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第十章 发动机增压系统 10.1 概述 一、概念 增压：将空气预先压缩然后再供入气缸，以期提高空气密度、增加进气量的一项技术 二、原因 1.进气量增加，增加循环供油量，以增加发动机功率 2.改善燃油经济性 实践证明，在小型汽车发动机上采用涡轮增压或机械增压，当汽车以正常的经济车速行驶时，不仅可以获得相当好的燃油经济性，而且还由于发动机功率增加，可以得到驾驶人所期望的良好的加速性。 三、类型 1.机械增压 由发动机曲轴经齿轮增速器驱动，或由曲轴齿形传动带轮经齿形传动带及电磁离合器驱动。 特点 1）.有效地提高发动机功率，其低速增压效果更好。与发动机容易匹配，结构也比较紧凑。 2）.由于驱动增压器需消耗发动机功率，燃油消耗率略高 2.涡轮增压 由涡轮机和压气机构成。 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。 特点 涡轮增压器与发动机没有机械的联系。 1）.优点 经济性比机械增压和非增压发动机都好，并可大幅度地降低有害气体的排放和噪声水平。 2）.缺点 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。 3.气波增压 有一个特殊形状的转子，由发动机曲轴带轮经传动带驱动。 在转子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。 特点 1）. 结构简单，加工方便，工作温度不高，不需要耐热材料，也无需冷却。 与涡轮增压相比，其低速转矩特性好 2）. 体积大，噪声高，安装位置受到一定的限制。 目前，只能在低速范围内使用。多用于柴油机上 四、发展史 涡轮增压器从问世到现在已经有百年的历史了。 1、早在1905年，Sulzer 公司申请第一款涡轮增压器专利——动力驱动的轴向增压器， 2、1911 年在瑞典的温特图尔, 涡轮增压器实验公司 3、1925 年，两艘德国船只上首次成功应用了 2000 马力的涡轮增压柴油机。 4、1938年第一款带增压的卡车发动机面市。 5、1961年，小轿车才开始试探性地安装增压器 6、20世纪70年代是涡轮增压器的一个转折点。带增压的Porsche911于1975年面市。1977年Saab 99 将涡轮增压器技术传播得更广泛，使2升发动机的动力性能与3升发动机相同。 7、1989年出现了可变增压的涡轮增压器（VNT）。在发动机低速时，涡轮增压器减小喉口，提高增压；在发动机全速运转时，涡轮增压器喉口增大，保证增压不会超出需求。 五、在化油器式汽油机采用增压的困难： 增压后爆燃倾向增加 由于汽油机混合气的过量空气系数小，燃烧温度高，因此增压后汽油机和涡轮增压器热负荷大 车用汽油机工况变化频繁，转速和功率范围宽广，致使涡轮增压器与汽油机的匹配困难 涡轮增压汽油机的加速性较差 六、采取措施： 电喷发动机增压，克服了匹配的困难 电子控制点火，克服了爆燃的倾向 对增压后的空气进行中间冷却 采用增压压力调节装置 10.2 机械增压 一、机械增压系统 机械增压器为罗茨式压气机，由曲轴带轮经传动带和电磁离合器带轮驱动增压器工作。空气经增压器增压后再经中冷器降温，然后进入气缸。 当发动机在小负荷下运转时不需要增压，ECU根据节气门位置传感器的信号，使电磁离合器断电，增压器停止工作。与此同时，电控单元向进气旁通阀通电使其开启，空气经旁通阀及旁通管道进入气缸。 爆燃传感器安装在发动机机体上，它将发动机发生爆燃的信号传输给电控单元，电控单元则发出相应的指令减小点火提前角，以消除爆燃。 二、罗茨式压气机 1、结构 由转子、转子轴、传动齿轮、壳体、后盖和齿轮室罩等构成。 压气机前端装有电磁离合器及电磁离合器带轮。在罗茨式压气机中有两个转子。 发动机曲轴带轮经传动带、电磁离合器带轮和电磁离合器驱动其中的一个转子，而另一个转子则由传动齿轮带动与第一个转子同步旋转。转子的前后端支承在滚子轴承上，滚子轴承和传动齿轮用合成高速齿轮油润滑。在转子轴的前后端装置油封，以防止润滑油漏入压气机壳体内 罗茨式压气机的转子有两叶的，也有三叶的。 两叶转子为直线型，而三叶转子为螺旋型。三叶螺旋型转子有较低的工作噪声和较好的增压器特性。在相互啮合的转子之间以及转子与壳体之间都有很小的间隙，并在转子表面涂敷树脂，以保持转子之间以及转子与壳体间较好的气密性。转子用铝合金制造。 2、工作原理。 当转子旋转时，空气从压气机入口吸入，在转子叶片的推动下空气被加速，然后从压气机出口压出。 3、特点 出口与进口的压力比可达1.8 罗茨式压气机结构简单、工作可靠、寿命长，供气量与转速成正比 三、电磁离合器 电磁离合器安装在传动带轮中。 电控单元根据发动机工况的需