發(fā)動機(jī)增壓技術(shù)

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1、現(xiàn)代汽車工業(yè)的很多技術(shù)都來自于航空業(yè)，發(fā)動機(jī)增壓技術(shù)也是如此。裝備增壓器的車型正在逐漸被人所熟知，發(fā)動機(jī)增壓技術(shù)從研發(fā)到大規(guī)模應(yīng)用，走過了一個漫長的歷史過程。這項(xiàng)技術(shù)根據(jù)工作原理的不同可以分為機(jī)械增壓器、廢氣渦輪增壓器、復(fù)合式增壓器、慣性增壓器、氣波增壓器和沖壓式增壓器?！　追N增壓技術(shù)的原理　　所謂機(jī)械式增壓器是指增壓器的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子由發(fā)動機(jī)曲軸通過齒輪、皮帶或鏈條等傳動裝置來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，從而將空氣壓縮并送入發(fā)動機(jī)氣缸，達(dá)到增壓的目的。這種增壓器響應(yīng)迅速，但由于需要額外的傳動裝置，機(jī)械式增壓器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，體積較大，同時還要消耗一定的發(fā)動機(jī)有效功

2、率，因此燃料經(jīng)濟(jì)性會受到一些影響?！　U氣渦輪增壓器則是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣能量來驅(qū)動增壓器的渦輪，并帶動同軸上的壓氣機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，將空氣壓縮并送入發(fā)動機(jī)氣缸。由于廢氣渦輪增壓器利用排氣能量驅(qū)動，與發(fā)動機(jī)之間沒有任何機(jī)械傳動連接，使得它的機(jī)械效率更好。同時，它不需要復(fù)雜的傳動機(jī)構(gòu)，而通過不斷的技術(shù)積累，傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓器的渦輪遲滯現(xiàn)象也得到了很好的控制。因此成為目前應(yīng)用最為廣泛的發(fā)動機(jī)增壓裝置?！　?fù)合式增壓器也就是把機(jī)械增壓器與廢氣渦輪增壓器聯(lián)合起來工作的增壓裝置，主要用于某些二沖程發(fā)動機(jī)上，借以保證發(fā)動機(jī)起動和低速負(fù)荷時有必要的掃氣壓力。復(fù)合式

3、增壓器還適合于排氣背壓較高的場合（如水下），但它的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，體積過大，多用于固定式機(jī)器，并不適合小型乘用車輛?！　T性增壓器是利用空氣在進(jìn)氣歧管中的慣性效應(yīng)、脈沖波動效應(yīng)及其綜合效應(yīng)來提高發(fā)動機(jī)氣缸充氣效率的方法。慣性增壓器通過特殊幾何形狀的凸輪軸控制氣門的開啟角度及時間：氣缸在前半個進(jìn)氣行程中，進(jìn)氣門只開啟很小的通過截面，使氣缸中形成一定的負(fù)壓，當(dāng)活塞走過半個進(jìn)氣行程后，進(jìn)氣門迅速開啟，很快達(dá)到最大通過截面，此時空氣以很高的速度沖入氣缸。從某種意義上來說，慣性增壓器在很大程度上推動了發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前的可變進(jìn)氣歧管長度技術(shù)及可變氣門控制

4、系統(tǒng)（如豐田的VVT-i技術(shù)）均得益于這一原理?！　獠ㄊ皆鰤浩魍ㄟ^特殊的轉(zhuǎn)子使廢氣與空氣接觸，利用高壓廢氣對低壓空氣產(chǎn)生的壓力波，迫使空氣壓縮，從而提高進(jìn)氣壓力。氣波式增壓器具有充氣效率高、低速扭矩大，加速性好等優(yōu)點(diǎn)。但由于它的特殊結(jié)構(gòu)，氣波式增壓器同樣存在體積大、重量大、噪音大等缺點(diǎn)。另外，空氣壓力波對進(jìn)、排氣阻力過于敏感，要求進(jìn)氣濾清器及排氣消聲器和管道盡可能的加大尺寸并減小阻力。由于存在許多問題，氣波式增壓器目前仍處于研究試驗(yàn)階段?！　_壓式增壓器利用儲氣筒內(nèi)的高壓誘導(dǎo)空氣，通過噴管將周圍的空氣引射入噴射器中，并在噴射器內(nèi)混合，然后通過擴(kuò)

5、壓管，把空氣壓縮到所需的壓力進(jìn)入氣缸。雖然沖壓式增壓器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但該系統(tǒng)需要高壓空氣泵、儲氣筒等部件，由于其連續(xù)工作時間較短，因此在應(yīng)用方面受到限制。　　目前，應(yīng)用最為廣泛的是廢氣渦輪增壓器與機(jī)械式增壓器。但機(jī)械式增壓器只有小規(guī)模的應(yīng)用，這與其機(jī)械效率不高有一定的關(guān)系。　　廢氣渦輪增壓器的發(fā)展　　事實(shí)上，發(fā)動機(jī)增壓技術(shù)首先來自于德國人的創(chuàng)意，1880年德國人開始著手研究發(fā)動機(jī)增壓技術(shù)，并在一戰(zhàn)期間應(yīng)用于飛機(jī)上，當(dāng)時采用的是機(jī)械式增壓器，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明使得當(dāng)時的航空發(fā)動機(jī)能夠盡可能的輕量化。1909年瑞典人AlfredBuchi博士提出采

6、用廢氣渦輪增壓，但在當(dāng)時這一概念并不被多數(shù)人所接受。1911年蘇而壽（Sulzer）兄弟公司在瑞典的Winterthur成立，AlfredBuchi成為該公司的總工程師。　　直至1917年，這種廢氣渦輪增壓器開始獲得實(shí)用。此后又逐漸出現(xiàn)了上面提到的復(fù)合式增壓器、慣性增壓器以及氣波式增壓器和沖壓式增壓器?！　?925年，兩艘德國船只上首次成功應(yīng)用了2000馬力的渦輪增壓柴油機(jī)，這也促使Buchi博士的廢氣渦輪增壓器很快在歐洲、美國和日本獲得了生產(chǎn)權(quán)。從20世紀(jì)30年代開始，軸流式渦輪增壓器被大量運(yùn)用到船只、有軌機(jī)動車及固定式機(jī)器。二戰(zhàn)期間美軍也將這

7、種廢氣渦輪增壓器應(yīng)用于作戰(zhàn)飛機(jī)。　　雖然發(fā)動機(jī)增壓技術(shù)的應(yīng)用能夠在不改變發(fā)動機(jī)工作容積的情況下提高發(fā)動機(jī)功率及扭矩，并降低油耗及排放，但由于當(dāng)時的技術(shù)條件所限，增壓技術(shù)應(yīng)用于汽車領(lǐng)域一直未獲得更大的進(jìn)展?！　≌嬲沟脧U氣渦輪增壓技術(shù)發(fā)展并逐漸成熟的是美國人。20世紀(jì)40年代后期，航空燃?xì)廨啓C(jī)的出現(xiàn)引起了材料技術(shù)與設(shè)計方面的重大革新。這對渦輪增壓的發(fā)展產(chǎn)生了意義深遠(yuǎn)的影響，其中包括耐熱材料的發(fā)展、開發(fā)高溫材料的精密鑄件技術(shù)等，這引發(fā)了徑流渦輪機(jī)的研究，以及徑流渦輪增壓在小型車用柴油機(jī)上的應(yīng)用。而滑動軸承的發(fā)明，也成為廢氣渦輪增壓技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)

8、，借助滑動軸承，目前的廢氣渦輪增壓器轉(zhuǎn)速普遍能夠達(dá)到150000-170000rpm，這樣高的轉(zhuǎn)速是傳統(tǒng)的滾珠軸承所無法達(dá)到的?！　〗酉?/p>