汽车构造 第八章 发动机冷却系.ppt

第七章车用发动机的增压系统 7 1概述 增压 将新鲜空气在内燃机工作气缸外面事先进行压缩 提高进气压力以提高进入气缸内的空气的密度 供更多的燃料进行燃烧 从而提高发动机的功率 增压度 柴油机增压后标定功率与增压前标定功率之差值与增压前标定功率的比值 表示增压后功率增加的程度 一般车用在10 60 增压比 增压比 b pk popk 增压压力 po 环境条件下大气压力或增压器进口压力 结论 大量实践表明 增压是提高发动机功率 改善经济性的有效方法 因此得到了广泛的应用 增压的基本类型分涡轮增压 机械增压 气波增压三种 对应的增压器称涡轮增压器 机械增压器 气波增压器 涡轮增压器 由涡轮机和压气机构成 将发动机发出的废气引入涡轮机 废气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 涡轮增压的最大优点是燃油经济性好 并可大幅度降低有害气体的排放和噪声水平 缺点是低速时排气能量低 增压效果差 低速加速性能较差 机械增压器 由发动机曲轴1经齿轮增速器5驱动 图a 或由曲轴齿形传动带轮经齿形传动带9及电磁离合器6驱动 机械增压器与发动机直接机械联系 因此 其变工况的瞬态响应性好 加速性好 尤其是低速时加速性好 但发动机驱动机械增压器要消耗输出功率 因此发动机的燃油经济性较差 气波增压器 气波增压器中有一个特殊形状的转子3 由发动机曲轴带轮经传动带4驱动 在转子3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 气波增压器结构简单 加工方便 工作温度不高 不需要耐热材料 也无需冷却 其低速转矩特性好 但是体积大 噪声水平高 安装位置受到一定的限制 目前 这种增压器还只能在低速范围内使用 涡轮增压系统除包括涡轮增压器之外 还包括进气旁通阀1 排气旁通阀9和排气旁通阀控制装置10等 如图示 7 2涡轮增压系统 涡轮增压器的结构及工作原理 车用涡轮增压器由离心式压气机和径流式涡轮机及中间体三部分组成 增压器轴5通过两个浮动轴承9支承在中间体14内 中间体内有润滑和冷却轴承的油道 还有防止润滑油漏入压气机或涡轮机中的密封装置等 离心式压气机由进气道6 压气机叶 轮3 无叶式扩压管2及压气机涡壳1等组成 1 离心式压气机当压气机旋转时 空气经进气道进入压气机叶轮 并在离心离的作用下沿着压气机叶片1之间形成的流道 从叶轮中心流向叶轮的周边 空气从旋转的叶轮获得能量 使其流速 压力和温度均有较大的提高 然后进入叶片式扩压管3 扩压管为渐扩形流道 空气流过扩压管时减速增压 温度也有所提高 在扩压管中 空气所具有的大部分动能转变为压力能 2 径流式涡轮机 涡轮机作用是将发动机排气的能量转变为机械功 径流式涡轮机由涡壳 喷管 叶轮和出气道等组成 发动机排气经涡壳引导进入叶片式喷管3 喷管是由相邻叶片之间构成的减缩形流道 排气流过喷管时降压 降温 增速 膨胀 使排气的压力能转变为动能 从喷管高速流出的废气冲击叶轮1 并在叶片2所形成的流道中继续膨胀做功 推动叶轮高速旋转 3 增压中冷和润滑 增压后的空气温度升高 一则发动机进入气缸内的空气密度下降 输出功率降低 二则还会引起发动机爆燃 因此 对增压后的空气进行冷却 对提高发动机功率 降低燃油消耗率和减轻发动机爆燃倾向都有利 这是通过在压气机后面连接一个中冷器实