文档介绍：第七章汽车发动机增压
教学目的:使学生了解机械增压和气波增压的工作原理,重点掌握涡轮增压。
教学重点:涡轮增压。
教学难点:涡轮增压器的结构及工作原理。
学时数:1学时。
概述
一、概念
所谓增压就是将空气预先压缩后再供入气缸,以提高空气密度、增加进气量的一种技术。增压技术以前广泛地应用到柴油机上,随着增压技术的成熟,现在也开始应用到汽油机上。
二、作用
因为进气量增加,供油量也相应增加并且得到充分燃烧,从而可以增大发动机扭矩,增加发动机功率。
提高燃油经济性,改善排放性能。
三、分类
增压有机械增压、涡轮增压和气波增压三种基本类型。实现空气增压的装置称为增压器。早期柴油机多采用机械增压,由于这种增压方式要消耗发动机输出功率而使柴油机经济性变坏,近来基本被淘汰。现在广泛应用的是涡轮增压。
机械增压和气波增压
一、机械增压(略)
机械增压器4由发动机曲轴1经齿轮增速器5驱动(图7—1a),或由曲轴齿形传动带轮经齿形传动带9及电磁离合器6驱动(图7—1b)。机械增压能有效地提高发动机功率,与涡轮增压相比,其低速增压效果更好。另外,机械增压器与发动机容易匹配,结构也比较紧凑。但是,由于驱动增压器需消耗发动机功率,因此燃油消耗率比非增压发动机略高。
机械增压器是利用转子中叶片的高速旋转来提高空气的流通速度,从而增加压气机出口处空气的压力,达到增压的目的。电控单元根据发动机工况的需要,发出接通或切断电磁离合器电源的指令,以控制增压器的工作。
二、气波增压(略)
气波增压器中有一个特殊形状的转子3,由发动机曲轴带轮经传动带4驱动(图7—3)。在转子3中发动机排出的废气直接与空气接触,利用排气压力波使空气受到压缩,以提高进气压力。
涡轮增压
涡轮增压是汽车发动机上应用得最为普遍的一种增压方式,在柴油机上应用涡轮增压已经有半个多世纪了。涡轮增压也称废气涡轮增压,它是利用柴油机排气驱动的涡轮机拖动压气机,来提高进气压力增加充气量。涡轮增压器与发动机没有机械的联系。与前两种增压方式相比涡轮增压的优点是经济性好,并可大幅度地降低有害气体的排放和噪声。
涡轮增压器由涡轮机2和压气机3构成,如图7-2所示。将发动机排出的废气引入涡轮机,利用废气所包含的能量推动涡轮机叶轮旋转,并带动与其同轴安装的压气机叶轮工作,新鲜空气在压气机内增压后进入气缸(图7—2)。涡轮增压的缺点是低速时转矩增加不多,而且在发动机工况发生变化时,瞬态响应差,致使汽车加速性,特别是低速加速性较差。
涡轮增压系统
涡轮增压系统分为单涡轮增压系统和双涡轮增压系统。只有一个涡轮增压器的增压系统为单涡轮增压系统,(一般应用到四缸发动机上)如图7-9所示。涡轮增压系统除涡轮增压器之外,还包括进气旁通阀1、排气旁通阀9和排气旁通阀控制装置10等。
双涡轮增压系统有两个涡轮,这两个涡轮增压器并列布置在排气管中,六个气缸分为两组,分别驱动一个涡轮增压器。这种增压系统加装了中冷器3、谐振室4和增压压力传感器5等。
二、涡轮增压器的结构及工作原理。
结构
车用涡轮增压器的结构如图7-11所示,由离心式压气机和径流式涡轮机及中间体三部分组成。增压器轴5通过两个浮动轴承9支承在中间体14内。中间体内不润滑和冷却轴承的油道,还有防止润滑油泄漏的密封装置。
离心式压气机
离