4種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣增壓的方法介紹 看看你知道幾個(gè)?
一說(shuō)到進(jìn)氣增壓,相信大家想到的就是廢氣渦輪增壓,其實(shí)廢氣渦輪增壓只是進(jìn)氣增壓里面的一項(xiàng)當(dāng)前應(yīng)用較廣的技術(shù)。
我們今天就來(lái)一起聊一聊進(jìn)氣增壓的幾種不同方式,讓大家對(duì)進(jìn)氣增壓有一個(gè)更全面的理解。
增壓主要是為了提高進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)空氣的密度(對(duì)空氣進(jìn)行壓縮),增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣(氧含)量,以達(dá)到增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩的目的。
PS:在高海拔地區(qū),空氣較稀薄、含氧量低,如果不增壓,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力就會(huì)明顯不足乃至熄火。
1、廢氣渦輪增壓
2、機(jī)械增壓
3、復(fù)合增壓
4、諧波增壓
1、結(jié)構(gòu)組成
主要由殼體、轉(zhuǎn)子部分(渦輪、葉輪)、旁通閥等組成。
PS:其實(shí)就是一個(gè)由廢氣渦輪驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī)。
2、工作原理
靠發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后排出的廢氣,推動(dòng)排氣側(cè)的渦輪旋轉(zhuǎn);以此帶動(dòng)另一側(cè)的葉輪旋轉(zhuǎn)。
葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)能吸入更多的空氣,并對(duì)其進(jìn)行壓縮,以達(dá)到多進(jìn)氣的目的。
3、增壓壓力調(diào)節(jié)
我們要先明白,增壓器的轉(zhuǎn)速取決于廢氣能量的多少。為了避免因渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速過(guò)高,導(dǎo)致進(jìn)氣壓力過(guò)大損壞進(jìn)氣系統(tǒng),或渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速過(guò)高造成渦輪增壓器的機(jī)械損壞,因此要控制渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)前控制渦輪增壓器轉(zhuǎn)速的有兩種類(lèi)型的渦輪增壓器。一種是旁通式渦輪增壓器,另一種是可調(diào)葉片式渦輪增壓器。
我們先來(lái)看一看旁通式渦輪增壓器,它是在某些時(shí)刻打開(kāi)廢氣旁通閥,以此來(lái)減少流經(jīng)渦輪的廢氣量,從而達(dá)到控制渦輪轉(zhuǎn)速的目的。
廢氣旁通閥的控制方式有兩種,一種是真空控制式,另一種則是電控式。
真空控制式廢氣旁通閥
電腦控制式廢氣旁通閥
我們?cè)賮?lái)看一看可調(diào)葉片式渦輪增壓器又是如何進(jìn)行控制渦輪轉(zhuǎn)速的。
可調(diào)葉片式渦輪增壓器
上圖中紅色部分就是可以調(diào)整角度的葉片,它的原理又是什么樣的?
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí),廢氣量少,廢氣的流速相應(yīng)也較慢,為提高渦輪的轉(zhuǎn)速,此時(shí)葉片就會(huì)旋轉(zhuǎn)一定的角度,使流經(jīng)渦輪的氣壓通道變小,這樣就可以使流經(jīng)渦輪的廢氣流速變快。
以此來(lái)保證充足的進(jìn)氣量,而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí),廢氣量大、廢氣的流速也快,為確保渦輪的轉(zhuǎn)速不會(huì)過(guò)快,此時(shí)葉片的旋轉(zhuǎn)角度也會(huì)發(fā)生變化,使廢氣流經(jīng)的通道變大,以此來(lái)控制渦輪的轉(zhuǎn)速及進(jìn)氣量。
渦輪增壓上面,除了廢氣旁通這項(xiàng)技術(shù)以外,還有一項(xiàng)很重要的技術(shù),就是增壓中冷技術(shù)。
4、增壓中冷技術(shù)
因?yàn)闇u輪的動(dòng)力源來(lái)于發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣,因此渦輪本身的溫度會(huì)很高,這也使進(jìn)氣溫度上升,因此就有了增壓中冷技術(shù)。
中冷器是這里面的核心部件。它一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前方,采取風(fēng)冷的方式。
安裝中冷器,不但可以降低進(jìn)氣溫度、增加空氣密度,還能有效的減少發(fā)動(dòng)機(jī)的爆振。
說(shuō)完了廢氣渦輪增壓的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容,我們接下來(lái)再看看機(jī)械增壓。
機(jī)械增壓是一項(xiàng)用的稍早的增壓方式,在奧迪、奔馳等車(chē)型上面都有應(yīng)用。
機(jī)械增壓在低轉(zhuǎn)速下便可獲得增壓。且因?yàn)橹苯佑砂l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),因此隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提升,增壓效果也隨之增強(qiáng)。
它主要有三種類(lèi)型的,分別是:
魯茲式
離心式
雙螺旋式(又稱(chēng)羅茨式)
復(fù)合增壓,其實(shí)就是一個(gè)車(chē)上既有機(jī)械增壓,又有廢氣渦輪增壓。它們?cè)诟叩退贂r(shí)互相配合,以使發(fā)動(dòng)機(jī)在各工況下都能達(dá)到最佳效果。
它有兩種布置形式,分別是串聯(lián)式復(fù)合增壓與并聯(lián)式復(fù)合增壓
串聯(lián)式復(fù)合增壓:對(duì)空氣進(jìn)行兩次壓縮,這樣可以改善低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性和加速性。
并聯(lián)式復(fù)合增壓:由機(jī)械增壓和渦輪增壓同時(shí)供給增壓空氣。低速主要靠機(jī)械增壓,而在高速主要靠渦輪增壓。
最后我們?cè)賮?lái)聊一聊諧波增壓
在講諧波增壓之前,我們先搞清楚什么是諧波。
在進(jìn)氣行程中,空氣從進(jìn)氣門(mén)快速流入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸,如果此時(shí)突然關(guān)閉進(jìn)氣門(mén),進(jìn)氣并不是停止的,而是在慣性的作用下,對(duì)進(jìn)氣門(mén)附近空氣形成壓縮,并且壓縮過(guò)后還會(huì)往反方向回彈,形成振蕩,也就是我們說(shuō)的諧波。
我們說(shuō)的諧波增壓,其實(shí)也就是我們常說(shuō)的可變進(jìn)氣歧管(長(zhǎng)度與橫截面積),說(shuō)的直白點(diǎn)呢,就是通過(guò)調(diào)整進(jìn)氣歧管的長(zhǎng)度或者橫截面,來(lái)改變諧波增壓的頻率,達(dá)到“增壓”的作用。
1、可變進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度
代表:豐田ACIS諧波增壓技術(shù)
從圖中我們可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí),旋轉(zhuǎn)閥處于關(guān)閉狀態(tài),空氣經(jīng)長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管管道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī),達(dá)到增扭的效果;
而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),旋轉(zhuǎn)閥打開(kāi),空氣會(huì)從較短的進(jìn)氣歧管管道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī),達(dá)到增加進(jìn)氣量的效果。
PS:長(zhǎng)管道進(jìn)氣慣性大,短管道進(jìn)氣阻力小。
2、可變進(jìn)氣歧管橫截面積
代表:大眾EA888發(fā)動(dòng)機(jī)
如圖,我們可以看到,它的進(jìn)氣道上面有隔板,將其分隔成上下兩部分,當(dāng)翻板關(guān)閉時(shí),空氣從進(jìn)氣道的上部分進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部;
而當(dāng)轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)以上時(shí),進(jìn)氣翻板打開(kāi),空氣從進(jìn)氣道的上下兩部分進(jìn)入到氣缸內(nèi)部,這樣就能進(jìn)入更多的空氣。
PS:這就像我們捏水管一樣,若是將水管頭部捏扁,使它的橫截面積變小,水的流速將更快一樣。(改變空氣的流速,這樣能更好的形成渦流,達(dá)到更好的燃燒效果)
今天的內(nèi)容到這里就要和大家告一段落了,文章內(nèi)容為小編個(gè)人對(duì)這幾項(xiàng)技術(shù)的理解,若有講的不到位的地方,歡迎大家在下方評(píng)論區(qū)指正。
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