车用发动机增压系统PPT课件.ppt
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1、关于车用发动机的增压系统第一张,PPT共三十八页,创作于2022年6月第一节第一节 概述概述增压定义增压定义增压定义增压定义:将空气预先压缩然后再供入气缸,以提高空气将空气预先压缩然后再供入气缸,以提高空气将空气预先压缩然后再供入气缸,以提高空气将空气预先压缩然后再供入气缸,以提高空气密度、增加进气量的一项技术。密度、增加进气量的一项技术。密度、增加进气量的一项技术。密度、增加进气量的一项技术。增压作用:进气量增加,可相应地增加循环供油量,增加发动增压作用:进气量增加,可相应地增加循环供油量,增加发动增压作用:进气量增加,可相应地增加循环供油量,增加发动增压作用:进气量增加,可相应地增加循环供
2、油量,增加发动机功率。同时,增压还可以改善燃油经济性。机功率。同时,增压还可以改善燃油经济性。机功率。同时,增压还可以改善燃油经济性。机功率。同时,增压还可以改善燃油经济性。基本类型:根据提高进气密度的方式不同,或驱动气压机的方基本类型:根据提高进气密度的方式不同,或驱动气压机的方基本类型:根据提高进气密度的方式不同,或驱动气压机的方基本类型:根据提高进气密度的方式不同,或驱动气压机的方式不同,增压发动机分为式不同,增压发动机分为式不同,增压发动机分为式不同,增压发动机分为机械增压机械增压机械增压机械增压、废气涡轮增压废气涡轮增压废气涡轮增压废气涡轮增压和和气波增气波增气波增气波增压压压压等三
3、种基本类型。等三种基本类型。增压器:实现进气增压的装置称为增压器。对应三种基本增压器:实现进气增压的装置称为增压器。对应三种基本增压器:实现进气增压的装置称为增压器。对应三种基本增压器:实现进气增压的装置称为增压器。对应三种基本类型的增压器称类型的增压器称类型的增压器称类型的增压器称机械增压器机械增压器机械增压器机械增压器、涡轮增压器涡轮增压器涡轮增压器涡轮增压器、气波增压器气波增压器气波增压器气波增压器。第二张,PPT共三十八页,创作于2022年6月机械增压器:机械增压器:由发动机曲轴由发动机曲轴由发动机曲轴由发动机曲轴1 1经齿轮增经齿轮增经齿轮增经齿轮增速器速器速器速器5 5驱动(图驱动
4、(图驱动(图驱动(图a a),或由),或由),或由),或由曲轴齿形传动带轮经齿曲轴齿形传动带轮经齿曲轴齿形传动带轮经齿曲轴齿形传动带轮经齿形传动带形传动带形传动带形传动带9 9及电磁离合器及电磁离合器及电磁离合器及电磁离合器6 6驱动,驱动,驱动,驱动,机械增压器与发机械增压器与发机械增压器与发机械增压器与发动机直接机械联系,因动机直接机械联系,因动机直接机械联系,因动机直接机械联系,因此,此,此,此,其变工况的瞬态响其变工况的瞬态响其变工况的瞬态响其变工况的瞬态响应性好,加速性好,尤应性好,加速性好,尤应性好,加速性好,尤应性好,加速性好,尤其是低速时加速性好。其是低速时加速性好。其是低速时
5、加速性好。其是低速时加速性好。但发动机驱动机械增压但发动机驱动机械增压但发动机驱动机械增压但发动机驱动机械增压器要消耗输出功率,因器要消耗输出功率,因器要消耗输出功率,因器要消耗输出功率,因此发动机的燃油经济性此发动机的燃油经济性此发动机的燃油经济性此发动机的燃油经济性较差较差较差较差。第三张,PPT共三十八页,创作于2022年6月涡轮增压器:涡轮增压器:涡轮增压器:涡轮增压器:由涡轮机和压气由涡轮机和压气由涡轮机和压气由涡轮机和压气机构成。机构成。机构成。机构成。将发动机发出的废气将发动机发出的废气将发动机发出的废气将发动机发出的废气引入涡轮机,废气的能量引入涡轮机,废气的能量引入涡轮机,废
6、气的能量引入涡轮机,废气的能量推动涡轮机叶轮旋转,并推动涡轮机叶轮旋转,并推动涡轮机叶轮旋转,并推动涡轮机叶轮旋转,并带动与其同轴安装的压气带动与其同轴安装的压气带动与其同轴安装的压气带动与其同轴安装的压气机叶轮工作,新鲜空气在机叶轮工作,新鲜空气在机叶轮工作,新鲜空气在机叶轮工作,新鲜空气在压气机内增压后进入气缸。压气机内增压后进入气缸。压气机内增压后进入气缸。压气机内增压后进入气缸。涡轮增压的最大优点涡轮增压的最大优点涡轮增压的最大优点涡轮增压的最大优点是是是是燃油经济性好,并可大幅燃油经济性好,并可大幅燃油经济性好,并可大幅燃油经济性好,并可大幅度降低有害气体的排放和度降低有害气体的排放
7、和度降低有害气体的排放和度降低有害气体的排放和噪声水平。缺点是低速时噪声水平。缺点是低速时噪声水平。缺点是低速时噪声水平。缺点是低速时排气能量低,增压效果差,排气能量低,增压效果差,排气能量低,增压效果差,排气能量低,增压效果差,低速加速性能较差。低速加速性能较差。低速加速性能较差。低速加速性能较差。第四张,PPT共三十八页,创作于2022年6月气波增压器:气波增压器:气波增压器中有一个特殊气波增压器中有一个特殊形状的转子形状的转子3,由发动机曲轴,由发动机曲轴带轮经传动带带轮经传动带4驱动。在转驱动。在转子子3中发动机排出的废气直接与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接触
8、,利用排气压力波使空气受到压缩,以提高进气压空气受到压缩,以提高进气压力。力。气波增压器结构简单,气波增压器结构简单,加工方便,工作温度不高,不加工方便,工作温度不高,不需要耐热材料,也无需冷却。需要耐热材料,也无需冷却。其低速转矩特性好,但是体积其低速转矩特性好,但是体积大,噪声水平高,安装位置受大,噪声水平高,安装位置受到一定的限制。目前,这种增到一定的限制。目前,这种增压器还只能在低速范围内使用。压器还只能在低速范围内使用。第五张,PPT共三十八页,创作于2022年6月汽油机增压比柴油机增压困难的主要原因是汽油机增压比柴油机增压困难的主要原因是:1)1)汽油机增压后爆燃倾向增加。汽油机增
9、压后爆燃倾向增加。汽油机增压后爆燃倾向增加。汽油机增压后爆燃倾向增加。2)2)由于汽油机混合气的过量空气系数小,燃烧温度高,因由于汽油机混合气的过量空气系数小,燃烧温度高,因由于汽油机混合气的过量空气系数小,燃烧温度高,因由于汽油机混合气的过量空气系数小,燃烧温度高,因此增压之后汽油机和涡轮增压器的热负荷大。此增压之后汽油机和涡轮增压器的热负荷大。此增压之后汽油机和涡轮增压器的热负荷大。此增压之后汽油机和涡轮增压器的热负荷大。3)车用汽油机工况变化频繁,转速和功率范围宽广,致车用汽油机工况变化频繁,转速和功率范围宽广,致车用汽油机工况变化频繁,转速和功率范围宽广,致车用汽油机工况变化频繁,转速
10、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。使涡轮增压器与汽油机的匹配相当困难。使涡轮增压器与汽油机的匹配相当困难。使涡轮增压器与汽油机的匹配相当困难。4)涡轮增压汽油机的加速性较差。当节气门突然开大要求混涡轮增压汽油机的加速性较差。当节气门突然开大要求混涡轮增压汽油机的加速性较差。当节气门突然开大要求混涡轮增压汽油机的加速性较差。当节气门突然开大要求混合气量迅速增加时,却由于增压器转子的惯性,使增压器加速合气量迅速增加时,却由于增压器转子的惯性,使增压器加速合气量迅速增加时,却由于增压器转子的惯性,使增压器加速合气量迅速增加时,却由于增压器转子的惯性,使增压器加速迟缓,迟缓,迟缓,
11、迟缓,发动机进气量的增加将滞后一段时间。完全消除涡发动机进气量的增加将滞后一段时间。完全消除涡发动机进气量的增加将滞后一段时间。完全消除涡发动机进气量的增加将滞后一段时间。完全消除涡轮增压器对发动机工况变化的响应滞后现象比较困难。轮增压器对发动机工况变化的响应滞后现象比较困难。轮增压器对发动机工况变化的响应滞后现象比较困难。轮增压器对发动机工况变化的响应滞后现象比较困难。第六张,PPT共三十八页,创作于2022年6月为克服汽油机增压的困难在汽油机增压为克服汽油机增压的困难在汽油机增压系统中采取的措施:系统中采取的措施:1)在电控汽油喷射式发动机上实行汽油机增压,成在电控汽油喷射式发动机上实行汽
12、油机增压,成功地摆脱了化油器式发动机与涡轮增压器匹配的困难。功地摆脱了化油器式发动机与涡轮增压器匹配的困难。2)应用点火提前角自适应控制,来克服因增压而增应用点火提前角自适应控制,来克服因增压而增加的爆燃倾向。加的爆燃倾向。3)对增压后的空气进行中间冷却。增压后空气温对增压后的空气进行中间冷却。增压后空气温度升高,密度减小,如温度过高,会减少进气量,度升高,密度减小,如温度过高,会减少进气量,削弱增压效果,可能引起发动机爆燃。削弱增压效果,可能引起发动机爆燃。4)采用增压压力调节装置。采用增压压力调节装置。第七张,PPT共三十八页,创作于2022年6月 第二节第二节 机械增压机械增压 一、机械
13、增压系统一、机械增压系统机械增压器根据压气机的工作机械增压器根据压气机的工作原理分为机械离心式增压器、原理分为机械离心式增压器、罗茨式增压器、滑片式增压罗茨式增压器、滑片式增压器、螺旋式增压器和转子活塞器、螺旋式增压器和转子活塞式增压器等。式增压器等。第八张,PPT共三十八页,创作于2022年6月1-初级变速带轮初级变速带轮2-次级变速带轮次级变速带轮3-电磁离合器电磁离合器4-增速行星齿轮系增速行星齿轮系5-压气机压气机6-进气口进气口7-排气口排气口8-外壳外壳9-旋转活旋转活寨寨1O-转子转子11-滑片滑片12-驱动轴驱动轴13-出口边缘出口边缘14-二级工作室空气进口二级工作室空气进口
14、15-抽气导向器抽气导向器16-第一级工作室空气进口第一级工作室空气进口17-抽气元件抽气元件18-外转子外转子19-内转子内转子20-工作腔工作腔21-工作腔工作腔22-工作腔工作腔第九张,PPT共三十八页,创作于2022年6月第十张,PPT共三十八页,创作于2022年6月 图中,机械增压器图中,机械增压器6为罗茨式压气机,由曲轴带轮为罗茨式压气机,由曲轴带轮12经传动带和电磁离合器带轮经传动带和电磁离合器带轮11驱动。驱动。当发动机在小负荷下工作时,电控单元当发动机在小负荷下工作时,电控单元ECU根据节根据节气门位置传感器气门位置传感器3的信号使电磁离合器断电,增压器的信号使电磁离合器断电
15、,增压器停止工作。与此同时,使进气旁通阀停止工作。与此同时,使进气旁通阀5通电而开启,通电而开启,即在不增压的前提下,空气经旁通阀即在不增压的前提下,空气经旁通阀5以及旁通管路以及旁通管路进入气缸。进入气缸的空气先经中冷器进入气缸。进入气缸的空气先经中冷器7降温。发动机降温。发动机机体上的爆燃传感器机体上的爆燃传感器9将发动机发生爆燃的信号传给电将发动机发生爆燃的信号传给电控单元,点控单元则发出相应的指令减小点火提前角,控单元,点控单元则发出相应的指令减小点火提前角,已消除爆燃。已消除爆燃。第十一张,PPT共三十八页,创作于2022年6月二、二、机机械械增增压压器器罗茨式压罗茨式压气机最广气机
16、最广为人知,为人知,其结构如其结构如图图75所所示示。第十二张,PPT共三十八页,创作于2022年6月1、构造、构造:它由转子:它由转子3、转子轴、转子轴4、传动齿轮、传动齿轮7、壳体、壳体9、后盖后盖5和齿轮室罩和齿轮室罩8等组成。等组成。2、驱动、驱动:在压气机前端装有电磁离合器:在压气机前端装有电磁离合器2及电磁离及电磁离合器带轮合器带轮1。有两个转子。发动机曲轴带轮经传动带、。有两个转子。发动机曲轴带轮经传动带、电磁离合器带轮电磁离合器带轮1和电磁离合器和电磁离合器2驱动其中一个转子,驱动其中一个转子,而另一个转子由传动齿轮而另一个转子由传动齿轮7带动带动3、分类、分类:罗茨式压气机有
17、两叶(直线型)和三叶(螺:罗茨式压气机有两叶(直线型)和三叶(螺旋型)之分。三叶转子有较低的工作噪声及较好的增压旋型)之分。三叶转子有较低的工作噪声及较好的增压器特性。器特性。4、工作原理:、工作原理:当转子旋转时,空气从压气机入口吸当转子旋转时,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。出口与进口的压力比可达机出口压出。出口与进口的压力比可达1.8,供气量,供气量与转速成正比。与转速成正比。第十三张,PPT共三十八页,创作于2022年6月罗茨式压气机罗茨式压气机图7-6a二叶直线型转子 图7-6b三叶螺旋型转子第十四
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