發動機增壓系統主要分為:渦輪增壓、雙渦輪增壓、機械增壓、渦輪增壓+機械增壓以及非主流增壓。現在市場上大部分用的都是廢氣渦輪增壓。
渦輪增壓系統的分類
機械增壓系統
這個裝置安裝在發動機上并由皮帶與發動機曲軸相連接,從發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岐道里。其優點是渦輪轉速和發動機相同,因此沒有滯后現象,動力輸出非常流暢。但是由于裝在發動機轉動軸里面,因此還是消耗了部分動力,增壓出來的效果并不高。
氣波增壓系統
利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統增壓性能好、加速性好但是整個裝置比較笨重,不太適合安裝在體積較小的轎車里面。
廢氣渦輪增壓系統
這就是我們平時最常見的渦輪增壓裝置了,增壓器與發動機無任何機械聯系,實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入氣缸。當發動機轉速增快,廢氣排出速度與禍輪轉速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量就可以增加發動機的輸出功率。
一般而言,加裝廢氣渦輪增壓器后的發動機功率及扭矩要增大20%—30%。但是廢氣渦輪增壓器技術也有其必須注意的地方,那就是泵輪和渦輪由一根軸相連,也就是轉子,發動機排出的廢氣驅動泵輪,泵輪帶動渦輪旋轉,渦輪轉動后給進氣系統增壓。增壓器安裝在發動機的排氣一側,所以增壓器的工作溫度很高,而且增壓器在工作時轉子的轉速非常高,可達到每分鐘十幾萬轉,如此高的轉速和溫度使得常見的機械滾針或滾珠軸承無法為轉子工作,因此渦輪增壓器普遍采用全浮動軸承,由機油來進行潤滑,還有冷卻液為增壓器進行冷卻。
復合增壓系統
即廢氣渦輪增壓和機械增壓并用,這種裝置在大功率柴油機上采用比較多,其發動機輸出功率大、燃油消耗率低、噪聲小,只是結構太復雜,技術含量高,維修保養不容易,因此很難普及。
發動機增壓系統的種類的優缺點比較
渦輪增壓
代表車型:寶來1.8T、薩博9-32.0T、沃爾沃S802.5T、奧迪A4L2.0TSI(渦輪直噴增壓發動機)、雙龍雷斯特Ⅱ(柴油共軌發動機)
優點:增壓效果顯著,燃油經濟較好
缺點:發動機動力輸出略滯后于油門的開啟
雙渦輪增壓
代表車型:寶馬X6xDrive35i、寶馬335i、邁巴赫57S/62S、標致6072.2HDI
優點:緩解了“渦輪遲滯”現象
缺點:“貴”就一個字
雙渦輪增壓是針對廢氣渦輪增壓的渦輪遲滯現象,增加一只低速渦輪,在發動機低轉速的時候,較少的排氣即可驅動這只渦輪高速旋轉以產生足夠的進氣壓力,當發動機轉速提升以后,高速渦輪工作繼續進入高增壓值的狀態,提供一個連貫的強勁動力。在一定程度上緩解了“渦輪遲滯”現象對車輛低速行駛時發動機功率快速增加所造成的不良影響。雖然不能完全消除“渦輪遲滯”現象,但在實際使用中駕駛者已經很難察覺到車輛在加速過程中的動力滯后。
機械增壓
代表車型:奔馳C200K、路虎攬勝4.2機械增壓版
優點:沒有滯后或超前,動力輸出更為流暢
缺點:消耗部分引擎動力,導致增壓效率不高
渦輪增壓+機械增壓
代表車型:大眾GolfGT1.4TSI
優點:發動機輸出功率大、燃油消耗率低,適合全部工況
缺點:結構復雜,成本過高
傳統的渦輪增壓和機械增壓都存在著不如人意的地方。機械增壓有助于低轉速時的扭力輸出,但是高轉速時功率輸出有限。而廢氣渦輪增壓在高轉速時擁有強大的功率輸出,但低轉速時則力不從心。發動機的設計師們于是設想著把機械增壓和渦輪增壓結合在一起,來解決兩種技術各自的不足,同時解決低速扭矩輸出的問題和高速功率輸出的問題。這項技術在1985年的藍奇亞S4賽車被采用,并獲得了巨大的成功。但由于雙增壓系統結構復雜,不易與發動機匹配,對于發動機零部件的制造要求也較高,因此,目前只在個別車型上實現了應用。
非主流增壓系統
氮氣增壓
氮氣增壓與渦輪增壓、機械增壓一樣,都是為了增加引擎混合氣中的氧氣含量而提升燃燒效率增加馬力,不同的是氮氣增壓不是靠提高空氣密度獲得高效率,而是將一氧化二氮(N20)強制灌入引擎中藉此產生更高燃燒值,提高輸出。渦輪增壓壓縮的是空氣,空氣取之不盡用之不絕,但是氮氣增壓的氮氣是儲存在鋼瓶中的,數量有限。而且基于安全性的考量,一般建議最好不要連續使用超過1分鐘。因此氮氣增壓器只能提供短暫的爆發力,但這種爆發力確實是驚人的。
氣波增壓
利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統增壓性能好、加速性好。但噪聲過大,且整個裝置比較笨重,不太適合安裝在體積較小的轎車里面。
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