發(fā)動機電控技術6章-祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)1課件

1、第六章第六章發(fā)動機增壓系統(tǒng)發(fā)動機增壓系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)之一之一發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)11柴油機發(fā)動機增壓系統(tǒng)n.發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)12柴油機發(fā)動機增壓系統(tǒng)發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)13發(fā)動機增壓系統(tǒng)n 61 增壓系統(tǒng)概述 n 611增壓系統(tǒng)的特性及種類n 612機械增壓器的構造與作用n 613渦輪增壓器的構造與作用n文件大于20m，無奈分為3個發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)14增

2、壓系統(tǒng)概述 -增壓系統(tǒng)的特性及種類n一、增壓系統(tǒng)的特性一、增壓系統(tǒng)的特性n 1吸氣式發(fā)動機吸氣式發(fā)動機: n 利用節(jié)氣門上下方的壓力差使空氣進入氣缸中。當節(jié)氣門關閉怠速時，進氣歧管真空約73kpa；而節(jié)氣門全開時，進氣歧管真空為零，節(jié)氣門上下方的壓力幾乎一樣。n 2增壓發(fā)動機增壓發(fā)動機: n (1)在相同轉速且有增壓作用時，會有更多的混合氣進入氣缸，以產(chǎn)生更大的動力。將額外的棍合氣壓入氣缸中，稱為強制進氣，可提高容積效率，比一股吸氣式發(fā)動機的動力最大可提升提升3560。n (2)不需要增壓壓力時，發(fā)動機作用與一般吸氣式發(fā)動機幾平完全相同。故可采用較小排氣量發(fā)動機，在一般行駛時，可達到省油的目的

3、；而在重負荷時，能有大功率發(fā)動機的輸出。發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)15增壓系統(tǒng)概述 -增壓系統(tǒng)的特性n.吸氣式發(fā)動機與增壓式發(fā)動機特性比較吸氣式發(fā)動機與增壓式發(fā)動機特性比較怠速真空節(jié)氣門全開真空進氣方式 特點吸氣式發(fā)動機73kpa0自然吸氣增壓式發(fā)動機73kpa增壓強制進氣 省油增大功率發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)16增壓發(fā)動機的種類增壓發(fā)動機的種類n1.機械增壓系統(tǒng)機械增壓系統(tǒng)：裝置在發(fā)動機上并由皮帶與發(fā)動機曲軸相連接，從發(fā)動機輸出軸獲得動力來驅動增壓器的轉子旋轉，從而將空氣增壓吹到進氣

4、岐道里。n優(yōu)點：所以沒有滯后或超前，動力輸出更為流暢；n缺點：由于它要消耗部分引擎動力，會導致增壓效率不高。n 2.廢氣渦輪增壓系統(tǒng)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)：壓氣機由內(nèi)燃機廢氣驅動的渦輪來帶動。一般增壓壓力可達，或 左右，需要增設空氣中間冷卻器來給高溫壓縮空氣進行冷卻。優(yōu)點：增加效率高于機械增壓；n缺點：發(fā)動機動力輸出略滯后于油門的開啟。n3.復合增壓系統(tǒng)復合增壓系統(tǒng)：即廢氣渦輪增壓和機械增壓并用，大功率柴油機上用的較多。n4.氣波增壓系統(tǒng)氣波增壓系統(tǒng)：利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統(tǒng)低速增壓性能好、加速性好、工況范圍大；但尺寸大、笨重和噪聲大。發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電

5、噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)17增壓系統(tǒng)概述 -增壓系統(tǒng)的特性及種類n二、增壓系統(tǒng)的種類n 1機械增壓器與渦輪增壓器主要差異點為機械增壓器與渦輪增壓器主要差異點為:n (1)機械增壓器是利用曲軸以齒輪、鏈條或皮帶，做機械上的驅動；n 渦輪增壓器是利用排氣驅動。渦輪增壓器是利用排氣驅動。n (2) 舊型機械增壓器有消耗動力大、噪聲高及耗油的缺點，渦輪增壓器有增壓遲滯的現(xiàn)象。n (3)在高性能發(fā)動機上裝用機械增壓器，以提供瞬間的加速反應，也不需要如渦輪增壓器820萬的蹈高轉速。通常機械式增壓器的轉速為發(fā)動機轉速的23倍且新型的機械增壓器，已大幅改善噪聲及耗油的問題。發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控

6、技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)18增壓系統(tǒng)概述 -增壓系統(tǒng)的種類n (3)機械增壓器的優(yōu)點為低轉速時即有增壓作用，使發(fā)動機功率，尤其是轉矩提升非常明顯，加速性能優(yōu)異。n 如奔馳汽車如奔馳汽車C-Class新新C200Kompressor，裝用以皮帶驅動的機，裝用以皮帶驅動的機械增壓器，械增壓器，n 1)將最大功率由原來的96kW提升至120kW，n 2)將190Nm4,000rmia的最大轉矩，提升至2500rrain至4,800rmhl的寬廣轉速范圍內(nèi)，均能發(fā)出230Nm之高轉矩值；n 3)功率與轉矩均提升20X以上，相當于六缸發(fā)動機的輸出，n 4)與原有C200比

7、較，每行駛100km的油耗，僅多出01L而已。n 奔馳汽車雙門轎CLK230Kompressor，其平均耗油量為lOOkn9SL，比一般同型發(fā)動機省油20以上。n 現(xiàn)代的高效率機械增壓器，可提升小型發(fā)動機的輸出功率與特炬外，現(xiàn)代的高效率機械增壓器，可提升小型發(fā)動機的輸出功率與特炬外，并可降低耗油量及排氣污染。并可降低耗油量及排氣污染。 發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)19機械增壓器 世界第一套兩段式機械增壓系統(tǒng)， 發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)110機械增壓器機械增壓器 - 世界第一套兩段式機械增

8、壓系統(tǒng)，世界第一套兩段式機械增壓系統(tǒng)，n這套系統(tǒng)的誕生，首先要歸功于Antonov所生產(chǎn)的小型低成本兩段自動變速箱，在裝上這種變速箱的機械增壓系統(tǒng)，除了完整度高以外，同時也可以有效減輕體積與重量，這與近年來汽車引擎發(fā)展的趨勢一致。體積與重量減輕，首先就可以降低引擎負荷，以減少二氧化碳的排放量。此外，輕巧的特色，也讓這套產(chǎn)品具有量產(chǎn)化的潛力，讓小引擎也可以擁有充沛的動力。 發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)111機械增壓器 -世界第一套兩段式機械增壓系統(tǒng)，n運用了特殊換檔機構，讓機械增壓系統(tǒng)能兩段式切換。 n這套兩段式機械增壓系統(tǒng)，總重3.9公斤，全

9、長只有149mm，直徑也僅170mm。在引擎轉速低于每分鐘4,200轉的時候，增壓系統(tǒng)的文件位齒比為1.36：1。一旦超過4,200轉，就會切換成1：1的比率。而且檔位的變換完全自動，不需要電力、液壓或者是氣壓等控制系統(tǒng)。為了針對各種引擎以及各種不同需求，換檔轉速也可以經(jīng)由調(diào)整而改變。換文件系統(tǒng)適用于Rotrex的C15、C30以及C38機械增壓本體。 發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)112柴油機發(fā)動機渦輪增壓系統(tǒng)柴油機發(fā)動機渦輪增壓系統(tǒng)n.發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)113發(fā)動機電控技術發(fā)動機

10、電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)114渦輪增壓器的構造與作用發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)115渦輪增壓器發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)116增壓系統(tǒng)概述 -增壓系統(tǒng)的種類n 4渦輪增壓器的優(yōu)點渦輪增壓器的優(yōu)點n 提升功率幅度較大，適合賽車及高速行駛發(fā)動機乘用；n 缺點:n 末增壓前的發(fā)動機輸出，比同排氣量的自然進氣發(fā)動機還差，且高溫廢氣，使渦輪及外殼等承受相當高的溫度。n最新的渦輪增壓科技，n 如Audi裝用在A418L的小型輕增 莊渦輪增壓器，能:n 1)將原來9

11、3kW的最大功率提升至112kW，n 2)將171k8m3,500rmin 的最大轉矩，n 3)提升至1,750rrain至4,600ffmin的寬廣轉速范圍內(nèi)，均 能維持214kgm的 高轉矩輸出，n此種轉矩特性，不但中、高轉速性能優(yōu)異，也十分適合市此種轉矩特性，不但中、高轉速性能優(yōu)異，也十分適合市區(qū)的低速行駛；且區(qū)的低速行駛；且Audi此具渦輪增壓器，幾無增壓遲滯的此具渦輪增壓器，幾無增壓遲滯的情形發(fā)生。情形發(fā)生。發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)117增壓系統(tǒng)概述 -增壓系統(tǒng)的種類n 4渦輪增壓器的優(yōu)點渦輪增壓器的優(yōu)點n 提升功率幅度較大，適

12、合賽車及高速行駛發(fā)動機乘用；n 缺點:n 末增壓前的發(fā)動機輸出，比同排氣量的自然進氣發(fā)動機還差，且高溫廢氣，使渦輪及外殼等承受相當高的溫度。n最新的渦輪增壓科技，n 如Audi裝用在A418L的小型輕增 莊渦輪增壓器，能:n 1)將原來93kW的最大功率提升至112kW，n 2)將171k8m3,500rmin 的最大轉矩，n 3)提升至1,750rrain至4,600ffmin的寬廣轉速范圍內(nèi)，均 能維持214kgm的 高轉矩輸出，n此種轉矩特性，不但中、高轉速性能優(yōu)異，也十分適合市此種轉矩特性，不但中、高轉速性能優(yōu)異，也十分適合市區(qū)的低速行駛；且區(qū)的低速行駛；且Audi此具渦輪增壓器，幾無

13、增壓遲滯的此具渦輪增壓器，幾無增壓遲滯的情形發(fā)生。情形發(fā)生。發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)118增壓系統(tǒng)概述增壓系統(tǒng)概述 -增壓系統(tǒng)的種類增壓系統(tǒng)的種類n5增壓系統(tǒng)的種類增壓系統(tǒng)的種類n1)以增壓壓力分以增壓壓力分 : n 低增壓，中增壓，高增壓 n2)以驅動方式分：以驅動方式分：n機械增壓器：魯茲式滑動葉片式，螺旋式渦卷式n渦輪增壓器n6增壓系統(tǒng)依增壓壓力及壓力比分類如表增壓系統(tǒng)依增壓壓力及壓力比分類如表61所示。所示。 發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)119機械增壓器的構造與作用一、魯茲式一、

14、魯茲式n 1魯茲式為機械式增壓器中常見的形式，具有:n 兩個轉子，每個轉子上有二個或三個直線 形或螺旋形的葉片，如圖61與圖62及圖63所示。n 早期的魯茲式增壓器消耗動力可達15，且耗油。低轉速發(fā)動機與高轉速發(fā)動機的正時齒輪比分別約為1.01.5：1 及0.61.0：1，以控制增壓器轉速在安全范圍內(nèi)。發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)120機械增壓器的構造與作用一、魯茲式n三葉魯茲式機械增壓器的構造及作用三葉魯茲式機械增壓器的構造及作用 發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)121機械增壓器的構造與作用一

15、、魯茲式一、魯茲式n如圖如圖64所示為用于二行程柴油發(fā)動機魯茲式所示為用于二行程柴油發(fā)動機魯茲式機械增壓器的構造。機械增壓器的構造。 發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)122機械增壓器的構造與作用一、魯茲式一、魯茲式n2.化油器與單化油器與單點噴射式，點噴射式，n機械增壓器裝機械增壓器裝于化油器或單于化油器或單點噴射器后，點噴射器后，即流經(jīng)增壓器即流經(jīng)增壓器的是混合氣，的是混合氣，如圖如圖6.5所示所示發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)123機械增壓器的構造與作用一、魯茲式n3.多點孔口燃油噴射，流經(jīng)增

16、壓器的是空氣，多點孔口燃油噴射，流經(jīng)增壓器的是空氣，n如圖66所示，空氣流經(jīng)空氣流量計、節(jié)氣門，經(jīng)過機械增壓器后，進入進氣冷卻器 發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)124機械增壓器的構造與作用一、魯茲式一、魯茲式n 4. 魯茲式增壓器為容積式空氣泵魯茲式增壓器為容積式空氣泵，當節(jié)氣門打開時，增壓器轉子每轉壓入相同體積的空氣進入進氣歧管。n例如有些發(fā)動機在發(fā)動機轉速4，000rmin時，即增 壓器轉速10400rmin時，其最大增壓壓力達80kPa。n 5驅動機械增壓器，發(fā)動機所損失的動力，驅動機械增壓器，發(fā)動機所損失的動力，或此種拖曳觀象，稱為附加

17、損耗。為減少此種損耗，有以下兩種設計。n (1)設置電磁離合器：電磁離臺器由電腦控制分離與接合。當輕負荷時，離合器分離。n (2)設置增壓控制閥或稱旁通閥：當節(jié)氣門部分打開時， 進氣歧管有真空，控制閥打開，部分增壓氣體回到增壓器的空氣入口處，以改善發(fā)動機性能及油耗。控制閥可利用真空或節(jié)氣門連桿控制，怠速節(jié)氣門全關時，控制全開,節(jié)氣門全開時，控制閥則關閉。 發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)125機械增壓器的構造與作用二、滑動葉片式二、滑動葉片式n1滑動葉片式機械增壓器的構造及作用如圖67所示。n2滑動葉片式在低轉速時，可供應所需的增壓壓力；但在中轉速至高轉速范圍時，僅能提供適度的增壓壓力。發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)126機械增壓器的構造與作用三，螺旋式三，螺旋式n1公螺旋有4個凸面葉瓣，而母螺旋有6個凹面葉槽，如圖68所示。螺旋表面為特氟隆涂層，以避免腐蝕。n2.螺旋式機械增壓器消耗的發(fā)動機動力非常少，且壓縮后的空氣溫度較低，因此可不需要中間冷卻器。n3.本增壓器能提供的壓力比不超過2.0：1。發(fā)動機電控技術發(fā)動機電控技術6章章-祡祡油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)油電噴發(fā)動機增壓系統(tǒng)127機械增壓器的構造與作用