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1、 柴油机发动机增压系统 高级技师、经济师高级技师、经济师,工程师工程师 高级技能专业教师高级技能专业教师 汽车维修工高级考评员汽车维修工高级考评员柴油机发动机增压系统o.柴油机发动机增压系统发动机增压系统o61增压系统概述 o 611增压系统的特性及种类o 612机械增压器的构造与作用o 613涡轮增压器的构造与作用增压系统概述 -增压系统的特性及种类o一、增压系统的特性o 1吸气式发动机:o利用节气门上下方的压力差使空气进入气缸中。当节气门关闭怠速时，进气歧管真空约73kpa；而节气门全开时，进气歧管真空为零，节气门上下方的压力几乎一样。o 1增压发动机:o在相同转速且有增压作用时，会有更多
2、的混合气进入气缸，以产生更大的动力。将额外的棍合气压入气缸中，称为强制进气，可提高容积效率，比一股吸气式发动机的动力最大可提升3560。o 2.不需要增压压力时，发动机作用与一般吸气式发动机几平完全相同。故可采用较小排气量发动机，在一般行驶时，可到达省油的目的；而在重负荷时，能有大功率发动机的输出。增压系统概述 -增压系统的特性o.吸气式发动机与增压式发动机特性比较吸气式发动机与增压式发动机特性比较怠速真空节气门全开真空进气方式特点吸气式发动机73kpa0自然吸气增压式发动机73kpa增压强制进气省油增大功率增压发动机的种类增压发动机的种类o1.机械增压系统机械增压系统：装置在发动机上并由皮带
3、与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。o优点：所以没有滞后或超前，动力输出更为流畅；o缺点：由于它要消耗局部引擎动力，会导致增压效率不高。o2.废气涡轮增压系统废气涡轮增压系统：压气机由内燃机废气驱动的涡轮来带动。一般增压压力可达，或 左右，需要增设空气中间冷却器来给高温压缩空气进行冷却。优点：增加效率高于机械增压；o缺点：发动机动力输出略滞后于油门的开启。o3.复合增压系统复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压并用，大功率柴油机上用的较多。o4.气波增压系统气波增压系统：利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统低速增压性能好、加速
4、性好、工况范围大；但尺寸大、笨重和噪声大。增压发动机的种类增压发动机的种类主要有大类主要有大类o1.机械增压系统机械增压系统：装置在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。o优点：转子的速度与发动机转速是相对应的，所以没有滞后或超前，动力输出更为流畅；o缺点：由于它要消耗局部引擎动力，会导致增压效率不高。o2.废气涡轮增压系统废气涡轮增压系统：利用发动机排出的废气到达增压目的。增压器与发动机无任何机械联系，压气机由内燃机废气驱动的涡轮来带动。一般增压压力可达，或 左右，需要增设空气中间冷却器来给高温压缩空气进行冷却。优点：
5、增加效率高于机械增压；o缺点：发动机动力输出略滞后于油门的开启，加大油门后一般需要等片刻，稍后发动时机有惊人的动力爆发。增压发动机的种类增压发动机的种类o3.复合增压系统复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压并用，大功率柴油机上用的较多。复合增压系统发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，但结构过于复杂。o4.气波增压系统气波增压系统：利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统低速增压性能好、加速性好、工况范围大；但尺寸大、笨重和噪声大。增压系统概述 -增压系统的特性及种类o二、增压系统的种类o 1机械增压器与涡轮增压器依构造与作用可分很多种，主要差异点为:o机械增压器是利用曲轴以齿轮、链条
6、或皮带，做机械上的驱动；o涡轮增压器是利用排气驱动。o 2旧型机械增压器有消耗动力大、噪声高及耗油的缺点，涡轮增压器有增压迟滞的现象。o 在高性能发动机上装用机械增压器，以提供瞬间的加速反响，也不需要如涡轮增压器820万的蹈高转速。通常机械式增压器的转速为发动机转速的23倍且新型的机械增压器，已大幅改善噪声及耗油的问题。增压系统概述 -增压系统的种类o 3机械增压器的优点为低转速时即有增压作用，使发动机功率，尤其是转矩提升非常明显，加速性能优异。o 如奔驰汽车C-Class新C200Kompressor，装用以皮带驱动的机械增压器，将最大功率由原来的96kW提升至120kW，同时将190Nm4
7、,000rmia的最大转矩，提升至2500rrain至4,800rmhl的宽广转速范围内，均能发出230Nm之高转矩值；功率与转矩均提升20X以上，相当于六缸发动机的输出，但与原有C200比较，每行驶100km的油耗，仅多出01L而已。o 奔驰汽车双门轿CLK230Kompressor，其平均耗油量为lOOkn9SL，比一般同型发动机省油20以上。o 现代的高效率机械增压器，可提升小型发动机的输出功率与特炬外，并可降低耗油量及排气污染。机械增压器 世界第一套两段式机械增压系统，机械增压器 -世界第一套两段式机械增压系统，o这套系统的诞生，首先要归功于Antonov所生产的小型低成本两段自动变速
8、箱，在装上这种变速箱的机械增压系统，除了完整度高以外，同时也可以有效减轻体积与重量，这与近年来汽车引擎开展的趋势一致。体积与重量减轻，首先就可以降低引擎负荷，以减少二氧化碳的排放量。此外，轻巧的特色，也让这套产品具有量产化的潜力，让小引擎也可以拥有充分的动力。机械增压器 -世界第一套两段式机械增压系统，o运用了特殊换档机构，让机械增压系统能两段式切换。o这套两段式机械增压系统，总重3.9公斤，全长只有149mm，直径也仅170mm。在引擎转速低于每分钟4,200转的时候，增压系统的文件位齿比为1.36：1。一旦超过4,200转，就会切换成1：1的比率。而且档位的变换完全自动，不需要电力、液压或
9、者是气压等控制系统。为了针对各种引擎以及各种不同需求，换档转速也可以经由调整而改变。换文件系统适用于Rotrex的C15、C30以及C38机械增压本体。柴油机发动机涡轮增压系统柴油机发动机涡轮增压系统涡轮增压器的构造与作用涡轮增压器增压系统概述 -增压系统的种类o4涡轮增压器的优点o提升的功率幅度较大，适合赛车及高速行驶发动机乘用；o缺点o末增压前的发动机输出，比同排气量的自然进气发动机还差，且高温废气，使涡轮及外壳等承受相当高的温度。o最新的涡轮增压科技，o如Audi装用在A418L的小型轻增 庄涡轮增压器，能将原来93kW的最大功率提升至112kW，同时将171k8m3,500rmin 的
10、最大转矩，提升至1,750rrain至4,600ffmin的宽广转速范围内，均能维持214kgm的 高转矩输出，o此种转矩特性，不但中、高转速性能优异，也十分适合市区的低速行驶；且Audi此具涡轮增压器，几无增压迟滞的情形发生。增压系统概述 -增压系统的种类o5增压系统的种类o以增压压力分:o 低增压，中增压，高增压 o以驱动方式分：o机械增压器：鲁兹式滑动叶片式，螺旋式涡卷式o涡轮增压器o6增压系统依增压压力及压力比分类如表61所示。机械增压器的构造与作用一、鲁兹式o 1鲁兹式为机械式增压器中常见的形式，具有两个转子，每个转子上有二个或三个直线 形或螺旋形的叶片，如图61与图62及图63所示
11、。早期的鲁兹式增压器消耗动力可达15，且耗油。低转速发动机与高转速发动机的正时齿轮比分别约为1.o1.5：1 及0.61.O：1，以控制增压器转速在安全范围内。机械增压器的构造与作用一、鲁兹式o三叶鲁兹式机械增压器的构造及作用 机械增压器的构造与作用一、鲁兹式o如图64所示为用于二行程柴油发动机鲁兹式机械增压器的构造。机械增压器的构造与作用一、鲁兹式o化油器与单点喷射式，o机械增压器装于化油器或单点喷射器后，即流经增压器的是混合气，如图6.5所示机械增压器的构造与作用一、鲁兹式o多点孔口燃油喷射，流经增压器的是空气，如图66所示，空气流经空气流量计、节气门，经过机械增压器后，进入进气冷却器 机
12、械增压器的构造与作用一、鲁兹式o4鲁兹式增压器为容积式空气泵，当节气门翻开时，增压器转子每转压入相同体积的空气进入进气歧管。o例如有些发动机在发动机转速4，000rmin时，即增 压器转速10400rmin时，其最大增压压力达80kPa。o 5驱动机械增压器，发动机所损失的动力，或此种拖曳观象，称为附加损耗。为减少此种损耗，有以下两种设计。o 1设置电磁离合器：电磁离台器由电脑控制别离与接合。当轻负荷时，离合器别离。o 2设置增压控制阀或称旁通阀：当节气门局部翻开时，进气歧管有真空，控制阀翻开，局部增压气体回到增压器的空气入口处，以改善发动机性能及油耗。控制阀可利用真空或节气门连杆控制，怠速节
13、气门全关时，控制全开,节气门全开时，控制阀则关闭。机械增压器的构造与作用二、滑动叶片式o1滑动叶片式机械增压器的构造及作用如图67所示。o2滑动叶片式在低转速时，可供给所需的增压压力；但在中转速至高转速范围时，仅o 能提供适度的增压压力。机械增压器的构造与作用三，螺旋式o1公螺旋有4个凸面叶瓣，而母螺旋有6个凹面叶槽，如图68所示。螺旋外表为特氟隆涂层，以防止腐蚀。o2.螺旋式机械增压器消耗的发动机动力非常少，且压缩后的空气温度较低，因此可不需要中间冷却器。o本增压器能提供的压力比不超过2.0：1。机械增压器的构造与作用 四、涡卷式o 1涡卷式机械增压器也是容积式进气的一种。因其外型类似英文字
14、母的“G，故也称为G型增压器。位移器偏心环绕螺旋内侧移动，以压缩空气。使用两支偏心轴，位移器驱动轴驱动位移器；另一偏心轴防止位移器旋转。两轴间有正时皮带，以保持正确的相对转速o 2位移器将进气流分成内室与外室，当位移器轴转动时，如图69所示，轴上凸轮使位移器做圆周运动，以开闭内室与外室，将气体吸入并压出。涡轮增压器的构造与作用涡轮增压系统涡轮增压系统的构造原理原理o1 1、活性碳罐、活性碳罐N80N80 1212、曲轴箱通风装置、曲轴箱通风装置o2 2、活性碳罐电磁阀、活性碳罐电磁阀 1313、单向阀、单向阀o3 3、活性碳罐单向阀、活性碳罐单向阀 14 14、增压空气冷却器、增压空气冷却器o
15、4 4、空气滤清器、空气滤清器 15 15、节气门控制单元、节气门控制单元J338J338o5 5、涡轮增压器、涡轮增压器 16 16、增压器空气再循环阀、增压器空气再循环阀N249N249o6 6、燃油压力调节器、燃油压力调节器 17 17、进气歧管、进气歧管o7 7、接制动助力器的管口、接制动助力器的管口 18 18、增压压力调节单元、增压压力调节单元o8 8、单向阀、单向阀 19 19、增压压力限制电磁阀、增压压力限制电磁阀N75N75o9 9、抽气泵、抽气泵 20 20、机械式空气再循环阀、机械式空气再循环阀o1010、单向阀、单向阀 21 21、曲轴箱通风压力调节阀、曲轴箱通风压力调
16、节阀o1111、真空罐、真空罐涡轮增压器的构造与作用o.涡轮增压器的构造与作用o涡轮增压器的作用是增加发动机的进气量，使功率和扭矩都有较大幅度的增长。它工作起来就像一台微型航空发动机，涡轮位于柴油机排气系统上，把排气能量转换成旋转动能，驱动压缩机把更多的进气送入燃烧室。增压器与发动机没有任何的机械连接，因此不会消耗发动机的能量，其润滑和冷却由发动机上引出的机油来完成。涡轮增压器的构造与作用涡轮增压器的构造与作用o1如图610所示为由发动机排气推动的离心式涡轮增压器，由装在轴两侧的涡轮及压缩器所组成。当发动机运转时，排气进入涡轮，冲击涡轮叶片，使转速达120 000rmin或以上，同轴的压缩器以
17、相同转速运转，将增压气体压入进气歧管，如图611所示，涡轮增压器的构造与作用o2涡轮增压器的安装位置如图612所示。涡轮增压器的构造与作用涡轮增压器的构造与作用涡轮增压器的构造与作用涡轮增压器的构造与作用o涡轮的叶轮涡轮的叶轮o以耐热的银合金制成，如图613所示，o在发动机全负荷时，其工作温度达900C，现在已有局部增压器改用绝热及较轻的陶瓷为材料制成。压缩器的叶轮则以铝台金制成，如图614所示。涡轮增压器的构造与作用o3.涡轮轴的浮动式轴承转速极高，特别需要润滑。o有的发动机是导入机油以冷却及润滑轴承，如图615所示；o某些发动机则是使冷却水流经轴承外壳，以到达冷却轴承与机油的目的。涡轮增压
18、器的构造与作用o4中间冷却器o 1空气经增压后温度可达120C，o直接送入气 缸，则动力损失可达38%；将增压气体温度降低至60，则动力可提高20%。o因此，增压压力较高的增压系统，均会安装中间冷却器，以免因空气温度升高而膨胀，使密度降低，含氧量减少。o 2中间冷却器实际上是进气冷却器，也称为后冷 却，是一种热交换器，以热交换方式的不同可分为两种o 水冷式：利用发动机的冷却水冷却，可将150C的增压气体温度，降低至发动机冷却水愠度，约85C。o 气冷式：利用空气冷却，冷却器装在水箱前方，可将，120C的增压气体温度，降低至约60C，现代汽车采用较多，如图616所示。涡轮增压器的构造与作用o.气
19、冷式：利用空气冷却，冷却器装在水箱前方，o可将，20C的增压气体温度，降低至约60C，现代汽车采用较多，如图616所示 涡轮增压器的构造与作用o5涡轮增压进气系统的保护装置 o1增压控制:-排气控制-气压控制 -电脑控制 -进气控制 2点火控制涡轮增压器的构造与作用o1增压控制局部-排气控制：o图617所示为气压控制式，当增压压力超过膜片弹簧弹力时，旁通阀翻开以泄压；涡轮增压器的构造与作用o1增压控制局部-排气控制：o图618所示为电脑控制式，在进气歧管装有压力传感器，o当增压压力超过预设最大值时，电脑控制使电磁阀翻开以泄压，以免因增压压力过高而产生爆震。涡轮增压器的构造与作用o进气控制：万一
20、排气旁通阀故障无法翻开时，会使进气压力超过规定。当压力超过0.53kgcm2时，进气释放阀翻开，一局部空气排到大气中；假设是混合气，则流回增压器入口，以防止发动机爆震，保护发动机及涡轮增压器，如图6，19所示。涡轮增压器的构造与作用o2点火控制局部：o装有涡轮增压器的发动机在过度增压时，会产生爆震.o装置涡轮增压器的发动机通常装有爆震传感器，利用电脑来控制点火时间，当有爆震发生的可能时，使点火时间延迟。涡轮增压器的构造与作用o6增压迟滞及其改善方法o 1在轻负荷及巡行速度时，涡l轮增压器是在怠速状态，压缩器转得很慢，故无增压作用。o 2当踩下加速踏板时，发动机转速加快，使排气量增加，推动涡轮加
21、速，而增加压缩气体。在节气门翻开，至增压气体增加，功率加大的这段时间，称为增压迟滞。o这段时 间包括涡轮从惰速提升到增压转速，及压缩器与进气冷却器等由真空变成有压力，总时间 约需o.5s或以上。此增压迟滞现象对很多驾驶员而言，是很明显而又令人不愉快的感觉。涡轮增压器的构造与作用o3改善方法o 减低涡轮及压缩器的重量，使涡轮加速更轻快。o 将一个较大的涡轮增压器，改为两个较小的涡轮增压器，称为双涡轮o 改善排气冲击涡轮叶片的角度，以提上下转速时的增压压力，称为可变几何涡轮增压器，有两种形式:o可变翼片式涡轮增压器 o可变面积式涡轮增压器 涡轮增压器的构造与作用o可变几何涡轮增压器的两种形式:o
22、可变翼片式涡轮增压器:环绕在涡轮叶轮的周围装上1015片的翼片，由ECM控制的执行器操纵翼片角度的变化。当发动机在低转速，翼片局部翻开，减少排气阻力，且无增压作用；节气门翻开时，翼片全开，排气冲击涡轮叶片，使增压压力提升。o 可变面积式涡轮增压器：o在排气进入涡轮的入口处：装设一片或多片的翼片，由ECM控制的执行器操纵翼片角度的变化。当节气门翻开加速时，翼片的角度使排气流速增加，以提供较迅速的增压效果。涡轮增压器的构造与作用o7改装增压器时应本卷须知o 1发动机内的汽门、活塞、连杆、曲轴等必须强化处理或换件。o 2发动机脚必须强化处理或换件。o 3发动机电脑必须重新调整设定。o 4空燃比必须检
23、查及调整。o 5自动变速器能否承受传输动力的大幅变动。o 6制动系统能否配合车速的变化。奥迪奥迪A6增压检修例如增压检修例如涡轮增压系统检修原理涡轮增压系统检修原理o一、基本检查一、基本检查oa a、检查废气涡轮增压器的涡轮壳，应无因为过热、咬合、检查废气涡轮增压器的涡轮壳，应无因为过热、咬合、变形或其它损伤而产生的裂纹，否则应更换废气涡轮增压变形或其它损伤而产生的裂纹，否则应更换废气涡轮增压器。器。ob b、检查涡轮油孔，应无淤积和堵塞。、检查涡轮油孔，应无淤积和堵塞。oc c、检查废气涡轮增压装置的进油管和回油管，应无堵塞、检查废气涡轮增压装置的进油管和回油管，应无堵塞、压瘪、变形或其它损
24、坏。压瘪、变形或其它损坏。涡轮增压系统原理涡轮增压系统原理od d、检查废气涡轮增压器，应不漏机油。、检查废气涡轮增压器，应不漏机油。oe e、检查安装在活性碳罐和废气涡轮增压器前部进气软管、检查安装在活性碳罐和废气涡轮增压器前部进气软管之间的活性碳罐单向阀、制动助力器和进气歧管之间的之间的活性碳罐单向阀、制动助力器和进气歧管之间的单向阀，应安装正确，上面的箭头应指向导通方向。单向阀，应安装正确，上面的箭头应指向导通方向。of f、检查所有的管路，应连接牢固、无泄漏、老化等。、检查所有的管路，应连接牢固、无泄漏、老化等。一汽奥迪一汽奥迪A6 1.8T带废气涡轮增压器的带废气涡轮增压器的增压进气
25、系统总体构成增压进气系统总体构成机械式空气再循环阀的检修机械式空气再循环阀的检修 o机械式空气再循环阀装在涡轮增压器前面，在通过增压器空机械式空气再循环阀装在涡轮增压器前面，在通过增压器空气再循环阀的真空控制下，在发动机超速切断、怠速及局部气再循环阀的真空控制下，在发动机超速切断、怠速及局部负荷时翻开，使节气门前面存在的增压压力卸压，涡轮增压负荷时翻开，使节气门前面存在的增压压力卸压，涡轮增压器保持在较高的转速。器保持在较高的转速。o一般在发动机功率缺乏或有负荷变化冲击时应检查机械式空一般在发动机功率缺乏或有负荷变化冲击时应检查机械式空气再循环阀。气再循环阀。涡轮增压器空气再循环阀涡轮增压器空
26、气再循环阀N249的检修的检修o检查涡轮增压器空气再循环阀的内阻。拔下涡轮增压器空检查涡轮增压器空气再循环阀的内阻。拔下涡轮增压器空气再循环阀的导线连接器，用万用表气再循环阀的导线连接器，用万用表档在涡轮增压器空档在涡轮增压器空气再循环阀侧导线连接器处检查涡轮增压器空气再循环阀气再循环阀侧导线连接器处检查涡轮增压器空气再循环阀的电阻，其值应为的电阻，其值应为27-3027-30。o涡轮增压器空气再循环阀由燃油泵继电器供电涡轮增压器空气再循环阀由燃油泵继电器供电 增压压力限制原理增压压力限制原理增压压力限制电磁阀增压压力限制电磁阀N75的检修的检修o增压压力限制电磁阀的增压压力限制电磁阀的检修过
27、程和方法与涡轮检修过程和方法与涡轮增压器空气再循环阀的增压器空气再循环阀的检修过程和方法完全一检修过程和方法完全一样，只是增压压力限制样，只是增压压力限制电磁阀内阻为电磁阀内阻为23-3523-35。增压最高压力测试增压最高压力测试o将变速器挂入将变速器挂入3 3档，在发动机转速为档，在发动机转速为2000r/min2000r/min时时以节气门全开进行加速，观察仪表板上的发动机以节气门全开进行加速，观察仪表板上的发动机转速表。转速表。o在发动机转速约为在发动机转速约为2500r/min2500r/min时，压力表上显示时，压力表上显示的值应为的值应为1.600-1.700bar1.600-1
28、.700bar160-170kpa160-170kpaVAS5051VAS5051或或VAG1551VAG1551上显示组上显示组115115的显示区的显示区4 4上显示上显示的数据为的数据为1.600-1.700bar1.600-1.700bar。增压压力传感器增压压力传感器o当增压压力过高时，电控单元将切断当增压压力过高时，电控单元将切断发动机的燃油供给，以保护发动机。发动机的燃油供给，以保护发动机。o检查增压压力传感器的信号电压。插检查增压压力传感器的信号电压。插上增压压力传感器导线连接器，用万上增压压力传感器导线连接器，用万用表用表V V档测量增压压力传感器导线连接档测量增压压力传感器
29、导线连接器信号端子和搭铁端子之间的电压。器信号端子和搭铁端子之间的电压。发动机怠速运转时，信号电压值应约发动机怠速运转时，信号电压值应约为为1.90V1.90V，发动机急加速时，信号电压，发动机急加速时，信号电压值应为值应为2.00-3.00V2.00-3.00V。三、问答题o1旧型的机械增压器有何缺点?o 2现代高效率机械螬压器钓优点为何9o 3试述涡轮增压嚣的优点。o 4如何减低权械增压器的动力损耗?o 5增压系旄为何必须安装中间冷却器?o 6，试述电肚控制式增压控制时柞用。o 7何谓增压迟滞?o 8如何改善增压迟滞的现象?.谢 谢搜索：朱明工作室搜索：朱明工作室zhubob21cn.精采系列课件更多精采系列课件更多演讲完毕，谢谢观看！