汽车构造(上册)-发动机构造（第2版）-罗灯明课件 8章 增压系统

第八章增压系统主要内容概述机械增压气波增压废气涡轮增压（※）复合增压本章主要内容发动机增压类型及特点：3种汽油机增压的改进措施：4种涡轮增压器结构组成离心式压力机结构与原理径流式涡轮机结构与原理涡轮增压器增压压力调节方式：2种第一节概述增压概念利用专门的装置（增压器）将空气或者可燃混合气预先进行压缩然后再送入气缸的过程增压功用增压是提高发动机输出功率的有效方法之一由于进气量增加，可相应地增加循环供油量，从而可以增加发动机功率改善燃油经济性增压类型机械增压气波增压废气涡轮增压复合增压1.汽油机增压困难原因及改进措施汽油机增压困难原因汽油机增压后爆燃倾向增加增压后汽油机和涡轮增压器热负荷大汽油机的转速和功率范围宽广，致使涡轮增压器与汽油机的匹配相当困难涡轮增压汽油机的加速性较差汽油机增压改进措施电喷汽油机增压，克服了化油器式发动机与涡轮增压器匹配的困难应用点火提前角自适应控制，来克服由于增压而增加的爆燃倾向对增压后的空气进行中间冷却，提高功率、降低油耗、降低热负荷和减轻爆燃采用增压压力调节装置2.增压类型机械增压曲轴驱动机械增压器气波增压曲轴驱动气波增压器转子利用排气压力波使空气受到压缩废气涡轮增压利用废气涡轮机带动同轴压气机工作增压进气复合增压机械增压与涡轮增压适当结合第二节机械增压机械增压特点有效提高发动机功率与发动机容易匹配，结构紧凑低速增压效果更好消耗发动机功率，燃油消耗率较高驱动方式齿形增速器齿形传动带+电磁离合器1.机械增压器结构罗茨式压气机组成转子、转子轴、传动齿轮、壳体、后盖等前端电磁离合器、电磁离合器带轮（1）压气机转子结构罗茨式压气机转子曲轴经电磁离合器驱动其中的一个转子另一个转子由传动齿轮带动与其同步旋转前端转子类型两页转子三页转子（2）压气机工作原理罗茨式压气机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增压比达1.82.电控汽油机机械增压系统（1）系统组成机械增压器电磁离合器进气旁通阀（2）增压过程小负荷不增压节气门位置传感器→ECU→电磁离合器断电，增压器不工作ECU→进气旁通阀开启经中冷器降温后进入气缸大负荷增压曲轴经电磁离合器驱动增压器工作据爆震传感器→ECU→减小点火提前角，可消除爆燃第三节气波增压气波增压特点曲轴驱动气波增压器转子，利用排气压力波使空气受到压缩低速转矩特性好体积大，噪声高，安装位置受限1.气波增压器结构空气转子高压排气高压空气低压排气2.气波增压原理A区：排气压缩波压缩空气被压缩空气进入高压空气管流道左端转过高压排气管，排气不再进入，原有压缩波继续传播当压缩波抵达转子右端时，流道已转过高压空气管B区：排气处于静止状态当流道左端与低压排气管相通，压缩波发射为膨胀波传入流道，向左端推进，致流道压力下降当流道右端与低压空气管相通，大气空气向右端流入，流道内排气加速倒流进低压排气管，从A开始整个循环压缩波波峰膨胀波波峰第四节废气涡轮增压废气涡轮增压特点利用废气涡轮机，带动同轴压气机工作，进气增压与发动机没有机械联系经济性好，排放少噪声低顺态响应差，低速加速性差主要内容涡轮增压系统涡轮增压器增压压力调节方式旁通式可调叶片式一、涡轮增压系统单涡轮增压系统只有一个涡轮增压器的增压系统双涡轮增压系统有二个涡轮增压器的增压系统1.单涡轮增压系统2.双涡轮增压系统特点两个涡轮增压器并列布置在排气管中按气缸工作顺序把1、2、3缸作为一组，4、5、6缸作为另一组，每组三个气缸的排气驱动一个涡轮增压器因为三个气缸的排气间隔相等，所以增压器转动平稳。把三个气缸分成一组还可防止各缸之间的排气干扰二、涡轮增压器组成离心式压气机径流式涡轮机中间体1.离心式压力机进气道压气机叶轮无叶式扩压管压气机蜗壳2.径流式涡轮机出气道涡轮机叶轮无叶式喷管涡轮机蜗壳3.涡轮增压原理压气机进气道：收敛形压气机叶轮：离心压缩，机械能→压力能、动能扩压管：渐扩形，分叶片式与无叶式，动能→压力能蜗壳：渐扩形，收集空气，继续将动能→压力能涡轮机蜗壳：收敛形，排气压力能和热能→动能喷管：渐缩形，分叶片式与无叶式，压力能→动能，降压、降温、增速、膨胀涡轮机叶轮：膨胀做功，推动叶轮旋转4.涡轮增压器结构原理（视频）5.涡轮增压器轴承与润滑浮动轴承套在轴上的圆环圆环与轴以及圆环与轴承座之间都有间隙，形成双层油膜推力轴承承受轴向推力止推面上各加工有四个布油槽，减少摩擦进油孔，保证止推面的润滑和冷却润滑机油自主油道进入增压器，润滑和冷却增压器轴和轴承6.涡轮增压器冷却冷却作用涡轮机侧设置冷却水套用软管与发动机的冷却系统相通机油进口机油出口冷却液进口冷却液出口水套三、增压压力调节方式旁通阀式增压压力调节排气旁通阀进气旁通阀变截面式增压压力调节有叶喷嘴变截面无叶喷嘴变截面1.排气旁通阀式增压压力调节控制装置：控制膜盒1中的膜片通过连动杆2与排气旁通阀3连接（1）排气旁通阀工作原理当进气压力低膜片在弹簧作用下移向右室，使排气旁通阀关闭当增压压力高膜片左移，排气旁通阀开部分排气直接排入大气从而降低涡轮机转速和增压压力（3）电控排气旁通阀涡轮增压系统控制过程由电控单元控制的电磁阀操纵排气旁通阀ECU根据发动机的工况确定目标增压压力根据与实际增压压力差值来改变电磁阀脉冲信号占空比改变排气旁通阀的开度，控制排气旁通量精确地调节增压压力2.有叶喷嘴变截面式增压压力调节发动机低速喷嘴环出口截面积自动减小，流速提高，增压器转速上升，增压压力增大，供气量加大发动机高速喷嘴环出口截面积增大，增压器转速相对减小，增压压力降低，增压不过量（1）导向叶片的调整（2）电磁阀N75和真空调节器（3）发动机低速时导向叶片缓斜位置（4）发动机高速时导向叶片倾斜位置（5）可调涡轮增压器系统第五节复合增压串联复合增压先涡轮增压，中冷器降温，再机械增压主要用于高增压发