渦輪增壓發(fā)動機(jī)和雙離合變速器工作原理

1、 渦輪增壓發(fā)動機(jī)和雙離合變速器工作原理 一般的車輛上只有手動和自動兩種變速箱，手動變速箱換檔常常出現(xiàn)動力傳動暫時中斷的現(xiàn)象，而自動變速箱換檔卻又存在響應(yīng)遲緩的缺點。雙離合變速箱綜合了傳統(tǒng)手動變速箱和自動變速箱的各自優(yōu)點，就像是兩個變速箱合而為一，一個離合器控制單數(shù)檔位齒輪，另外一個離合器控制雙數(shù)檔位齒輪。也就是說，當(dāng)變速箱掛入一檔時，二檔齒輪就已經(jīng)嚙合，等到換檔時機(jī)一到，第二離合器就與發(fā)動機(jī)輸出軸接合而換入二檔。在此同時，由第一離合器所控制的三檔齒輪組也完成嚙合等待換檔指令。   雙離合變速箱在換檔過程中微小的液壓功耗損失和極短的換檔時間使整個換檔過程達(dá)

2、到了高效率，從而降低了能量的損耗，自然就提高了加速性和車輛燃油經(jīng)濟(jì)性 雙離合有一個由兩組離合器片集合而成的雙離合器裝置，同時有一個由實心軸及其外部套筒組合而成的雙傳動軸機(jī)構(gòu)，并由Mechatronic電子控制及液壓裝置同時控制兩組離合器及齒輪組的動作。在某一檔位時，離合器1結(jié)合，一組齒輪咬合輸出動力，在接近換檔時，下一組檔段的齒輪已被預(yù)選，而與之相聯(lián)的離合器2仍處于分離狀態(tài)；在換入下一檔位時，處于工作狀態(tài)的離合器1分離，將使用中的齒輪脫離動力，同時離合器2咬合已被預(yù)選的齒輪，進(jìn)入下一檔。在整個換檔期間能確保最少有一組齒輪在輸出動力，令動力沒有出現(xiàn)間斷的狀況。  當(dāng)

3、汽車在3檔行使時，4檔齒輪就處于預(yù)備狀態(tài)，但是尚未啟用。一旦達(dá)到完美轉(zhuǎn)換點，其它檔位的齒輪閉合，第3檔齒輪的離合器打開，同時激活第4檔。離合器的開關(guān)在此過程中同時進(jìn)行，產(chǎn)生上述所說的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。這個轉(zhuǎn)換過程只需要在極短的幾毫秒中完成。熱衷運動感受的駕駛員還會體驗到觸摸按鈕就進(jìn)行齒輪轉(zhuǎn)換的感覺。在S檔運動模式下，發(fā)動機(jī)和變速器配合可以帶來更高的轉(zhuǎn)速和更順暢的自動換檔，從而帶來更高的轉(zhuǎn)換動力。    渦輪增壓工作原理 單渦輪增壓渦輪增壓系統(tǒng)分為單渦輪增壓系統(tǒng)和雙渦輪增壓系統(tǒng)。只有一個渦輪增壓器的增壓系統(tǒng)為單渦輪增壓系統(tǒng)。渦輪增壓系統(tǒng)除渦輪增壓器之外，

4、還包括進(jìn)氣旁通閥、排氣旁通閥和排氣旁通閥控制裝置等。  雙渦輪增壓 六缸汽油噴射式發(fā)動機(jī)的雙渦輪增壓系統(tǒng)。其中兩個渦輪增壓器并列布置在排氣管中，按氣缸工作順序把1、2、3缸作為一組，4、5、6缸作為另一組，每組三個氣缸的排氣驅(qū)動一個渦輪增壓器。因為三個氣缸的排氣間隔相等，所以增壓器轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。另外，把三個氣缸分成一組還可防止各缸之間的排氣干擾。此系統(tǒng)除包括渦輪增壓器、進(jìn)氣旁通閥、排氣旁通閥及排氣旁通閥控制裝置之外，還有中冷器、諧振室和增壓壓力傳感器等。   渦輪增壓器由離心式壓氣機(jī)和徑流式渦輪機(jī)及中間體三部分組成。增壓器軸通過兩個浮動軸承支承在中

5、間體內(nèi)。中間體內(nèi)有潤滑和冷卻軸承的油道，還有防止機(jī)油漏入壓氣機(jī)或渦輪機(jī)中的密封裝置等。  離心式壓氣機(jī)  離心式壓氣機(jī)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)葉輪、無葉式擴(kuò)壓管及壓氣機(jī)蝸殼等組成。葉輪包括葉片和輪轂，并由增壓器軸帶動旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)時，空氣經(jīng)進(jìn)氣道進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪，并在離心力的作用下沿著壓氣機(jī)葉片之間形成的流道，從葉輪中心流向葉輪的周邊。空氣從旋轉(zhuǎn)的葉輪獲得能量，使其流速、壓力和溫度均有較大的增高，然后進(jìn)入葉片式擴(kuò)壓管。擴(kuò)壓管為漸擴(kuò)形流道，空氣流過擴(kuò)壓管時減速增壓，溫度也有所升高。即在擴(kuò)壓管中，空氣所具有的大部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋?#160;擴(kuò)壓管分葉片式和無葉式兩種。無

6、葉式擴(kuò)壓管實際上是由蝸殼和中間體側(cè)壁所形成的環(huán)形空間。無葉式擴(kuò)壓管構(gòu)造簡單，工況變化對壓氣機(jī)效率的影響很小，適于車用增壓器。葉片式擴(kuò)壓管是由相鄰葉片構(gòu)成的流道，其擴(kuò)壓比大，效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工況變化對壓氣機(jī)效率有較大的影響。蝸殼的作用是收集從擴(kuò)壓管流出的空氣，并將其引向壓氣機(jī)出口?？諝庠谖仛ぶ欣^續(xù)減速增壓，完成其由動能向壓力能轉(zhuǎn)變的過程。壓氣機(jī)葉輪由鋁合金精密鑄造，蝸殼也用鋁合金鑄造。  徑流式渦輪機(jī)  渦輪機(jī)是將發(fā)動機(jī)排氣的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的裝置。徑流式渦輪機(jī)由蝸殼、噴管、葉輪和出氣道等組成。蝸殼4的進(jìn)口與發(fā)動機(jī)排氣管相連，發(fā)動機(jī)排氣經(jīng)蝸殼引導(dǎo)進(jìn)入葉片式噴管。

7、噴管是由相鄰葉片構(gòu)成的漸縮形流道。排氣流過噴管時降壓、降溫、增速、膨脹，使排氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽堋Ｓ蓢姽芰鞒龅母咚贇饬鳑_擊葉輪，并在葉片所形成的流道中繼續(xù)膨脹作功，推動葉輪旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)葉輪經(jīng)常在900高溫的排氣沖擊下工作，并承受巨大的離心力作用，所以采用鎳基耐熱合金鋼或陶瓷材料制造。用質(zhì)量輕并且耐熱的陶瓷材料可使渦輪機(jī)葉輪的質(zhì)量大約減小2/3，渦輪增壓加速滯后的問題也在很大程度上得到改善。噴管葉片用耐熱和抗腐蝕的合金鋼鑄造或機(jī)械加工成形。蝸殼用耐熱合金鑄鐵鑄造，內(nèi)表面應(yīng)該光潔，以減少氣體流動損失。  轉(zhuǎn)子  渦輪機(jī)葉輪、壓氣機(jī)葉輪和密封套等零件安裝在增壓器軸上，構(gòu)

8、成渦輪增壓器轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子以超過100000r/min，最高可達(dá)200000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，因此，轉(zhuǎn)子的平衡是非常重要的。增壓器軸在工作中承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變應(yīng)力，一般用韌性好、強(qiáng)度高的合金鋼40Cr或18CrNiWA制造。 增壓器軸承  增壓器軸承的結(jié)構(gòu)是車用渦輪增壓器可靠性的關(guān)鍵之一。現(xiàn)代車用渦輪增壓器都采用浮動軸承。浮動軸承實際上是套在軸上的圓環(huán)。圓環(huán)與軸以及圓環(huán)與軸承座之間都有間隙，形成雙層油膜。圓環(huán)浮在軸與軸承座之間。一般內(nèi)層間隙為0.05mm左右，外層間隙大約為0.1mm。軸承壁厚約34.5mm，用錫鉛青銅合金制造，軸承表面鍍一層厚度約為0.0050.008mm

9、的鉛錫合金或金屬銦。在增壓器工作時，軸承在軸與軸承座中間轉(zhuǎn)動。 增壓器工作時產(chǎn)生軸向推力，由設(shè)置在壓氣機(jī)一側(cè)的推力軸承承受。為了減少摩擦，在整體式推力軸承兩端的止推面上各加工有四個布油槽；在軸承上還加工有進(jìn)油孔，以保證止推面的潤滑和冷卻。  增壓壓力的調(diào)節(jié) 在汽車渦輪增壓系統(tǒng)中設(shè)置進(jìn)、排氣旁通閥，是調(diào)節(jié)增壓壓力最簡單、成本最低而又十分有效的方法。排氣旁通閥的工作原理?？刂颇ず兄械哪て瑢⒛ず蟹譃樯稀⑾聝蓚€室，上室為空氣室經(jīng)連通管與壓氣機(jī)出口相通，下室為膜片彈簧室，膜片彈簧作用在膜片上，膜片通過連動桿與排氣旁通閥連接。當(dāng)壓氣機(jī)出口壓力，也就是增壓壓力低于限定值時，膜片

10、在膜片彈簧的作用下上移，并帶動連動桿將排氣旁通閥關(guān)閉；當(dāng)增壓壓力超過限定值時，增壓壓力克服膜片彈簧力，推動膜片下移，并帶動連動桿將排氣旁通閥打開，使部分排氣不經(jīng)過渦輪機(jī)直接排放到大氣中，從而達(dá)到控制增壓壓力及渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。   ，排氣旁通閥的開閉由電控單元控制的電磁閥操縱。電控單元根據(jù)發(fā)動機(jī)的工況，由預(yù)存的增壓壓力脈譜圖確定目標(biāo)增壓壓力，并與增壓壓力傳感器檢測到的實際增壓壓力進(jìn)行比較，然后根據(jù)其差值來改變控制電磁閥開閉的脈沖信號占空比，以此改變電磁閥的開啟時間，進(jìn)而改變排氣旁通閥的開度，控制排氣旁通量，借以精確地調(diào)節(jié)增壓壓力雖然排氣旁通閥在渦輪增壓汽車發(fā)動機(jī)上得到了廣泛

11、的應(yīng)用，但是排氣旁通之后，排氣能量的利用率下降，致使在高速大負(fù)荷時發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性變差。  大排量重型車用渦輪增壓發(fā)動機(jī)上多采用渦輪機(jī)噴管出口截面可變的渦輪增壓器，簡稱變截面渦輪增壓器。在這種渦輪增壓器中，通過改變噴管出口截面積來調(diào)節(jié)增壓壓力。當(dāng)發(fā)動機(jī)低速運行時，縮小噴管出口截面積，使噴管出口的排氣流速增大，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速隨之升高，增壓壓力和供氣量都相應(yīng)增加；當(dāng)發(fā)動機(jī)高速工作時，增大噴管出口截面積，使噴管出口的排氣流速減小，渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速相對降低，這樣增壓器將不會超速，增壓壓力也不致于過高。在有葉徑流式渦輪機(jī)中，可以采用轉(zhuǎn)動噴管葉片的方法來改變噴管出口截面積。噴管葉片與齒輪相連

12、，齒輪與齒圈嚙合，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)往復(fù)移動時，齒圈或向左或向右轉(zhuǎn)動，帶動與其嚙合的齒輪轉(zhuǎn)動，并使噴管葉片隨其轉(zhuǎn)動，從而使噴管出口截面積發(fā)生改變。    改變渦輪機(jī)進(jìn)口截面積方法。在渦輪機(jī)的進(jìn)口處安裝一個可擺動27°角的舌片，可動舌片的轉(zhuǎn)軸固定在渦輪機(jī)殼體上，可動舌片的擺動即渦輪機(jī)進(jìn)口截面積的變化由電控單元根據(jù)轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行控制。   渦輪增壓器的潤滑及冷卻  來自發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)主油道的機(jī)油，經(jīng)增壓器中間體上的機(jī)油進(jìn)口進(jìn)入增壓器，潤滑和冷卻增壓器軸和軸承。然后，機(jī)油經(jīng)中間體上的機(jī)油出口返回發(fā)動機(jī)油底殼，在增壓器軸上裝有油封，用來防止機(jī)油竄入壓氣機(jī)或渦輪機(jī)蝸殼內(nèi)。如果油封損壞，將導(dǎo)致機(jī)油消耗量增加和排氣冒藍(lán)煙。 由于汽油機(jī)增壓器的熱負(fù)荷大，因此在增壓器中間體的渦輪機(jī)側(cè)設(shè)置冷卻水套，并用軟管與發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)相通。冷卻液自中