汽车的增压技术你了解多少,你知道有哪些增压方式吗?

2025-05-21 22:22:08
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回答1:

增压技术在发动机小型化和节能减排的进程中发挥着巨大的作用。为了满足由于发动机小型化带来的转矩和功率不足等问题,成熟的增压技术逐步成为各个整车厂的技术之路。对于发动机增压技术,现在常见的主要是废气涡轮增压和机械增压技术,也有双增压、气波增压等技术的应用,同时增压技术正在不断进步、创新。

1.废气涡轮增压

废气涡轮增压技术是利用废气的能量驱动涡轮增压器的涡轮,带动在进气端的压叶轮压缩进气,可以获得较高的进气歧管压力,这样发动机在进气门开启期间,可以获得更高密度和更大流量的新鲜空气,以提高发动机输出功率和转矩。同时,发动机都会在增压器压端出口后管道加装一个中冷器,用来降低被压缩空气温度,以进一步提高空气密度,同时改善发动机燃烧,降低排放和油耗。

废气涡轮增压器能够使发动机比较容易获得30%甚至更高的功率提升,同时使发动机最高转矩点的转速降低到2000 r/min以下,甚至可能达到1500 r/min。这样就使小排量的增压发动机轻易达到更大排量发动机的性能,满足整车使用要求。

高原地区空气稀薄,大气压偏低,自然吸气发动机因此而进气量减少,导致动力下降。增压器的使用可以补偿发动机高原功率损失。

由于增压器提升了发动机的低速转矩,使得整车在低速时有较高的储备转矩,这样能获得较好的加速性能,从而使用户体验到良好的整车操纵性能。

相比机械增压消耗的是发动机的输出功率,而废气涡轮增压则合理利用了发动机废气能量,即使会由于排气端背压略高,导致部分复合泵气损失略为增加,但也比机械增压综合油耗降低10%以上。

2.机械增压

机械增压是通过皮带由曲轴带轮驱动进行空气压缩,以获得更高密度的气体,进一步获得更高的功率。机械增压一般和发动机转速有一个固定的传动比,带来最大的一个好处就是在任何工况下都能提供即时的增压响应,完全不依赖于排气温度和压力,在任何情况下都没有任何增压延迟,这将使得机械增压发动机具有对应油门的极佳的瞬态响应和车辆的极佳的驾驶性能。

机械增压共分为3类

离心式机械增压器

离心式机械增压(Centrifugal Superchargers):这种机械增压与涡轮增压很像,只不过它不是用发动机的废气驱动,而是用发动机的皮带带动。它和涡轮增压增压原理相同,吸入空气靠离心力把空气加压,以达到压缩空气的目的。

鲁兹式机械增压系统

鲁兹式机械增压(Roots Superchargers):你经常能在60到70年代的肌肉车上看到这东西,它从发动机盖上的突非常明显,正如图中这辆野马跑车一样。这种机械增压将空气吸入增压器内部,有两个螺旋状叶片将空气压缩,之后送到进气歧管里。这种机械增压能提供强大的扭矩输出。它在加速比赛和街道竞赛中十分流行。

螺旋式增压器(Screw Superchargers):这个形式的增压器是基本型的派生出来的,而且也长得很像,但它们的吸气压缩方式却截然不同。当空气被吸入增压器时,被螺旋状叶片强压入进气歧管内。这种形式的增压器对于提升各个转速的马力都很有效

相对于涡轮增压技术,机械增压完全解决了油门响应滞后,涡轮迟滞和动力输出突然现象,达到瞬时油门响应,动力随转速线性输出,增加驾驶性能能效果。此外,在低速高扭、瞬间加速,机械增压技术都优于涡轮增压技术。机械增压技术不需跟发动机的润滑系统连接,不需要冷却,免维护,工作可靠,而且寿命长。在这里机械增压是有些优势胜于涡轮增压,但它们各有所长,机械增压比涡轮增压也有不足之处。加速效果不是很明显,与自然吸气引擎差别不大,会损失发动机部分动能,机械增压靠皮带带动,归根到底驱动力还是引擎,高转速时会产生大量的摩擦,影响到转速的提高,噪音大。

3.双增压技术

复合增压又叫做双增压,它其实并不复杂,就是将涡轮增压和机械增压结合在同一台发动上面,让它们发挥各自的优势(低转速机械增压出力,高转速涡轮增压出力),从而使发动机性能得到提升。

双增压系统发动机很好地解决了机械增压系统燃油经济性较差和涡轮增压系统在低转速时容易产生“涡轮迟滞”现象的问题,但是,由于双增压系统结构复杂,不易与发动机匹配,对于发动机零部件的制造要求也较高,因此,目前只在个别车型上实现了应用。

4.气波增压

气波增压器是使两种气体工质直接接触并通过压力波来传递能量的压力转换器。它用于内燃机增压时利用内燃机废气能量使进入气缸的气体增压。气波增压器由空气定子、燃气定子和转子组成。空气定子与内燃机进气管联通,燃气定子与排气管联通。转子由内燃机曲轴通过皮带驱动,驱动功率为内燃机功率的1?1.5%。

由于气波增压器具有结构简单、制造方便、不需要昂贵的耐热合金材料,而且它的工作适应性能好,适用于中小型柴油机上,特别是车用柴油机,使汽车具有较好的爬坡能力和加速性能,以及很大的最高速度。

气波增压器是利用不稳定流动现象来工作的,它本身就是一个噪声源,座椅噪声大,由于需要靠曲轴来驱动,它在内燃机上的安装位置受到限制,重量和体积都比较大,所以适用于车用及工程机械用内燃机的增压。