什么是发动机增压技术

太平洋汽车网涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机,涡轮增压器(Tubro)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内,叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,再送入气缸。

现代汽车工业的很多技术都来自于航空业,发动机增压技术也是如此。装备增压器的车型正在逐渐被人所熟知,发动机增压技术从研发到大规模应用,走过了一个漫长的历史过程。这项技术根据工作原理的不同可以分为机械增压器、废气涡轮增压器、复合式增压器、惯性增压器、气波增压器和冲压式增压器。

几种增压技术的原理所谓机械式增压器是指增压器的压气机转子由发动机曲轴通过齿轮、皮带或链条等传动装置来驱动旋转,从而将空气压缩并送入发动机气缸,达到增压的目的。这种增压器响应迅速,但由于需要额外的传动装置,机械式增压器的结构比较复杂,体积较大,同时还要消耗一定的发动机有效功率,因此燃料经济性会受到一些影响。

废气涡轮增压器则是利用发动机排出的废气能量来驱动增压器的涡轮,并带动同轴上的压气机叶轮旋转,将空气压缩并送入发动机气缸。由于废气涡轮增压器利用排气能量驱动,与发动机之间没有任何机械传动连接,使得它的机械效率更好。同时,它不需要复杂的传动机构,而通过不断的技术积累,传统废气涡轮增压器的涡轮迟滞现象也得到了很好的控制。因此成为目前应用最为广泛的发动机增压装置。

复合式增压器也就是把机械增压器与废气涡轮增压器联合起来工作的增压装置,主要用于某些二冲程发动机上,借以保证发动机起动和低速负荷时有必要的扫气压力。复合式增压器还适合于排气背压较高的场合(如水下),但它的结构过于复杂,体积过大,多用于固定式机器,并不适合小型乘用车辆。

惯性增压器是利用空气在进气歧管中的惯性效应、脉冲波动效应及其综合效应来提高发动机气缸充气效率的方法。惯性增压器通过特殊几何形状的凸轮轴控制气门的开启角度及时间:气缸在前半个进气行程中,进气门只开启很小的通过截面,使气缸中形成一定的负压,当活塞走过半个进气行程后,进气门迅速开启,很快达到最大通过截面,此时空气以很高的速度冲入气缸。

从某种意义上来说,惯性增压器在很大程度上推动了发动机技术的发展,目前的可变进气歧管长度技术及可变气门控制系统(如丰田的VVT-i技术)均得益于这一原理。