試述汽車發(fā)動機增壓技術(shù)

閆立

摘 要 眾所周知汽車的發(fā)動機是汽車的心臟，是一款內(nèi)燃機汽車的最核心的部件。因此發(fā)動機的性能也可以衡量一款汽車動力性能的好壞。而傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車有諸多的優(yōu)缺點的，這次介紹的是通過增壓技術(shù)從而提高和改善發(fā)動機的性能，降低發(fā)動機的油耗以及提高發(fā)動機的動力性。本次設計主要介紹四種增壓技術(shù)，分別是機械增壓技術(shù)、廢氣渦輪增壓技術(shù)、電子增壓技術(shù)以及復合增壓技術(shù)。

關(guān)鍵詞 發(fā)動機;增壓;動力性;油耗

1國內(nèi)外發(fā)動機增壓技術(shù)發(fā)展狀況

首先介紹國外發(fā)動機增壓技術(shù)的發(fā)展狀況，國外發(fā)動機機械增壓技術(shù)發(fā)展比較成熟的是德國以及日本，他們的機械增壓技術(shù)有非常高的增壓比以及動力性能。而且可靠性也是非常高，對于機械增壓的不足之處（例如機械增壓需要消耗一部分機械能從而帶動增壓器）也是改善的比較明顯。發(fā)動機運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性能也是比較高。而發(fā)動機廢氣渦輪增壓技術(shù)發(fā)展比較突出的國家是瑞士。我們都知道瑞士有著非常高的機械制造技術(shù)，發(fā)動機也是如此，發(fā)動機廢氣渦輪增壓技術(shù)對于改善發(fā)動機的排放以及油耗是非常明顯的。發(fā)動機廢氣渦輪增壓技術(shù)是由瑞士所發(fā)明再運用到著名車輛保時捷之上的。因此瑞士對于此技術(shù)的運用也是比較成熟的，他們對于發(fā)動機的點火時間控制、發(fā)動機的增壓度以及增壓器不同速度的匹配也是研究比較深入。眾所周知，廢氣渦輪增壓的增壓器是非常重要的一個零部件，目前對于增壓器的研發(fā)比較完善和成熟的國家是日本以及美國。在世界增壓器綜合性能排行榜前五的增壓器，美國占了四個，這不但是國家的重視，也是研發(fā)資金的投入，我國在這方面仍需努力[1]。

國內(nèi)發(fā)動機渦輪增壓技術(shù)發(fā)展比較成熟的公司比如說長安汽車以及比亞迪汽車。如長安汽車的Blue Core系列發(fā)動機，尤其是BlueCore系列所推出的2.0自然吸氣、1.8T渦輪增壓以及1.5T渦輪增壓這幾個型號，其中綜合性能最高的是1.5T渦輪增壓型號，有著比較高的增壓比和動力性能。我國也有很多公司例如長城汽車、奇瑞汽車自己上汽集團也是對于增壓技術(shù)有著比較成熟的研發(fā)技術(shù)，這也是大量的研發(fā)資金和技術(shù)的投入的結(jié)果[2]。

2汽車發(fā)動機增壓技術(shù)的介紹

汽車發(fā)動機總的來說是有三種類型的，它們分別是機械增壓技術(shù)、發(fā)動機廢氣渦輪增壓技術(shù)以及混合增壓技術(shù)。而他們分別是有很多的優(yōu)缺點的。

首先我們介紹機械增壓技術(shù)，汽車發(fā)動機機械增壓技術(shù)的工作原理是利用發(fā)動機正常工作的時候燃料在發(fā)動機氣缸中燃燒將混合氣燃燒時的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，從而帶動發(fā)動機曲軸的旋轉(zhuǎn)，對外輸出的動能和軸功，將一部分軸功轉(zhuǎn)化為機械增壓發(fā)動機上的機械增壓器的旋轉(zhuǎn)。機械增壓器的旋轉(zhuǎn)可以將混合氣進行壓縮從而提高壓縮比，將高壓縮比的混合氣壓入發(fā)動機燃燒室中，從而提高充氣量。進而提高發(fā)動機的功率和動力性能。而機械增壓的缺點是發(fā)動機將損失一部分軸功，有軸功的損失，而且發(fā)動機由于壓縮比的增大而增大的爆燃的傾向。因此機械增壓技術(shù)是有非常大的功率損失的以及爆燃或者不正常燃燒傾向的。但是增壓器內(nèi)部葉片轉(zhuǎn)速與引擎轉(zhuǎn)速是完全同步的 ?機械增壓技術(shù)不需和發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)連接，不需要冷卻，免維護，工作可靠，而且壽命長。目前機械增壓發(fā)動機的類別有三種，分別是離心式機械增壓、螺旋式機械增壓以及魯滋式機械增壓[3]。

接著來介紹發(fā)動機廢氣渦輪增壓技術(shù)。渦輪增壓發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和機械增壓發(fā)動機類似，廢氣渦輪增壓發(fā)動機的接受是在傳統(tǒng)的發(fā)動機的基礎上在發(fā)動機的排氣裝置處增加一個增壓器，從而利用發(fā)動機工作時排氣沖程排出的廢氣帶動發(fā)動機增壓器的旋轉(zhuǎn)進而增壓充氣量和壓縮比。渦輪增壓技術(shù)是有許多優(yōu)點的，例如渦輪增壓發(fā)動機有非常高的壓縮比、動力性、燃油經(jīng)濟性以及充氣效率。但是渦輪增壓技術(shù)有一個非常大的短板那就是渦輪增壓在低速或者發(fā)動機怠速的時候由于廢氣量減少，所以無法帶動增壓器旋轉(zhuǎn)，這就是渦輪增壓發(fā)動機的遲滯現(xiàn)象。而利用發(fā)動的廢氣再循環(huán)技術(shù)則可以改善發(fā)動機的排放，提高發(fā)動機的性能。

復合增壓技術(shù)則是結(jié)合了機械增壓技術(shù)以及渦輪增壓技術(shù)，在發(fā)動機上各安裝一個機械增壓器以及渦輪增壓器，這樣的話在低速的時候可以啟動機械增壓器，可以有效避免渦輪增壓發(fā)動機的遲滯現(xiàn)象。而在發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)工況下則啟動渦輪增壓器，可以減小軸功的消耗。這樣的話可以有效利用兩種增壓原理的優(yōu)點，但是復合增壓也是有很多缺點的，例如，增壓器比較復雜、增加了汽車的重量以及可靠性和不同速度的匹配問題都是需要解決的。因此這種增壓技術(shù)目前理論研究比較多，但是實際運用中是比較少的。

電子增壓技術(shù)則是靠電力驅(qū)動增壓器的，電子增壓技術(shù)最大的優(yōu)點是可以消除廢氣渦輪增壓的遲滯現(xiàn)象，達到精準增壓，從而可以讓發(fā)動機的動力增壓響應非常的及時，而且發(fā)動機的壽命比較長。但是電子增壓技術(shù)也是有不足之處的，電子增壓技術(shù)由于是電力驅(qū)動，由于增壓器的增壓度的影響，只適合于低增壓技術(shù)[4]。

3結(jié)束語

發(fā)動機增壓技術(shù)我國經(jīng)過幾十年的發(fā)展在部分領(lǐng)域發(fā)展的比較成熟，不過在核心領(lǐng)域需要更多的技術(shù)和資金的投入。由于發(fā)動機渦輪增壓技術(shù)有非常多的優(yōu)點例如高壓縮比、低油耗、高功率、高動力以及低排放。因此我們應該大力發(fā)展此技術(shù)。而發(fā)動機性能的高低是衡量汽車動力性的重要標志，增壓發(fā)動機是目前內(nèi)燃機汽車的重點研究方向。我們應該努力突破此類發(fā)動機的技術(shù)難關(guān)以及瓶頸，這需要我們的共同努力。

參考文獻

[1] 余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990：123.

[2] 于得江.汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修[M].上海：同濟大學出版社，2010：73.

[3] 蔡興旺.汽車構(gòu)造與原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004：101.

[4] 趙亞男，陳雪梅.汽車發(fā)動機原理構(gòu)造及電控[M].北京：北京理工大學出版社，2010：112.