华北水利大汽车电控技术课件05发动机进气增压控制系统

谐波增压装置的结构与基本原理废气涡轮增压器的基本原理与正确使用方法第5章

发动机进气增压控制系统

可变进气管长度式谐波增压装置可变进气管长度式谐波增压装置是由谐波增压电磁阀、风门、进气歧管等组成的5.1谐波式增压控制系统5.1.3可变进气管容积式谐波增压装置可变进气管容积式谐波增压装置是由进气控制阀（ACIS）、真空执行器、真空电磁阀（VSV）、真空罐等组成的。发动机在中低转速工作时，进气控制阀关闭，进气管路内的容积变小，压力波的传递距离较长（空气滤清器到各缸进气门的距离），进气气流速度较高，可形成较强的惯性增压效果，有助于增大发动机输出转矩；发动机在高转速工作时，进气控制阀开启，进气管路内的容积变大，压力波的传递距离较短（进气控制阀到各缸进气门的距离），也可形成较强的惯性增压效果，增大发动机输出功率。5.2废气涡轮增压控制系统将发动机排出废气的部分能量转化为机械能，从而带动同轴的压气机叶轮旋转，压气机将压缩后的空气充入气缸实现增压。5.2.1废气涡轮增压控制系统由废气涡轮3和压气机叶轮7为一体的增压器、废气旁通阀8、废气旁通控制阀16、废气旁通控制电磁阀15、空气再循环阀14、中间冷却器12、增压气道钢管13、润滑油管9等组成。1．废气涡轮增压器的结构废气涡轮增压器由废气涡轮7及铸铁外壳、压气机叶轮3及铝合金外壳、中间铸铁壳体、转子轴和浮动轴承5、隔热密封止推件6等组成。离心式压气机的叶轮和废气涡轮同轴旋转，转速高达100000r/min，采用浮动轴承。当转子轴高速旋转时，具有250～450kPa的压力润滑油充满这两个间隙，使浮动轴承在内外两层油膜中浮起。为防止压气机端的压缩空气和涡轮端的废气漏入中间壳体，并为了防止中间壳体的压力润滑油外漏，转子轴的两端都设有隔热件、密封件和止推件。为使中间壳体温度不致过高，在壳体上还制有冷却液夹层，用软管引来冷却液进行循环冷却。如图5-5所示，有两套冷却系统。实虚线的管路及散热器专门控制涡轮增压器的冷却。这套装置由电子水泵驱动，即使是发动机熄火的状态下，也可以继续运行，使冷却循环。2．中冷器（中间冷却器）的作用中冷器串接在压气机和节气门体之间，位于冷却系统散热器附近，使热空气通过其管道，用来冷却压缩后的空气。3．废气旁通阀的作用为防止发动机在高转速、大负荷时排气流量过大，造成增压器转速过大和增压过高，即压比过高，专设有废气旁通阀8。当排气量过大时，废气旁通阀打开，放掉一部分废气，降低增压器转速，控制涡轮的最高转速和压气机的压比。5.2.2废气涡轮增压器的汽油机正确使用（1）使用指定的专用润滑油，并定期更换（5000km）。（2）冷车起动后先怠速运转2～3min，使发动机正常热起，更使增压器得到充足的润滑。（3）熄火前应怠速运转2～3min，防止高速旋转而烧毁浮动轴承（惯性旋转时间可达30s以上）。（4）发动机曲轴箱通风系统的PCV阀应通风良好。（5）增压器两端的密封件，工作环境恶劣（高温、高压、高速），最容易损坏，造成漏油、漏气。一旦机油耗量过大或冒蓝烟时，应及时检修或更换新件。5.3机械增压

5.3.1机械增压原理机械增压器4由发动机曲轴1经齿轮增速器5驱动(图5-6a)，或经同步齿形带9及电磁离合器6驱动(图5-6b)。机械增压的特点是能有效地提高发动机功率，与涡轮增压相比，其低速增压效果更好。另外，机械增压器与发动机容易匹配，结构也比较紧凑5.3.2机械增压系统1.罗茨增压器罗茨增压器实质是一种转子式增压器。它由转子3、转子轴4、传动齿轮7、壳体10、后盖5和齿轮盖8等构成。当转子按箭头方向旋转时，空气从压气机进气口吸入，在转子叶片的挤压下空气被压缩，然后从增压器出气口压出。出气口与进气口的压比可达1.8。罗茨式增压器结构简单、工作可靠、寿命长、运转范围宽，同一增压器的供气量与其转速成正比。2.螺杆增压器两转子的轮齿制成螺杆状，轮齿的升角可达240°，轮齿数有3+3、4+4、4+6等几种。增压器的进、出气口对角布置，空气沿螺杆流动。螺杆增压器工作时，转子的轮齿的啮合是渐变的，空气压缩更平稳，这是它与罗茨增压器相比最大的优点。5.3.3双增压系统发动机转速上升到1500r/min时，涡轮增压器的增压效果开始增强，并与机械增压器共同为发动机功率的增加提供所需的增压压力。随着转速的不断提高，涡轮增压器的增压效果也在不断增强，与此同时，机械增压器的增压效果开始逐渐减弱。当发动机转速超过3500r/min时，由涡轮增压器提供全部的增压压力，发动机输出功率的增加全部来自于涡轮增压系统，此时机械增压器已经停止工作，以防止消耗发动机功率。本章小结

谐波增压装置根据进气系统的改变方法的不同分为可变进气管长度式和可变进气管容积式两种。可变进气管长度式谐波增压装置是由谐波增压电磁阀、风门、进气歧管等组成的。发动机进气支管由不同长度和不同管径的两节进气管组合而成，风门的开闭使之成为不同长度和不同管径的两种进气管道，改变进气路径，有助于提高充气效率，以增大发动机输出功率。可变进气管容积式谐波增压装置的进气管长度是不变的，但是设在进气管中部的进气控制阀可改变进气管的容积，来改变进气管内的压力波产生谐振，形成较强的惯性增压效果，有助于增大发动机输出转矩。废气涡轮增压是车用发动机广泛采用的主要增压方式。将发动机排出废气的部分能量转化为机械能，从而带动同轴的压气机叶轮旋转，压气机将压缩后的空气充入气缸实现增压。废气涡轮增压器由发动机ECU根据各种传感器信号进行控制，应注意汽油机废气涡轮增压器的正确使用方法。机械增压是一种通过发动机直接驱动压气机，以提高发动机进气压力的增压方式。分为机械离心式增压器、罗茨式增压器、滑片式增压器、螺旋式增压器和转子活塞式增压器等。