白师院汽车构造课件第7章 汽车发动机增压

第七章汽车发动机增压

第一节概述1、概念：增压：将空气预先压缩后再供入气缸，以期提高空气密度增加进气量的一项技术。2、优点：进气量增加后可以增加供油量，从而增加发动机的功率，同时，增压还可以改善燃油经济性。3、类型涡轮增压、机械增压、气波增压等三种类型。4、增压器类型涡轮增压器、机械增压器、气波增压器等三种类型机械增压器特点：能有效的提高发动机的功率，与涡轮增压比，其低速增压效果好，且与发动机容易相匹配，结构较紧凑。但需要消耗发动机的功率。涡轮增压器特点：经济性比机械增压好，能大幅度的降低有害气体的排放和噪声水平。缺点是低速时转矩增加不多，且在发动机工况变化时，瞬时响应差，致使汽车加速性，特别是低速加速性较差。气波增压器特点：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。与涡轮增压比，其低速转矩他别好，但体积大，噪声高，安装位置受到限制。复合增压系统将机械增压与涡轮增压适当结合，可以构成多种形式的复合增压系统。1、串联增压系统空气先经过涡轮增压器提高压力后，进入中冷器降温，再进入机械增压器，主要用于高增压发动机上。2、并联增压系统机械增压器和涡轮增压器同时向发动机供给增压空气，在低速范围内主要靠机械增压，而高速范围内主要靠涡轮增压。4、汽油机增压比柴油机增压困难原因（1）汽油机增压后爆燃倾向增加。（2）增压后汽油机和涡轮增压器的热负荷大。（3）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匹配相当困难。（4）涡轮增压器的汽油机的加速性较差。措施（1）在电控汽油喷射式发动机上实行汽油机增压。（2）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。（3）对增压后的空气进行中间冷却。（4）采用增压压力调节装置。第二节机械增压一、机械增压系统如图所示为电控汽油喷射式发动机上采用的机械增压器小负荷时，增压器不工作。二、机械增压器罗茨式压气机的结构：压气机前端装有电磁离合器及其带轮，并驱动其中一个转子；另一个转子由传动齿轮与第一个转子同步旋转。转子的类型有两叶的和三叶的，用铝合金制造。工作原理：当转子旋转时，空气从压缩机的入口吸入，在转子叶片的推动下空气被加速，从压气口压出。出口与入口压力比可达1.8。优点:结构简单，工作可靠，寿命长第三节涡轮增压一、涡轮增压系统1、单涡轮增压系统：只有一个涡轮增压器。还包括进气旁通阀、排气旁通阀和排气旁通阀控制装置。2、双涡轮增压系统两个涡轮增压器并列布置在排气管中每三个气缸的排气驱动一个涡轮增压器。除了具有进气旁通阀、排气旁通阀及排气旁通阀控制装置外，还有中冷器、谐振室和增压压力传感器等。二、涡轮增压器的结构及工作原理结构包括离心式压气机、径流式涡轮机及中间体三部分组成。增压器轴通过两个浮动轴承支承在中间体内。中间体内有润滑和冷却的油道及密封装置等。1、离心式压气机组成：进气道、压气机叶轮、无叶式扩压管及压气机蜗壳等。工作原理当压气机旋转时，空气经进气道进入压气机叶轮，在离心力的作用下沿压气机叶片之间的流道，从叶轮中心流向叶轮的周边。空气的流速、压力和温度均有较大的增高，然后进入叶片式扩压管。空气流过扩压管时减速增压，温度也有所提高。蜗壳的作用是收集扩压管流出的空气，并把空气引向压气机出口。扩压管有无叶式和叶片式两种、叶轮由铝合金精密铸造，蜗壳也用铝合金铸造。2、径流式涡轮机功用：是将发动机排气的能量转变为机械功的装置。组成：蜗壳、喷管、叶轮和出气道等。蜗壳的进口与发动机排气管相连，废气经蜗壳引导进入叶片式喷管，废气流过喷管时降压、降温、增速、膨胀，使排气的压力能转变为动能。喷管流出的高速气流冲击叶轮，并在叶轮上膨胀做功，推动叶轮旋转。喷管分为叶片式和无叶式。蜗壳除具有导流作用外，还具有将废气的压力能和热能部分的转变为动能的作用。叶轮采用镍基耐热合金钢或陶瓷材料制造。喷管叶片用耐热和抗腐蚀的合金钢铸造或机械加工成型。3、转子涡轮机叶轮、压气机叶轮和密封套等零件安装在增压器轴上构成涡轮增压器的转子。要求转子要有较好的平衡性。增压器轴工作中承受弯曲和扭转交变应力的作用，所以一般采用韧性好、强度高的合金钢制造。4、增压器轴承采用浮动轴承，即套在轴上的圆环。圆环与轴及轴承座之间都有间隙，形成双层油膜。用锡铅青铜合金制造，轴承表面镀一层铅锡合金或金属铟。三、增压压力的调节进气旁通阀和排气旁通阀是用来控制增压压力的。排气旁通阀及控制装置中，控制膜盒中的膜片分为左室和右室，右室经连通管与压气机出口相通；左室通过连动杆与排气阀连接。四、涡轮增压器的润滑及冷却润滑：来自发动机润滑系统主油道的机油，经增压器中间体上的机油进口进入增压器，润滑和冷却增压器轴和轴承，然后机油经中间体上的机油出口返回发动机油底壳。冷却：增压器中间体的涡轮机侧设置冷却水套，并用软管与发动机的冷却系连通。有些涡轮增压器中间体内不设置冷却水套，只靠机油及空气进行冷却。但这类发动机在停机之前，应至少怠速运转1分钟。第四节气波增压构造：转子悬臂的支承在两个轴承上，与增压器壳及前后端盖都不接触，转子表面沿轴向开有许多梯形的气体流道，增压器壳和转子用低膨胀刚制造。空气端盖1与低压空气管和高压空气管相连，用铝合金铸造，排气端盖接高压排气