1、 第三章第三章 发动机废气涡轮增压发动机废气涡轮增压 一、一、概述概述 二、特性参数及增压前后性能参数的变化二、特性参数及增压前后性能参数的变化 三、增压系统的分类三、增压系统的分类 四、汽油机涡轮增压问题四、汽油机涡轮增压问题 五、发动机增压后的调整五、发动机增压后的调整一、一、概述概述 所谓增压,就是利用增压器将空气或可燃所谓增压,就是利用增压器将空气或可燃混合气进行压缩,再送入发动机气缸的过程。混合气进行压缩,再送入发动机气缸的过程。增压后,每循环进入气缸内的新鲜充量密增压后,每循环进入气缸内的新鲜充量密度增大,使实际充气量增加,从而达到提高发度增大,使实际充气量增加,从而达到提高发动机
2、功率和改善经济性能的目的。动机功率和改善经济性能的目的。根据根据 可以得到:可以得到:而而 则提高发动机功率的方法有:则提高发动机功率的方法有:1 1、改变发动机结构参数、改变发动机结构参数 增加缸数增加缸数i i,增大缸,增大缸径径D D、活塞冲程、活塞冲程S,S,减少冲程数减少冲程数;2 2、提高发动机转速、提高发动机转速n n及活塞平均运行速度及活塞平均运行速度 ;3 3、提高平均有效压力、提高平均有效压力 。22/emem mePiD SnPiD C P31030mehep V inPmepcmitmemcsaP 但是:但是:1 1)用加大车用发动机结构参数来提高发动机功率,将受)用加
3、大车用发动机结构参数来提高发动机功率,将受到安装位置和自重的限制;到安装位置和自重的限制;2 2)发动机转速的提高受到活塞平均速度的限制,因为充)发动机转速的提高受到活塞平均速度的限制,因为充量系数量系数 和机械效率和机械效率 都将随着活塞平均速度的都将随着活塞平均速度的提高而显著下降。此外,燃料经济性、发动机运转可靠提高而显著下降。此外,燃料经济性、发动机运转可靠性、机件寿命及噪声等因素也限制了活塞平均速度的提性、机件寿命及噪声等因素也限制了活塞平均速度的提高。高。3 3)只有提高发动机的平均有效压力是最经济有效的方法,只有提高发动机的平均有效压力是最经济有效的方法,它可通过减小过量空气系数
4、它可通过减小过量空气系数 、提高充量系数、提高充量系数 和增加进入气缸的充量密度和增加进入气缸的充量密度 来实现。来实现。camsc 增压就是增加进入发动机气缸的充量密增压就是增加进入发动机气缸的充量密度度 ,从而提高平均有效压力,达到提,从而提高平均有效压力,达到提高发动机功率,改善燃料经济性能和排放高发动机功率,改善燃料经济性能和排放性能的目的。性能的目的。s二、特性参数及增压前后性能参数的变化二、特性参数及增压前后性能参数的变化1 1、增压度、增压度 :指发动机增压后指发动机增压后增长增长的功率与增压前的功率之比。的功率与增压前的功率之比。目前,车用发动机的增压度不高目前,车用发动机的增
5、压度不高,大约在,大约在10106060的范围内,大部分为的范围内,大部分为20203030(而船用大型低(而船用大型低速四冲程柴油机的增压度可达到速四冲程柴油机的增压度可达到3.03.0以上)。以上)。因为车用发动机增压不仅要求功率增加,而且还因为车用发动机增压不仅要求功率增加,而且还要在较大的转速和负荷范围内满足动力性能、经济性要在较大的转速和负荷范围内满足动力性能、经济性能、排放与成本等多方面的要求。能、排放与成本等多方面的要求。k0001ekeekkeePPPPP增压前功率增压前功率增压后功率增压后功率 限制增压度提高的主要原因限制增压度提高的主要原因是机械负荷的问是机械负荷的问题。增
6、压度增大,导致最高压力增大,零件机械题。增压度增大,导致最高压力增大,零件机械负荷增大,寿命降低,所以一般增压度不宜过高。负荷增大,寿命降低,所以一般增压度不宜过高。k2 2、增压比、增压比 :是指增压后气体压力是指增压后气体压力 与增压与增压前气体压力前气体压力 之比,即之比,即 。增压比增大,增压度将增大。增压比增大,增压度将增大。kP0P0/kkPP3 3、增压前后性能参数的变化:、增压前后性能参数的变化:发动机的动力性能指标发动机的动力性能指标P Pe e与经济性能指标与经济性能指标b be e可以表示为:可以表示为:假定增压前后发动机的转速假定增压前后发动机的转速n n及过量空气系数
7、及过量空气系数 保持保持不变,并以下标不变,并以下标“0 0”表示非增压(原机)参数,下表示非增压(原机)参数,下标标“K K”表示增压后的参数,则有:表示增压后的参数,则有:itecmsaPn 1eitmb a00000ekskitkckmkesitcmPP000ekitmeitkmkbb(1 1)sk/sk/s0s0:根据假定,过量空气系数根据假定,过量空气系数 在增压前在增压前后保持不变,则增压后的供油量将相应增大,以适应后保持不变,则增压后的供油量将相应增大,以适应空气质量增加的需要,同时配气定时也要进行适当的空气质量增加的需要,同时配气定时也要进行适当的调整,这样可以保证热效率基本不
8、变或略有提高,故调整,这样可以保证热效率基本不变或略有提高,故可认为:可认为:根据压气机的绝热效率关系式:根据压气机的绝热效率关系式:以及理想气体状态方程以及理想气体状态方程:可以求得:可以求得:a01itkit10001kkkad kkPTPTT000skkskP TP T11000111kkskkksad kPPPP 由此可见:由此可见:增压前后工质密度的变化与增压比增压前后工质密度的变化与增压比和压气机绝热效率直接相关。和压气机绝热效率直接相关。增压比大则工质密度增幅大;即使在增压比确定增压比大则工质密度增幅大;即使在增压比确定之后,降低压缩过程中空气的温升,可以提高绝热之后,降低压缩过
9、程中空气的温升,可以提高绝热效率,从而使进气密度增加。效率,从而使进气密度增加。这就是为什么增压发这就是为什么增压发动机中特别是高增压时较多采用进气中冷技术原因。动机中特别是高增压时较多采用进气中冷技术原因。11000111kkskkksad kPPPP(2 2)由于增压后平均指示压力升高,而平均机械损失压)由于增压后平均指示压力升高,而平均机械损失压力力P Pmmmm基本不变(在转速相同的前提下),则由于基本不变(在转速相同的前提下),则由于 将将 及及 代入上式后有:代入上式后有:由于由于 ,上式最终的结果是大于,上式最终的结果是大于1 1的,的,这就意味着增压后的发动机机械效率得到了提高
10、。这就意味着增压后的发动机机械效率得到了提高。0000mkmikmmkmimmikmimmPPPPPP0mmkmmPP000(1)mmmimPP0000111mkmimmmmikPP0mikmiPP(3 3)增压后充量系数可用下面的关系式估算)增压后充量系数可用下面的关系式估算 由于由于TkT0,故增压后发动机的充量系数是增大的。故增压后发动机的充量系数是增大的。由(由(1 1)、()、(2 2)、()、(3 3)的分析可知:增压后工)的分析可知:增压后工质的密度增加,机械效率提高,充量系数增大,所质的密度增加,机械效率提高,充量系数增大,所以增压后有效功率增大,燃油消耗率减小以增压后有效功率
11、增大,燃油消耗率减小。0.2500ckkcTT三、增压系统的分类三、增压系统的分类 通常,增压按两种方法分类。通常,增压按两种方法分类。一种是按增压比分一种是按增压比分类,一种是按增压系统结构形式分类。类,一种是按增压系统结构形式分类。1、按增压比分类:、按增压比分类:1 1)低增压)低增压:1.31.6,对应的对应的 7001000kPa。2 2)中增压)中增压:1.62.5,对应的对应的 10001500kPa。3 3)高增压)高增压:2.5,对应的对应的 1500kPa。此外,超高增压此外,超高增压 4.54.55.55.5,对应的,对应的 250025003500kpa3500kpa以
12、上以上。mePkkkkmePmePmeP 通常,为了不使通常,为了不使 过高,在增压器与发动机之间设置一个过高,在增压器与发动机之间设置一个中中冷器冷器,对增压后的空气进行冷却,增大进气密度,称为,对增压后的空气进行冷却,增大进气密度,称为中间冷却中间冷却。TkTk 在高增压时,必须有中冷在高增压时,必须有中冷装置。否则,装置。否则,太高,影响增太高,影响增压效果,使压效果,使PePe,并导致零件,并导致零件热负荷过高。但在中、低增压热负荷过高。但在中、低增压时,没有必要设置中冷装置。时,没有必要设置中冷装置。2 2、按增压系统的结构形式分类、按增压系统的结构形式分类:1 1)机械增压系统;)
13、机械增压系统;2 2)废气涡轮增压系统;)废气涡轮增压系统;3 3)复合式增压系统;)复合式增压系统;4 4)组合式涡轮增压系统;)组合式涡轮增压系统;5 5)气波增压系统等。)气波增压系统等。1 1)机械增压系统:)机械增压系统:用于小功率发动机。由用于小功率发动机。由发动机曲轴直接驱动,发动机曲轴直接驱动,Mpa Mpa。消耗有效功消耗有效功率率 若消耗的有效功率大若消耗的有效功率大于于10%10%,将导致整机性能,将导致整机性能下降下降,比油耗比油耗 上升。上升。pk016 017.pkePeb 机械增压发动机的优势:机械增压发动机的优势:油门响应迅速,随叫随到、一气呵成的动力输出,油门
14、响应迅速,随叫随到、一气呵成的动力输出,感觉不到与自然进气发动机的不同,不会产生涡轮增压感觉不到与自然进气发动机的不同,不会产生涡轮增压的迟滞现象的迟滞现象,有涡轮增压发动机所不及的平顺连续性。,有涡轮增压发动机所不及的平顺连续性。优势原因:优势原因:机械增压的增压机是在曲轴的带动下持机械增压的增压机是在曲轴的带动下持续运转的,从发动机直接获得动力,介入直接;当发动续运转的,从发动机直接获得动力,介入直接;当发动机转速达到转以上时,车子的推背感和加速性机转速达到转以上时,车子的推背感和加速性更为明显。加速流畅,无迟滞和突然爆发。更为明显。加速流畅,无迟滞和突然爆发。应用:应用:机械增压目前机械
15、增压目前在欧洲市场用得较在欧洲市场用得较多,如奔驰多,如奔驰C200KC200K。我国在北京奔驰我国在北京奔驰E200KE200K和路虎揽胜运和路虎揽胜运动版上,都装备了动版上,都装备了机械增压发动机。机械增压发动机。奔驰奔驰C200K C200K 机械增压典型机械增压典型 奔驰奔驰C200KC200K是奔驰的一款小型级车,发动是奔驰的一款小型级车,发动机为直列四缸机为直列四缸1.81.8升排量,由于配备了机械增压升排量,由于配备了机械增压器,其动力输出堪与奔驰器,其动力输出堪与奔驰C240C240的的V6 2.6V6 2.6发动机发动机媲美。其媲美。其240N.m240N.m最大扭矩在最大扭
16、矩在3000-40003000-4000转时就能转时就能达到,而奔驰达到,而奔驰C240C240的最大扭矩要到的最大扭矩要到45004500转时才转时才出现。出现。ppe ke 62 2)废气涡轮增压系统)废气涡轮增压系统 利用发动机排出的具有一定利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀作功,能量的废气进入涡轮并膨胀作功,废气涡轮的全部功率用于驱动与废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮,在压气机中将新鲜空气压缩轮,在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。废气涡轮与压气后再送入气缸。废气涡轮与压气机通常装成一体,称为废气涡轮机通常装成一体,
17、称为废气涡轮增压器。增压器。曾经曾经广泛应用于柴油机。广泛应用于柴油机。废气涡轮增压的优点:废气涡轮增压的优点:1 1)结构简单,工作可靠:结构简单,工作可靠:在内燃机不作重大改变,在内燃机不作重大改变,重量体积增加很少的情况下,一般可提高功率重量体积增加很少的情况下,一般可提高功率20205050,而且容易实现高增压;,而且容易实现高增压;2 2)经济性能有明显提高:经济性能有明显提高:由于压气机消耗的功是涡由于压气机消耗的功是涡轮从废气中回收的一部分能量,再加上相对地减少轮从废气中回收的一部分能量,再加上相对地减少了机械损失和散热损失,提高了机械效率和热效率,了机械损失和散热损失,提高了机
18、械效率和热效率,使内燃机涡轮增压后油耗率可降低使内燃机涡轮增压后油耗率可降低5 51010;3 3)可降低排气污染和噪声:可降低排气污染和噪声:富氧燃烧,废气中有害富氧燃烧,废气中有害成分可减少,因而减少了对环境的污染;废气在涡成分可减少,因而减少了对环境的污染;废气在涡轮中可以实现充分膨胀,排气噪声降低;增压后,轮中可以实现充分膨胀,排气噪声降低;增压后,压缩终点压力温度提高,着火落后期缩短,燃烧噪压缩终点压力温度提高,着火落后期缩短,燃烧噪声也有所降低;声也有所降低;4 4)增压效率高于机械增压增压效率高于机械增压。废气涡轮增压的缺点:废气涡轮增压的缺点:1 1、涡轮增压内燃机气体流路长,
19、加速性能差;、涡轮增压内燃机气体流路长,加速性能差;2 2、热负荷问题较严重(特别是高增压时),对、热负荷问题较严重(特别是高增压时),对大气温度和排气背压较敏感;大气温度和排气背压较敏感;3 3、废气涡轮增压机的低速转矩性能变差,起动、废气涡轮增压机的低速转矩性能变差,起动与制动有一定困难。与制动有一定困难。为了保证发动机在低速时具有较高增压压力和较高为了保证发动机在低速时具有较高增压压力和较高转矩,同时保证发动机在高速时增压压力又不致过高,转矩,同时保证发动机在高速时增压压力又不致过高,防止发动机热负荷过高和涡轮增压器超速,可以通过:防止发动机热负荷过高和涡轮增压器超速,可以通过:1)旁通
20、放气(进气旁通和排气旁通);)旁通放气(进气旁通和排气旁通);2)可变截面涡轮(双蜗壳通道涡轮、可变蜗壳通道流)可变截面涡轮(双蜗壳通道涡轮、可变蜗壳通道流通截面涡轮、变喷嘴环流通截面涡轮);通截面涡轮、变喷嘴环流通截面涡轮);来实现涡轮增压器的调节,改善发动机和涡轮增压来实现涡轮增压器的调节,改善发动机和涡轮增压器的匹配,从而改善车用增压发动机的转矩特性。器的匹配,从而改善车用增压发动机的转矩特性。废气涡轮增压代表车型:废气涡轮增压代表车型:萨博萨博9-3 2.0T9-3 2.0T、VOLVO S80 2.5T VOLVO S80 2.5T 和和VOLVO S80 2.9T6VOLVO S8
21、0 2.9T6。我国目前采用涡轮增压发动机的车型我国目前采用涡轮增压发动机的车型主要主要为大众旗下的车型,如速腾为大众旗下的车型,如速腾 1.8T1.8T、途安、途安1.8T1.8T、帕萨特帕萨特1.8T1.8T、奥迪、奥迪A41.8TA41.8T、奥迪、奥迪A62.0TA62.0T,以及萨,以及萨博、沃尔沃等高档车型。博、沃尔沃等高档车型。萨博萨博9-3 2.0T9-3 2.0T废气涡轮增压典型废气涡轮增压典型 萨博是世界上较早使用废气涡轮增压发动机的厂商之一,经过年的发展,萨博是世界上较早使用废气涡轮增压发动机的厂商之一,经过年的发展,其废气涡轮增压技术更加炉火纯青。作为一部强调运动风格的
22、豪华轿车,萨博其废气涡轮增压技术更加炉火纯青。作为一部强调运动风格的豪华轿车,萨博9-9-3 2.03 2.0这款直列四缸废气涡轮增压发动机,在这款直列四缸废气涡轮增压发动机,在25002500转时便可达到转时便可达到265N.m265N.m的最大的最大扭矩。这种低转速下的良好加速性,对于日常行驶非常实用。废气涡轮增压虽然扭矩。这种低转速下的良好加速性,对于日常行驶非常实用。废气涡轮增压虽然有低速乏力和运转时突兀的不足,但萨博有低速乏力和运转时突兀的不足,但萨博9-3 2.09-3 2.0的加速迟滞感已降低得很小,的加速迟滞感已降低得很小,开起来与一部发动机自然吸气的汽车区别不大。开起来与一部
23、发动机自然吸气的汽车区别不大。VOLVO S80 2.5T VOLVO S80 2.5T 废气涡轮增压典型废气涡轮增压典型 这款汽车这款汽车发动机具有设计先进、耐力超强、运行灵活、燃油效率高和反应快速等卓发动机具有设计先进、耐力超强、运行灵活、燃油效率高和反应快速等卓越性能。发动机形式为横置五缸涡轮增压,排气量为越性能。发动机形式为横置五缸涡轮增压,排气量为2.52.5升,最大功率升,最大功率210hp210hp(相当于(相当于154kw154kw)/5000rpm/5000rpm,最大扭矩,最大扭矩320N.m320N.m1500-4500rpm1500-4500rpm,从输出数据看,较为注
24、重高转速,从输出数据看,较为注重高转速输出。输出。涡轮增加所产生的附加动力等于使原来涡轮增加所产生的附加动力等于使原来2.52.5升的发动机提升到相当于升的发动机提升到相当于3.03.0升以上。升以上。新款新款S80 2.5S80 2.5怠速时相当平顺,震动也相当轻微。这台发动机是怠速时相当平顺,震动也相当轻微。这台发动机是VolvoVolvo的最新科技,的最新科技,发动机的进气和排气部位都安装了发动机的进气和排气部位都安装了CVVTCVVT连续可变气门正时装置,从而确保可对节气门的连续可变气门正时装置,从而确保可对节气门的变化做出迅速反应,使发动机的燃烧状态保持最佳,即使在低转速下运行时也可
25、提供丰变化做出迅速反应,使发动机的燃烧状态保持最佳,即使在低转速下运行时也可提供丰沛的驱动力。沛的驱动力。从实际应用来看,较为常见的是涡轮增从实际应用来看,较为常见的是涡轮增压和机械增压,其中涡轮增压占了绝大部分。压和机械增压,其中涡轮增压占了绝大部分。目前生产的增压柴油机中,除有些潜艇用柴目前生产的增压柴油机中,除有些潜艇用柴油机采用机械增压系统外,其他几乎都采用油机采用机械增压系统外,其他几乎都采用废气涡轮增压系统。废气涡轮增压系统。四款增压发动机代表车型动力参数四款增压发动机代表车型动力参数 3 3)复合增压系统)复合增压系统 a a)将废气动力涡轮)将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串与废
26、气涡轮增压器串联起来工作,称为复联起来工作,称为复合式增压系统。合式增压系统。在某些增压度较在某些增压度较高的发动机上,废气高的发动机上,废气能量除驱动废气涡轮能量除驱动废气涡轮增压器外,尚有多余增压器外,尚有多余的能量用于驱动低压的能量用于驱动低压废气动力涡轮,废气废气动力涡轮,废气涡轮增压器达到增压涡轮增压器达到增压的目的,而废气动力的目的,而废气动力涡轮将废气能量直接涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。变为功率送给曲轴。复合增压系统特点:复合增压系统特点:该系统可充分利用废气能量,使动力性该系统可充分利用废气能量,使动力性能、经济性能大为改善,但结构复杂,成本能、经济性能大为改善,但结构
27、复杂,成本高且技术难度大。高且技术难度大。b b)TSITSI复合增压系统:复合增压系统:大众利用废气涡轮增压和大众利用废气涡轮增压和机械增压这两种增压性能优缺点的互补性开发出机械增压这两种增压性能优缺点的互补性开发出了了TSITSI复合增压系统。复合增压系统。复合增压发动机实际有两套增压系统:复合增压发动机实际有两套增压系统:1 1、当发动机低转速工作时,、当发动机低转速工作时,机械增压器开始工机械增压器开始工作,既能够获得良好的油门效应,又能够增大发作,既能够获得良好的油门效应,又能够增大发动机扭矩输出,而且在低转速时对发动机功率的动机扭矩输出,而且在低转速时对发动机功率的消耗并不大。消耗
28、并不大。2 2、当发动机进入中高转速后:、当发动机进入中高转速后:则完全依靠涡轮则完全依靠涡轮增压器来进行增压。增压器来进行增压。这样不仅避免了涡轮迟滞,让涡轮有足够的这样不仅避免了涡轮迟滞,让涡轮有足够的加速时间,还在很大程度上增加了低转速时发动加速时间,还在很大程度上增加了低转速时发动机扭矩,避免了高转速时机械增压器产生噪音。机扭矩,避免了高转速时机械增压器产生噪音。目前大众已经在旗下的目前大众已经在旗下的高尔夫高尔夫和和新途安新途安上配备了上配备了TSITSI复合增压系统发动机,排量虽然复合增压系统发动机,排量虽然只有只有1.4L1.4L,但是在双增压的作用下能释放出,但是在双增压的作用
29、下能释放出200200匹的动力。匹的动力。大功率柴油机上用的较多,输出功率大、大功率柴油机上用的较多,输出功率大、燃油消耗率低、噪声小,但结构过于复杂。燃油消耗率低、噪声小,但结构过于复杂。4 4)组合式涡轮增压系)组合式涡轮增压系统统 由废气涡轮增压与由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。进气惯性增压组合而成。在该增压系统中,除废在该增压系统中,除废气涡轮增压器外,还有气涡轮增压器外,还有由稳压箱、共振管、共由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性振室等构成的进气惯性增压系统,利用压力峰增压系统,利用压力峰值可进一步提高增压后值可进一步提高增压后的进气压力。的进气压力。该系统使发动机加该系统
30、使发动机加速性能变好,并对改善速性能变好,并对改善发动机的低速转矩有利。发动机的低速转矩有利。5 5)气波增压系统)气波增压系统 所谓气波增压系统,所谓气波增压系统,是由曲轴驱动一个特殊是由曲轴驱动一个特殊转子,在转子中废气直转子,在转子中废气直接与空气接触,利用高接与空气接触,利用高压废气的脉冲气波迫使压废气的脉冲气波迫使空气在互不混合的情况空气在互不混合的情况下受到压缩,从而提高下受到压缩,从而提高进气压力。进气压力。气波增压系统是近年来发展起来的新型增压技术。气波增压系统是近年来发展起来的新型增压技术。优点:优点:1 1)结构简单、加工方便;)结构简单、加工方便;2 2)与废气涡轮增压相
31、比,可改善低速转矩,且)与废气涡轮增压相比,可改善低速转矩,且加速性能好,改善性能的工况范围大,最能适加速性能好,改善性能的工况范围大,最能适应汽车运行要求。应汽车运行要求。缺点:缺点:仍存在质量、体积大,噪声大,转子安装困仍存在质量、体积大,噪声大,转子安装困难;进排气阻力对压力波影响大等问题,尚需难;进排气阻力对压力波影响大等问题,尚需进一步研究。进一步研究。四、汽油机涡轮增压问题四、汽油机涡轮增压问题 从废气能量利用的观点看,从废气能量利用的观点看,汽油机的汽油机的涡轮增压涡轮增压与柴油机并没本质区别,但以前与柴油机并没本质区别,但以前长期以来,汽油机的涡轮增压技术除在赛长期以来,汽油机
32、的涡轮增压技术除在赛车发动机和高性能轿车发动机中得到应用车发动机和高性能轿车发动机中得到应用外,在其它应用领域,其普及性远不如柴外,在其它应用领域,其普及性远不如柴油机。油机。汽油机增压的困难如下:汽油机增压的困难如下:1、汽油机增压后爆燃倾向增大;、汽油机增压后爆燃倾向增大;汽油机增压后,使压缩终点的压力及温度,以汽油机增压后,使压缩终点的压力及温度,以及燃烧室受热零件的热负荷都趋于升高,加上汽油及燃烧室受热零件的热负荷都趋于升高,加上汽油机的压缩工质是可燃混合气,压缩压力过高易引起机的压缩工质是可燃混合气,压缩压力过高易引起爆燃爆燃,限制了增压度的提高。,限制了增压度的提高。2、汽油机热负
33、荷汽油机热负荷高;高;汽油机因汽油机因爆燃爆燃的限制,压缩比较小,因而燃烧的限制,压缩比较小,因而燃烧的膨胀比也较小,致使排气温度较高;加上又不能的膨胀比也较小,致使排气温度较高;加上又不能用加大扫气来冷却受热零件,因此汽油机增压后热用加大扫气来冷却受热零件,因此汽油机增压后热负荷偏高。负荷偏高。3、对增压器有特殊要求对增压器有特殊要求;汽油机增压比低、流量范围广、热负荷高、最汽油机增压比低、流量范围广、热负荷高、最高转速高且转速变化范围大,这就要求增压器体积高转速高且转速变化范围大,这就要求增压器体积要小、耐高温性能要好、转动惯量要小,同时还要要小、耐高温性能要好、转动惯量要小,同时还要保证
34、效率在一定的范围内,并要求有增压调节装置。保证效率在一定的范围内,并要求有增压调节装置。4、涡轮增压器与汽油机的匹配比柴油机困难些;、涡轮增压器与汽油机的匹配比柴油机困难些;因为汽油机的速度范围较宽,且整个速度范围因为汽油机的速度范围较宽,且整个速度范围内功率差别也较大。内功率差别也较大。5、汽油机增压系统布置相对困难、复杂。、汽油机增压系统布置相对困难、复杂。为了解决以上障碍,可以采取以下措施:为了解决以上障碍,可以采取以下措施:1 1、消除爆燃措施、消除爆燃措施(1 1)采用较低增压比;)采用较低增压比;增压后的许用压缩比:增压后的许用压缩比:(2 2)采用高辛烷值燃料;)采用高辛烷值燃料
35、;(3 3)采用中间冷却混合气和向气缸喷水等冷却进气;)采用中间冷却混合气和向气缸喷水等冷却进气;(4 4)推迟点火时间:推迟点火时间:推迟点火时间可以替代或补充降推迟点火时间可以替代或补充降低压缩比的作用,达到消除爆燃的目的。在结构上低压缩比的作用,达到消除爆燃的目的。在结构上最简单的是在分电器的真空提前装置上另加一套最简单的是在分电器的真空提前装置上另加一套“增压压力点火延迟附加装置增压压力点火延迟附加装置”,如图所示。,如图所示。00kkP P 当小负荷时,增压压力很小,进气管呈现真空度,此时膜当小负荷时,增压压力很小,进气管呈现真空度,此时膜片在真空度的作用下右移,使片在真空度的作用下
36、右移,使点火提前角点火提前角增大。当负荷增大时,增大。当负荷增大时,增压压力作用在膜片上的力增大,使膜片左移,增压压力作用在膜片上的力增大,使膜片左移,点火提前角点火提前角减减小。在有些增压汽油机上还采用了较复杂的点火定时系统。用小。在有些增压汽油机上还采用了较复杂的点火定时系统。用一个电子监控器,根据一个电子监控器,根据爆燃爆燃的强度来推迟点火时间。的强度来推迟点火时间。2 2、采用增压压力控制系统,防止低速时增压、采用增压压力控制系统,防止低速时增压压力不足、高速时增压压力过高;压力不足、高速时增压压力过高;3 3、采用脉冲涡轮增压、增压器前置等措施减小、采用脉冲涡轮增压、增压器前置等措施
37、减小 增压后的增压后的“反应滞后反应滞后”现象;现象;4 4、缓和热负荷的影响、缓和热负荷的影响 汽油机增压后,热负荷显著增大,使整机温度汽油机增压后,热负荷显著增大,使整机温度上升,造成冷却系、润滑系的温度升高,产生冷却上升,造成冷却系、润滑系的温度升高,产生冷却水开锅、润滑油氧化、进排气管伸缩加大、垫片裂水开锅、润滑油氧化、进排气管伸缩加大、垫片裂损泄漏等现象。损泄漏等现象。为克服这些问题必须减小发动机的热负荷。一为克服这些问题必须减小发动机的热负荷。一般可采用改善冷却系统的效果、强化润滑系作用、般可采用改善冷却系统的效果、强化润滑系作用、采用冷型火花塞等。采用冷型火花塞等。5 5、其他技
38、术措施、其他技术措施 汽油机增压除采用上述主要措施外,还汽油机增压除采用上述主要措施外,还应对汽油泵、进排气管等在结构上做必要的应对汽油泵、进排气管等在结构上做必要的改进。改进。由于多年来汽油机增压技术的发展,装由于多年来汽油机增压技术的发展,装备增压汽油机的高性能轿车陆续推出。备增压汽油机的高性能轿车陆续推出。五、发动机增压后的调整五、发动机增压后的调整 为了适应增压的要求,发动机的结构与工作参数要为了适应增压的要求,发动机的结构与工作参数要进行适当的改动。进行适当的改动。1 1、压缩比与过量空气系数、压缩比与过量空气系数 为了降低最高燃烧压力,增压发动机应适当降低压为了降低最高燃烧压力,增
39、压发动机应适当降低压缩比;为了降低发动机的热负荷和改善经济性,增压发缩比;为了降低发动机的热负荷和改善经济性,增压发动机机可适当加大过量空气系数,增压后一般将其增大动机机可适当加大过量空气系数,增压后一般将其增大10103030。2 2、供油系统、供油系统 为了适应增压后功率增大的要求,需要进行结构调为了适应增压后功率增大的要求,需要进行结构调整增加每循环的供油量。如增压柴油机可增大柱塞直径、整增加每循环的供油量。如增压柴油机可增大柱塞直径、增加供油速率、提高喷油压力、加大喷孔直径等。增加供油速率、提高喷油压力、加大喷孔直径等。3 3、配气相位、配气相位 利用增压压力比排气压力高的有力条件,利
40、用增压压力比排气压力高的有力条件,合理地增大气门叠开角,可以:合理地增大气门叠开角,可以:1 1)利于气缸内废气的扫出和进气终点温度的降)利于气缸内废气的扫出和进气终点温度的降低,从而降低发动机的热负荷,使充量系数低,从而降低发动机的热负荷,使充量系数增大。增压柴油机的实验表明,气门叠开角增大。增压柴油机的实验表明,气门叠开角每增加每增加10100 0(CACA),活塞平均温度降低),活塞平均温度降低4 40 0C C。2 2)由于扫气增加,降低了排气温度,改善了涡)由于扫气增加,降低了排气温度,改善了涡轮的工作条件。轮的工作条件。但当增压压力较高(如大于但当增压压力较高(如大于300KPa3
41、00KPa)和)和采用进气中冷技术后,气门叠开角和非增压采用进气中冷技术后,气门叠开角和非增压差不多,主要是防止低负荷时的排气倒流。差不多,主要是防止低负荷时的排气倒流。4 4、进排气系统、进排气系统 进排气系统的设计,要与增压系统的要进排气系统的设计,要与增压系统的要求相一致。进气管容积希望尽可能大一些,求相一致。进气管容积希望尽可能大一些,以减少进气压力的脉动,从而提高压气机效以减少进气压力的脉动,从而提高压气机效率和改善发动机的性能。率和改善发动机的性能。5 5、增压空气的冷却、增压空气的冷却 对增压器出口空气进行冷却:对增压器出口空气进行冷却:一方面一方面可以进一步提高发动机进气管内的
42、空气密度,可以进一步提高发动机进气管内的空气密度,从而可以提高发动机的功率输出;从而可以提高发动机的功率输出;另一方面另一方面可以降低发动机压缩始点的温度和整个循环可以降低发动机压缩始点的温度和整个循环的平均温度,从而降低发动机的排气温度、热负荷的平均温度,从而降低发动机的排气温度、热负荷和和NONOx x排放。排放。对增压器出口空气进行冷却称为中冷,可以利对增压器出口空气进行冷却称为中冷,可以利用循环冷却水进行用循环冷却水进行“水冷水冷”或用冷却风扇进行或用冷却风扇进行“风风冷冷”。“风冷风冷”可以获得比较好的冷却效果、且布可以获得比较好的冷却效果、且布置较为灵活,近年来在车用发动机上应用较
43、多。置较为灵活,近年来在车用发动机上应用较多。传递温暖,拒绝冷漠。传递温暖,拒绝冷漠。1 1、如果钱还宽裕,别养二奶,偷偷养几个贫困山、如果钱还宽裕,别养二奶,偷偷养几个贫困山区的学生,你心里一定会觉得舒坦;区的学生,你心里一定会觉得舒坦;2 2、遇到夜里摆地摊的,能买就多买一些,别还价,、遇到夜里摆地摊的,能买就多买一些,别还价,东西都不贵。家境哪怕好一点,谁会大冷天夜里摆地东西都不贵。家境哪怕好一点,谁会大冷天夜里摆地摊;摊;遇到学生出来勤工俭学的,特别是中学生、小姑遇到学生出来勤工俭学的,特别是中学生、小姑娘,她卖什么你就买点。如果她不是家庭困难,出来娘,她卖什么你就买点。如果她不是家庭
44、困难,出来打工也需要勇气的,鼓励鼓励她吧;打工也需要勇气的,鼓励鼓励她吧;3 3、捡到钱包就找找失主。如果你实在缺钱就把现、捡到钱包就找找失主。如果你实在缺钱就把现金留下,打电话告诉失主就说你在厕所里捡到的。把金留下,打电话告诉失主就说你在厕所里捡到的。把信用卡、身份证、驾驶执照还给人家,一般别人也不信用卡、身份证、驾驶执照还给人家,一般别人也不会在乎钱了。把人家的地址记在你的笔记本上,以后会在乎钱了。把人家的地址记在你的笔记本上,以后发达了去找人家道个歉,把钱还给人家;发达了去找人家道个歉,把钱还给人家;5 5、如果丢的垃圾里有碎玻璃、大头针、刀片等,、如果丢的垃圾里有碎玻璃、大头针、刀片等
45、,请用胶带把它们缠裹一下,并尽量多缠几层。这样请用胶带把它们缠裹一下,并尽量多缠几层。这样就降低了保洁人员或者捡垃圾者被伤害的概率。他就降低了保洁人员或者捡垃圾者被伤害的概率。他们大都是没有医保的弱势群体,体贴体贴他们吧,们大都是没有医保的弱势群体,体贴体贴他们吧,好人会有好报的。好人会有好报的。6 6、遇到迷路的小孩和老头老太,送到派出所也、遇到迷路的小孩和老头老太,送到派出所也行。替老人或小孩打个电话再走,反正你也不缺那行。替老人或小孩打个电话再走,反正你也不缺那两个电话费;两个电话费;7 7、雨雪的时候、天冷的傍晚,遇到卖菜的、卖、雨雪的时候、天冷的傍晚,遇到卖菜的、卖水果的,剩的不多了
46、又不能回家,能全买就全买,水果的,剩的不多了又不能回家,能全买就全买,不能全买就买一份,反正吃什么也是吃,买下来让不能全买就买一份,反正吃什么也是吃,买下来让人早点回家;人早点回家;8 8、上车遇到老弱病人、孕妇,让座的时、上车遇到老弱病人、孕妇,让座的时候别动声色,也别大张旗鼓。站起来用身体候别动声色,也别大张旗鼓。站起来用身体挡住其他人,留出空位子给需要的人,然后挡住其他人,留出空位子给需要的人,然后装作下车走远点。人太多实在走不远,人家装作下车走远点。人太多实在走不远,人家向你表示谢意的时候微笑一下;向你表示谢意的时候微笑一下;9 9、不要对有精神信念的人用猥亵言词,、不要对有精神信念的人用猥亵言词,要知道中国人缺就缺在没有信仰。这世界什要知道中国人缺就缺在没有信仰。这世界什么都在变,什么都不可全信,唯有信念不变、么都在变,什么都不可全信,唯有信念不变、不动、永恒;不动、永恒;