性及种类 一 增压系统的特性1 吸气式发动机 利用节气门上下方的压力差使空气进入气缸中 当节气门关闭怠速时 进气歧管真空约73kpa 而节气门全开时 进气歧管真空为零 节气门上下方的压力几乎一样 2 增压发动机 1 在相同转速且有增压作用时 会有更多的混合气进入气缸 以产生更大的动力 将额外的棍合气压入气缸中 称为强制进气 可提高容积效率 比一股吸气式发动机的动力最大可提升35 60 2 不需要增压压力时 发动机作用与一般吸气式发动机几平完全相同 故可采用较小排气量发动机 在一般行驶时 可达到省油的目的 而在重负荷时 能有大功率发动机的输出 授人以鱼不如授人以渔 增压系统概述 增压系统的特性 吸气式发动机与增压式发动机特性比较 授人以鱼不如授人以渔 增压发动机的种类 1 机械增压系统 装置在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接 从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转 从而将空气增压吹到进气岐道里 优点 所以没有滞后或超前 动力输出更为流畅 缺点 由于它要消耗部分引擎动力 会导致增压效率不高 2 废气涡轮增压系统 压气机由内燃机废气驱动的涡轮来带动 一般增压压力可达 或 左右 需要增设空气中间冷却器来给高温压缩空气进行冷却 优点 增加效率高于机械增压 缺点 发动机动力输出略滞后于油门的开启 3 复合增压系统 即废气涡轮增压和机械增压并用 大功率柴油机上用的较多 4 气波增压系统 利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩 这种系统低速增压性能好 加速性好 工况范围大 但尺寸大 笨重和噪声大 授人以鱼不如授人以渔 增压系统概述 增压系统的特性及种类 二 增压系统的种类1 机械增压器与涡轮增压器主要差异点为 1 机械增压器是利用曲轴以齿轮 链条或皮带 做机械上的驱动 涡轮增压器是利用排气驱动 2 旧型机械增压器有消耗动力大 噪声高及耗油的缺点 涡轮增压器有增压迟滞的现象 3 在高性能发动机上装用机械增压器 以提供瞬间的加速反应 也不需要如涡轮增压器8 20万的蹈高转速 通常机械式增压器的转速为发动机转速的2 3倍 且新型的机械增压器 已大幅改善噪声及耗油的问题 授人以鱼不如授人以渔 增压系统概述 增压系统的种类 3 机械增压器的优点为低转速时即有增压作用 使发动机功率 尤其是转矩提升非常明显 加速性能优异 如奔驰汽车C Class新C200Kompressor 装用以皮带驱动的机械增压器 1 将最大功率由原来的96kW提升至120kW 2 将190Nm 4 000r mia的最大转矩 提升至2 500r rain至4 800r mhl的宽广转速范围内 均能发出230Nm之高转矩值 3 功率与转矩均提升20X以上 相当于六缸发动机的输出 4 与原有C200比较 每行驶100km的油耗 仅多出0 1L而已 奔驰汽车双门轿CLK230Kompressor 其平均耗油量为lOOkn 9 SL 比一般同型发动机省油20 以上 现代的高效率机械增压器 可提升小型发动机的输出功率与特炬外 并可降低耗油量及排气污染 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器世界第一套两段式机械增压系统 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器 世界第一套两段式机械增压系统 这套系统的诞生 首先要归功于Antonov所生产的小型低成本两段自动变速箱 在装上这种变速箱的机械增压系统 除了完整度高以外 同时也可以有效减轻体积与重量 这与近年来汽车引擎发展的趋势一致 体积与重量减轻 首先就可以降低引擎负荷 以减少二氧化碳的排放量 此外 轻巧的特色 也让这套产品具有量产化的潜力 让小引擎也可以拥有充沛的动力 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器 世界第一套两段式机械增压系统 运用了特殊换档机构 让机械增压系统能两段式切换 这套两段式机械增压系统 总重3 9公斤 全长只有149mm 直径也仅170mm 在引擎转速低于每分钟4 200转的时候 增压系统的文件位齿比为1 36 1 一旦超过4 200转 就会切换成1 1的比率 而且档位的变换完全自动 不需要电力 液压或者是气压等控制系统 为了针对各种引擎以及各种不同需求 换档转速也可以经由调整而改变 换文件系统适用于Rotrex的C15 C30以及C38机械增压本体 授人以鱼不如授人以渔 柴油机发动机涡轮增压系统 授人以鱼不如授人以渔 授人以鱼不如授人以渔 涡轮增压器的构造与作用 授人以鱼不如授人以渔 涡轮增压器 授人以鱼不如授人以渔 增压系统概述 增压系统的种类 4 涡轮增压器的优点提升功率幅度较大 适合赛车及高速行驶发动机乘用 缺点 末增压前的发动机输出 比同排气量的自然进气发动机还差 且高温废气 使涡轮及外壳等承受相当高的温度 最新的涡轮增压科技 如Audi装用在A41 8L的小型轻增庄涡轮增压器 能 1 将原来93kW的最大功率提升至112kW 2 将17 1k8 m 3 500r min的最大转矩 3 提升至1 750r rain至4 600ffmin的宽广转速范围内 均能维持21 4kg m的高转矩输出 此种转矩特性 不但中 高转速性能优异 也十分适合市区的低速行驶 且Audi此具涡轮增压器 几无增压迟滞的情形发生 授人以鱼不如授人以渔 增压系统概述 增压系统的种类 4 涡轮增压器的优点提升功率幅度较大 适合赛车及高速行驶发动机乘用 缺点 末增压前的发动机输出 比同排气量的自然进气发动机还差 且高温废气 使涡轮及外壳等承受相当高的温度 最新的涡轮增压科技 如Audi装用在A41 8L的小型轻增庄涡轮增压器 能 1 将原来93kW的最大功率提升至112kW 2 将17 1k8 m 3 500r min的最大转矩 3 提升至1 750r rain至4 600ffmin的宽广转速范围内 均能维持21 4kg m的高转矩输出 此种转矩特性 不但中 高转速性能优异 也十分适合市区的低速行驶 且Audi此具涡轮增压器 几无增压迟滞的情形发生 授人以鱼不如授人以渔 增压系统概述 增压系统的种类 5 增压系统的种类1 以增压压力分 低增压 中增压 高增压2 以驱动方式分 机械增压器 鲁兹式 滑动叶片式 螺旋式 涡卷式涡轮增压器6 增压系统依增压压力及压力比分类如表6 1所示 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器的构造与作用一 鲁兹式 1 鲁兹式为机械式增压器中常见的形式 具有 两个转子 每个转子上有二个或三个直线形或螺旋形的叶片 如图6 1与图6 2及图6 3所示 早期的鲁兹式增压器消耗动力可达15 且耗油 低转速发动机与高转速发动机的正时齿轮比分别约为1 0 1 5 1及0 6 1 0 1 以控制增压器转速在安全范围内 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器的构造与作用一 鲁兹式 三叶鲁兹式机械增压器的构造及作用 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器的构造与作用一 鲁兹式 如图6 4所示为用于二行程柴油发动机鲁兹式机械增压器的构造 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器的构造与作用一 鲁兹式 2 化油器与单点喷射式 机械增压器装于化油器或单点喷射器后 即流经增压器的是混合气 如图6 5所示 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器的构造与作用一 鲁兹式 3 多点孔口燃油喷射 流经增压器的是空气 如图6 6所示 空气流经空气流量计 节气门 经过机械增压器后 进入进气冷却器 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器的构造与作用一 鲁兹式 4 鲁兹式增压器为容积式空气泵 当节气门打开时 增压器转子每转压入相同体积的空气进入进气歧管 例如有些发动机在发动机转速4 000r min时 即增压器转速10400r min时 其最大增压压力达80kPa 5 驱动机械增压器 发动机所损失的动力 或此种拖曳观象 称为附加损耗 为减少此种损耗 有以下两种设计 1 设置电磁离合器 电磁离台器由电脑控制分离与接合 当轻负荷时 离合器分离 2 设置增压控制阀或称旁通阀 当节气门部分打开时 进气歧管有真空 控制阀打开 部分增压气体回到增压器的空气入口处 以改善发动机性能及油耗 控制阀可利用真空或节气门连杆控制 怠速节气门全关时 控制全开 节气门全开时 控制阀则关闭 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器的构造与作用二 滑动叶片式 1 滑动叶片式机械增压器的构造及作用如图6 7所示 2滑动叶片式在低转速时 可供应所需的增压压力 但在中转速至高转速范围时 仅能提供适度的增压压力 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器的构造与作用三 螺旋式 1 公螺旋有4个凸面叶瓣 而母螺旋有6个凹面叶槽 如图6 8所示 螺旋表面为特氟隆涂层 以避免腐蚀 2 螺旋式机械增压器消耗的发动机动力非常少 且压缩后的空气温度较低 因此可不需要中间冷却器 3 本增压器能提供的压力比不超过2 0 1 授人以鱼不如授人以渔 机械增压器的构造与作用四 涡卷