车用汽油机增压

பைடு நூலகம்
冷器与进气歧管 间接 口用适用钢管或耐高温耐压胶管连接起
近年来 ，随着 中国汽车产业 的高速 发展和环境问题 的 日
分压力 ， 使增 压压力一直保持在额定值。
趋严重 ， 高性 能、 油耗 、 排放 的新 型发动 机 已显得 尤为重 低 低 要。２０ ０ ９年 以德 国大众汽车为代表 的跨 国汽车公 司纷纷推 出 增压汽油发动机为动力的汽车新产 品， 占市场 制高点。 抢 为适 应 国际发展 的趋势 ， 赶上行业发展 的步伐 ， 五菱柳机与 国内知 名发动机研究公 司合作开发 １０ 型车用汽油机，可应对满 ． Ｔ微 足 国家第三 阶段乘 用车燃料 限值标准 、国 Ⅳ， Ｖ排 放法规 、 小 型高效 等技术要 求。 将填补 国家 １ Ｌ左右增压微型发动机 的空 白， 是新型小排量商务车 、 微轿 的节能新动力 。
１ 增 压发 动机 工作 原理 及 结构
涡 轮增压是该 汽油机开发 的核心技术 ，工 作循环如 图 １ 所示 。 此款发动机采用 的是废气涡轮增压器（ 结构 如图 ２ 。 ） 其 原理是将泵 轮安置在排气管 出 口处 ，同时泵轮和涡轮为一体
２ 增压 发 动机 台架 匹配性 能试 验方 法
技术 使用 基础等综 合 因素 ，． 动机选 配有着 悠久历 史 、 １ Ｔ发 ０ 技术领先 的 Ｅ本三菱重 工针对柳机产 品特点专 门设 计的增压 ｔ
图 １ 发 动 机 增 压 系 统
器 。该类 型增压 器配备高性能的流量拓宽 Ｒ ｃ结构涡轮叶轮 ｃ 及压气 机 叶轮 ， 具有 结构 紧凑 、 积小 、 体 净质 量小 、 可靠 性高 、 良好 的耐高温性 能等特点 。
２１ 试 验 的 主 要 目的 ．
连接 ， 只要 有废气排 出 ， 轮就会 通过转子 带动 涡轮旋转 ， 泵 从 而压缩新鲜空气 。 以只要发动机一启动 ， 所 涡轮增压器就开始 工作 。发动机采 用的涡轮增压器带有一个 机械式限压 阀和一 个 电控 阀： 发动机在低速运转约 １ ０ ｒ ｎ左右时 ， ０ｒ ｉ ２ ／ ａ 增压压力 迅速达到额定值 ，使发动机得 以在低转速 ２０ ０ｒ ｉ ０ ｒ ｎ就得到 ／ ａ 最大扭矩值 的 ７ ％ ， ０ ｍ ｎ 右即可达到最大扭矩峰值 ， ５ ３００ｒ ｉ 左 ／

压 气机 流量 范 围要 求都 比较 高 。
（ ４ ） 汽油 机靠节 气 门开闭 控制 负荷 ， 在车 辆减
速时油 门踏板 快速 收 回进 气 管路 容 易进 入 小 流量 大压力 的状 态 ， 导 致增压 器 喘振 的发生 。
来 由于对 发动机强化 指标 要求 的提 高 ， 也 由于燃 油
力不 能太 高 ， 增 压效果 没有 柴油 机 明显 。
（ ２ ） 汽 油机燃 烧 过量空 气 系数 小 ， 工作 温度 和
排气 温度 比柴 油 机 高 ， 因此 汽 油 机 燃 烧 系统 零 件
和涡轮 的热负 荷都 比较高 。 （ ３ ） 车用 汽 油 机 的 运 行 范 围 宽 ， 工 况 变 化 频 繁， 对涡 轮增 压 器 与 汽 油 机 的 匹配 特 性 和增 压 器
再循 环 阀也 称 压 气 机 泄 压 阀 ， 其 主 要 功 能 是 在节 气 门突然关 闭时 （ 如急刹 车 等 ） 迅速 释 放增 压
压力来 达 到保 护压 气 机 和避 免 喘振 。再 循环 阀根 据布 置位 置分 为分 立式 和集 成式两 种 。
汽油 机增 压 器 普 遍 采 用 压 气 机 泄 压 阀 ， 也 称
汽 油机 增 压技 术 目前 存在 的 问题 和 解 决方 法
王应 红 王 少鹏 赵 永 生 郑 重 （ 上海汽车集团股份有限公司技术中心， 上海 ２ ０ １ ８ ０ ４ ）
【 摘要】 针对汽油机 增压系统的 技术特点、 结构类型以及现阶 段的应用状况及发展趋势做了 分析， 同时
价格上涨 以及排放 限制 的压力 ， 涡轮 增压 技术 的应 用在 汽油机 中有 逐渐 扩 大 的趋 势 。本 文 重 点 就 汽
采 用 增压 中冷 技 术是 抑制 爆 震发 生 的一 个 重 要措施 ， 同时 可 以基 本 保 证 原 来 的压 缩 比从 而保

1.增压的概念、目的、类型：增压是在发动机进气过程中预先把空气压缩，然后再供入汽缸，以此提高进气密度，增加进气量的一项技术。

目的：增加发动机功率；改善燃油经济性；控制排放。

类型：机械增压，废气涡轮增压，气波增压。

2.汽油机增压有哪些困难？采取哪些措施？困难：（1）汽油机增压后爆震倾向增加（2）由于汽油机工况混合气的过量空气系数小，燃烧温度高，因此增压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，使用转速和功率范围宽，致使涡轮增压器与汽油机的匹配困难（4）涡轮增压汽油机的加速性较差措施。

措施：发展乘用车汽油机的增压技术，发展汽油喷射发动机和电控技术，改善增压器性能。

3.基本术语：上止点：活塞顶离曲轴回转中心最远处，及活塞最高位置下止点：活塞顶离曲轴回转中心最近处，及活塞最低位置发动机排量：内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机的排量压缩比：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后气缸中气体的最小容积之比（即汽缸容积与燃烧室容积之比称为压缩比）4.四冲程汽油机、柴油机工作原理：四冲程汽油机：进气：活塞在曲轴带动下由上止点移至下止点，此时排气门关闭，压缩：进气行程结束后，活塞在曲轴带动下由下止点移至上止点，此时进排气门都关闭，其压力和温度同时升高，做功：压缩行程结束后，在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转做功，进排气门关闭，排气：排气行程开始，排气门开启，进气门任然关闭四冲程柴油机：进气，压缩，做功，排气四个行程，进排气门的开关和曲轴连杆机构的运动与汽油机完全相同，由于便用性能不同，使其在混合气行程方法及点火方式有着根本差异。

5.活塞环类型：气环和油环6.V型发动机连杆类型：并列连杆式，叉形连杆式，主副连杆式7.缸体曲轴箱结构形式：一般式气缸体，龙门式气缸体，隧道式气缸体8.曲拐的布置原则：（1）应该使连续做功的两个汽缸相距尽可能远，以减轻主轴承载荷和避免在进气行程中发生抢气现象（2）各汽缸发火的间隔时间应该相同（3）V型发动机左右两列应交替发火9.曲轴的平衡重平衡机构平衡对象？设计配合机构几种做法：平衡重：曲轴平衡重用来平衡旋转惯性力和力矩平衡机构：平衡机构用来平衡往复惯性力及其力矩10.为什么设曲轴扭转减振器？当发动机转矩的变化频率与曲轴转动的自振频率相同或成整数倍时，就会发生共振，共振是扭转振幅增大，并导致传动机构磨损加剧，发动机功率下降，甚至曲轴断裂，为了消减曲轴的扭转振动，现代汽车发动机多在扭转振幅最大的曲轴前段装置扭转减震器。

ｔａ ｉｉｎ ｌ ｏ ｒｔａ ｎ ａ ｓ ｌ ｙ ａ ｒ ｄ ｔｏ ａ ｗｅ－ｒ ｉ ， ｌｏ ｐ ａ ｎ ｉ ｏ ｔ ｎ ｏ ｅｉ ｉ ｅｄ Ｔ ｉ ａ ｅ ｋ ｓＴＳ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｌ ｓ ｇ ｎ Ｋｏ ｚ ｒ ｐ ｍｐ ｒａ ｔ ｌ ｎ ｔ ｓｆ ｌ ． ｈ ｓ ｐ ｒ ａ ｅ Ｉｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆ ｒ ｈ ｉ ｐ ｔ Ｖｏ ｋ ｗａ ｅ ｎ ｅ ｎ ａ ｘ ｍｐ ｅ ｅ ｈ ｓｚ ｎ ｈ ｔｉ ｂ ａ ｔ ｏ ｈ ｐ ｗｅ ｆ ｌ ｒｖ ｎ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｎ ｕ ｓ ａ ｄ ｎ ｕ ｌ ｃ ｎ ｍｙ Ｍ ｅ ｎ ｉ ， ｓ ｅ ａ ｌ ， ｍｐ ａ ｉｉ ｇ ｔ ａ ｔ ｏ ｓｓ ｂ ｔ ｏ ｒ ｕ ｉ ｉ ｇ ｐ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ ａ ｄ ｏ ｔ ｔｎ ｉ ｇ ｆ ｅ ｏ ｏ ． ｄ ｅ ａ ｗｈ ｌ ｅ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｂ ｉ ｆ ｈ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ Ｉ ｔ ｅ ｆ ｅ ｏ ｈ ｓ ａ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆＴＳ ， ｈ ｕ ｌｃ ｏ ｅ ｔａ ｏ ｂ ｔ ａ ｄ ｉ ｐ ｔ ｎ ｉ ｌｆ ｒ ＣＯ２ｅ ｉ ｓｏ ｓ ｍ ｓｉｎ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ Ｍ ｏ ｅ ａ ｄ ｍｏ ｅｏ ｈ ｒｍａ ｎ ｔ ｙ Ｅ ｒ ｐ ｕ ｏ ｂ ｌ ｎ ｆ ｃ ｕ ｅ ｓｈ ｖ ｌｏ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ａ ｄ ｐ ｏ ｕ ｅ ｒ ｄ ｃ ｓ ｅ ｕ ｔｏ ． ｒ ｎ ｒ ｔ ｅ ｉ ｓａ ｕ ｏ ｅａ ｔ ｍｏ ｉｅｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｒ ａ ｅ ａ ｓ ｅ ｅｏ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｓｍａ ｌ ｉ ｐ ａ ｅ ｅ ｔ ｔ ｒ ｃ ａ ｇ ｄ Ｄｒｖ ｎ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ； ｕ ｌ ｃ ｎ ｍｙ ＣＯ２ ｍ ｉ ｓｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌ ｄ ｓ ｌ ｃ ｍ ｎ ＆ ｕ ｂｏ ｈ ｒ ｅ ； ｉ ｉ ｇ ｐ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ Ｆ ｅ ｏ ｏ ｅ ； ｅ ｓｉｎ

气门） ，可 提 高功 率 ，改善 燃烧 质 量 ，如 捷 达王 ５
ｌ ）可控燃 烧速 率系 统 （ Ｂ ：两个 进气道 ， １ Ｃ Ｒ）
有 一个 是切 向进 气 的，另一个 是 中性 的。喷油 器 向 两 个进 气道 喷入 等量 的燃 油 。改变进 气 口封 闭控 制 阀 的位 置 ，可调 节气 缸 内空气 涡流 强度 和 混合气 浓 度 ，实现稀 薄燃烧 ；
多种 机型 ，例 如 ：切诺 基 Ｂ ４ ８ Ｊ ９ Ｑ、Ｂ ６ ８ （ ． 、 Ｊ９ Ｑ ２５ Ｌ ４Ｏ ） ．Ｌ ；桑塔 纳 Ａ Ｅ （ ．Ｌ ；帕萨特 Ａ Ｅ １ ） ８ ＷＬ （ ． ； １８ Ｌ）
４ ）汽 油机 增 压 ：可 提 高升 功 率 ，在 排 量 不变 的情 况 下 ，可 提高 功率 ，如 帕 萨特 １ Ｔ轿 车 。 ． ８ ５ ）可变 进气 道长 度 （ Ｍ ） ＶＩ ：存
东 风悦达 起 千里 马 （ ． ， 以及 内沈 阳新光 、 １ Ｌ） ６ 保 定长城 等 企业 生产 的 ４ １ （ ９Ｑ 中 ４ ，吉利生 Ｙ）
产 的 Ｊ ３ ６ １ Ｌ） Ｊ ４ ９ １３ １ Ｌ） Ｊ ４ １ １ Ｌ） Ｌ ７ （ ． 、Ｌ ７ （ －、 ． 、Ｌ ８ （ ． ０ ５ ８
高压汽 油直接 喷射 到气 缸 内 ，周 围为稀 薄混 合气 ，
实现分层燃烧， 可提高燃料经济性， 节油 ２％左右 ， ０
如 丰 田皇冠 ３０ ６汽 油机 （ ． Ｖ Ｌ 国产 皇冠无 Ｇ ＤＩ技
术 ） 。
此欧洲 已执行欧Ⅳ标准。以下为国外在汽油机方面
主 要先进 技术 。 １ ）多气 门技术 ：每 缸 ３ ５个气 门 （ 多为 ４ — 大
维普资讯
ｍ ａ ａ ｉ ． ｕｔ ｉ ｏ ＿ｏｖｃ ｑ ｚ ｎｅａ ｏ ｎｆ ． ｑ ．ｎ

在 受爆震制 约 的特 性 曲线 效压 力工况必须具 有高 的燃 烧
设 计 而 适 当 降， ｒ ．。除 了 验证为数众多的开发重点和喷 理想 ，特别是全 负荷工况的混 场范围内，低转速和高平均有 ［ Ｊ５ Ｌ ９ ￣ 取 了新 的配气正 时策 略 ，对换 油器 的开发过 程 中，除了进行 降低 了燃油耗和 排放 。由于混 稳 定性 ，其 中滚流 阀的控制起
１ 油喷射 ． 燃
１ Ｔ Ｆ 油机的换气和燃 特殊 的要 求。 ． －Ｓ ８
促 １Ｔ Ｆ ｔ ． ～ Ｓ汽油机 应用 了多 构型式是 最有利 的 ，而选择 最 进 行喷射 ， 进 了燃 油与周 围 ８ 喷油器 能够实现最 小和最 大喷 是 ，可应用两次喷射的范围却
５ ａ． Ｊ １ 是许 多部件 都 已经 过详 细 的改 孔 喷油 器 技 术 ， 以便 能 够 明 大 喷 油压 力为 １ ＭＰ ￣ 使 得 新 鲜 空气 更 均 匀 的混 合 。但 进 ，开发 的重点是 改善起 步扭 显 地 改善 混 合 气 的均 质 化 。 矩， 特别是动 态扭矩的建立。 通过 喷孔数 目、单个喷孔 几何 油量之间大的喷油量跨度 ，并 受到限制 ：负荷太低时受到喷
均匀 的空 燃 比分布 。 ４ 动态加 速性能 ． ２ ０ ｒｍｉ 转 速 时 负 荷 ００ ／ ｎ
转 速 （ｍｉ） ｒ ｎ ／
曩
８
Ｅ
在 从 怠 速 一 直 到 ３ ０ ０ ０／ ｒ
— １ Ｅ） ０ ０
ｍｉ的特 性 曲线场 范 围内 ，滚 突 变 的 情 况 示 于 图 ２ 上 ， ｎ ５ 流阀是始 终关闭 的 ，以便确 保 １８ —Ｆ ； ｆ 机 达 到 全 负 荷 ．Ｔ Ｓｌ ｄ ％ － ￣
的２ Ｔ Ｆ Ｉ ；机 为基础的 ，但 ， — ｓ； 由 ０ 气

大众,EA111,1.4TSI发动机增压的技术问题及其解决方案摘要：从基本原理方面来说，汽油机增加和柴油机较为相似，但是从技术方面而言要大大的难于柴油机。

这是因为汽油机增压之后爆震倾向提高，热负荷增多，同时增压系统更加复杂。

以前除开高强化汽油机的赛车以及高原行驶车辆之外，普通的汽油机很少应用。

上世纪七十年代开始，全球很多国家尤其是发达国家，城市噪音污染日益严重，加之石油危机的出现，迫使汽油机增压技术必须更快的向前发展。

本文主要讲述了增压问题及其解决方案。

着重论述了存在的关键性技术问题：排温过高、爆燃、热负荷等。

涡轮增压；爆燃；热负荷；增压中冷1汽油发动机增压技术的难点1.1爆燃倾向增大爆燃是气缸内未燃部分混合气在火焰前锋到来之前自行燃烧，在气缸内形成无方向的爆炸燃烧。

由于爆燃出现后，缸内压力曲线产生高强度的波动，另外发动机会出现一种高频金属敲击声，故又称为敲缸或爆震。

增压让压缩终了混合气的温度与压力逐渐增加，造成爆燃倾向提升。

汽油机因为受到爆燃限制，压缩比减少，所以导致燃烧膨胀度不足，造成排气温度提升。

1.2热负荷加重汽油机混合气浓度范围较窄，燃烧过程中过量空气不多，导致单位数量混合气的发热量提升，同时由于汽油机无法借助于提高扫气来让零件冷却，所以让汽油机增压之后的热负荷有所提升。

1.3混合气的控制汽油机一般为变量调节，化油器式发动机在增压过程中，气体通过化油器喉口的压力处于变化状态，不但无法非常准确的供应某种浓度的混合气，同时还提供了类似于增压方案选择、化油器密封以及加速响应性能等一些问题。

电控汽油喷射技术的应用，为增压技术在汽油机中的应用扫除了一大障碍。

1.4汽油机与增压器匹配困难和柴油机比起来，汽油机转速范围更宽，从低速到高速混合气质量明显变化。

节气门打开后，增压器会在一定程度上滞后；增压后发动机排气温度提升，非常容易导致增压器损坏；可能存在低速状态下增压压力不够，高速状态下压力增加且寿命不足的问题。

ｎ ｌｓｓ ｓ ｉ ｅ ｉ ｎ ｎ ｔ ｅ ｔ ｒ ｏ ｈ ｒ ｉ ｇ ｆ ｎ ｉ ｅ ｅ ｕ ｔｇ ｓ ｉ ｅａ ｌ ｕ ｈ ａ ｄ ｆ ｇ ａｅ ａ ａ ｙ ｉｅ ｍｐ ｄ ｍｅ ｔｏ ｈ ｕ ｂ ｃ ａ ｇ ｎ ｒｅ ｇ ｎ ｘ ａ ｓ— ａ ｎ ｄ ｔ ｉ， ｓ ｃ ｅ ａ ｒ ｔ ， ｂ ｒ ｅ ｆ ｈ ａ ， ｏ ｈ ｓ ｌ ｕｔ ｎ ｏ ｅ ｔ ｈ ｄ ｆ ｃ ｈ ｔ ｎ ｉ ｅ ｍａ ｃ ｉｇ ａ ｄ ｃ ｕ ｔ ｒ ａ ｕ ｅ ｔ ｅ ｏ ｖ ｅ ｉ ｅ ｉ ｅ ｔＯ ｌｔ ｅ ｅ ａ ｓ・ ａ ｕ ｂ ｃ ａ ｇ ｒ ｅ ・ ｉｑ ｕ ｏ ｅ ｇ ｎ ｔｈ ｎ ｌ ｎ ｏ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｏ ｒｓ ｌ ｅ ｔ ｍｐ ｄ ｈ ｍ ｎ ｉ ｈ ｘ ｕ ｔ ｓ ｔ ｒ ｏ ｈ ｒ ｅ ｆ ｎ ｈ ・ ｇ ｏ ・
等 。在 汽 油 机 增 压 后 的变 工 况 情 况 下 ， 控 制 ｅ和 要 范 围就 必 须 精 心 地 调 整 燃 油 供 给 系 统 的 供 油 特 性 曲
线 ， 行 增 压 器 与 汽 油 机 的 良好 匹 配 。 进 １ １４ 扫 气 不 同 ．．
１ １ 车 用 汽 油 机 采 用 废 气 涡 轮 增 压 的 特 点 ．
ｇｎ ｉ ｅ．
Ｋ ｅ ｒ Ｇａ ｏ ｉ ｅ ｅ ｇ ｎ Ｔｕ ｂ ｃ ｒ ｎ Ｉ ｅ ｉ ｎ Ｃｏ ｎ ｅ ｍｅ ｕｒ ｙ ｗｏ ｄｓ ｓ ｌｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ｏ ｈａｇｉｇ ｍｐ ｄ ｍｅ ｔ ｕ ｔｒ ａ ｅ ｓ
１ 前 言
废 气 涡 轮 增 压 技 术 和 废气 涡 轮 增 压 器 在 柴 油 车 上
１ １ ２ 混合 气形 成 方 式 不 同 ．．
机相 比会使缸 内废 气 量增 加 ， 同时也 不 利于 高 温机件 （ 活塞顶 部 、 门 、 缸 ） 负荷 的降低 。 如 气 气 热

汽油机增压的技术问题及其解决方案摘要：汽油机增压，虽然在增压原理上与柴油机增压基本相同，但在技术上要比柴油机增压困难得多。

主要由于汽油机增压后爆震的倾向增大，热负荷增高，且增压系统较为复杂。

过去除高强化汽油机的赛车和高原行驶车辆采用增压技术外，一般汽油机很少应用。

20世纪70年代后，世界各地特别在发达国家，城市污染与噪声已成公害，再加上石油危机，这就促使汽油机增压技术得到较快的发展。

本文主要讲述了增压问题及其解决方案。

着重论述了存在的关键性技术问题：排温过高、爆燃、热负荷等。

关键词：涡轮增压爆燃热负荷增压中冷一、汽油机增压技术的难点（一）爆燃倾向增大爆燃是气缸内未燃部分混合气在火焰前锋到来之前自行燃烧，在气缸内形成无方向的爆炸燃烧。

因爆燃发生时，缸内的压力曲线出现高频大幅度波动，同时发动机会产生一种高频金属敲击声，故又称为敲缸或爆震。

增压使压缩终了混合气的温度和压力趋于升高，致使爆燃的倾向增大。

汽油机由于受爆燃限制，压缩比ε较低，因而造成燃烧膨胀不充分，致使排气温度较高。

（二）热负荷加重汽油机混合气的浓度范围窄，燃烧时的过量空气少，造成单位数量混合气的发热量大，又因为汽油机不能利用加大扫气来冷却受热零件，因此使得汽油机在增压后的热负荷偏高。

（三）混合气的控制汽油机采用变量调节，化油器式发动机进行增压时气体流经化油器喉口的压力是变化的，不仅难于精确供应一定浓度的混合气，还增加了一些如增压方案的选择、化油器的密封、加速响应性能等新问题。

电控汽油喷射技术的应用，为增压技术在汽油机中的应用扫除了一大障碍。

（四）汽油机与增压器匹配困难与柴油机相比，汽油机的转速范围宽，从低速到高速混合气质量变化大。

当节气门突然开打时，增压器相应滞后；增压后发动机排气温度高，易造成增压器损坏；并出现低速时增压压力不足，高速时增压压力过高及寿命降低的情况。

二、汽油机涡轮增压的主要技术措施（一）汽油机增压爆燃的技术措施1、降低压缩比ε降低压缩比可以降低压缩中了混合气的温度Ta，控制爆燃的发生，正是增压后解决爆燃的常用方法。

2. 电控爆燃控制
点 火 时 刻
转 矩
图9 爆燃控制过程的波形图
转速×103（r/min）
图10 点火时刻和爆燃的关系
l—爆燃范围；2—余量幅度；3—无爆燃控制时；4—有爆 燃控制时； MBT—最大转矩的点火提前角
通过爆燃传感器检测其爆燃信息，将输出波形进行滤波处理，并判定有无爆燃 发生，然后由微机进行控制，首先延迟发生爆燃那一缸的点火提前角，使发动 机处于既不发生爆燃，又处于较为理想的工作状态。采用爆燃控制以后，可以 在避免发生爆燃的前提下，最大限度地发挥整机潜力 。
1. 电控汽油喷射系统
图8 增压汽油机的电子控制系统
1—空气滤清器；2—空气流量计；3—涡轮增压器；4—放气阀；5—爆燃传感器；6—水温传感器； 7—增压压力传感器；8—节流阀位置传感器；9—EGR阀；10—中冷器；11—喷嘴；12—点火线 圈；13—火花塞；14—比例式压力控制电磁阀；15—电动汽油泵；16—变速器空档位；17—车速 传感器；18—点火正时控制信号；19—曲轴转角传感器
为了防止涡轮增压器的超速 及增压压力过高，可以采用提升阀 等措施来控制排气旁通的通道。
a）
b）
图3 排气旁通增压系统
a）旁通阀关； b）旁通阀开
用软管将压气 机涡壳空腔与膜片 作用器的空腔连接 起来，传递压气机 出口处空气压力变 化信号。当发动机 在正常的稳定状态 下工作，增压压力 不高，提升阀是关 闭的。当增压压力 超过某一规定值时， 提升阀打开，部分 排气不进入涡轮， 而由旁通管直接排 入大气中，因此涡 轮转速不会上升， 压气机出口压力也 保持在限定值以下。
(NOx)，改善发动机的低速性能。因此，也就产生了中间冷却技术。
➢
柴油机中间冷却技术的类型分两种，一种是利用柴油机的循环冷却水对中冷

安全管理论文之汽油机增压的技术问题及其解决方案随着消费者对汽车性能和燃油经济性的要求越来越高，汽油机的增压技术越来越受到关注。

增压技术可以明显提高汽油机的动力性和燃油经济性，但在实际应用中还存在一些技术问题。

本文将探讨汽油机增压的技术问题及其解决方案。

一、汽油机增压技术的原理汽油机增压技术通过增大气缸内空气的压力和密度，使燃油更加充分的燃烧，从而提高汽油机的动力性。

汽油机增压技术主要有两种实现方式：机械增压和涡轮增压。

机械增压利用机械装置（如离心式增压器）将发动机排放的废气，驱动加速器及动力传动系统带动增压器叶片旋转，以高速旋转压缩空气，并压送至进气歧管；涡轮增压则是利用排出的废气直接驱动涡轮叶轮，涡轮叶轮高速旋转以压缩进气空气，达到增压的作用。

二、汽油机增压技术的技术问题汽油机增压技术在提高汽车动力性和燃油经济性的同时，也存在着一些技术问题：1. 增压器的损坏问题机械增压器叶片旋转速度高，易受到物理损坏，因此需要定期检查并更换；涡轮增压器叶轮高温易变形、开裂，甚至剪断，所以汽车在使用过程中要注意避免急停急启等操作，以免导致增压器叶轮损坏。

2、进气温度升高增压技术能使空气中的含氧量增加，但增压也会带来进气温度升高的问题，这会降低燃油燃烧效率，造成更多废气排放。

3、机械增压装置的噪音问题机械增压装置在工作时会产生很大的噪音，这种噪音不仅会影响驾驶体验，还会使汽车内部的噪音级别升高，给驾乘者带来不舒适。

三、汽油机增压技术的解决方案针对以上技术问题，有以下解决方案：1、增压器叶片的改进和材质变更目前市场上的增压器叶片大多采用铝合金或钛合金，而随着材料科技的进步，增压叶片可以更换铝锂合金，铝锂合金具有优异的强度和耐腐蚀性，相对于传统材料更加耐用。

2、增压器对空气的预热为了降低进气温度，可以增加强制气冷器的使用，将压缩空气通过强制气冷器前冷却，降低空气温度。

3、增加储能器通过在进气管道中加入储能器，可以增加进气管道的容积，从而减缓压缩空气的速度，降低机械增压器噪声。

１ 试 验 发 动 机 和试 验 方 法
试 验 发动 机 为 直列 ４缸 汽 油机 ， 配备 废 气涡 轮
增 压 器 ， 量为 １ ８Ｌ， 大功 率为 １ ８ｋ ， 大功 排 ． 最 １ Ｗ 最 率转 速为 ５５ ０ｒｍｉ ， 大扭 矩 ２ ５Ｎ ・ 最 大扭 ０ ／ ｎ 最 １ ｍ，
矩 转 速 为 ４ ０ ０ ｒ ｍｉ 。试 验 整 车 的 整 备 质 量 为 ０ ／ ｎ １５ ０ｋ ， ９ ｇ 轴距 为２７ ５ｍｍ， 备 ５速手 自一体 自动 ０ 配
变速 箱 。排放试 验 在 整 车 排放 性 能 转 鼓 上进 行 ， 执 行欧 洲 ＮＥ Ｃ 排 放 循 环 的试 验 工 况 ， 市 区循 环 Ｄ 由
的 ＮＭＨＣ排 放 目标 ， 更低 的 ＮＯ 排 放 要求 和更 长 时间 的耐久性 要 求 ， 同时 对 Ｅ Ｄ 的排 放 限值 也 更 ＯＢ
加严 格 ， 对发 动机 设 计 以 及 与排 放 相 关 的技 术 手 这 段提 出 了更 高 的要求 。 为达 到 欧 Ｖ 的排 放 目标 ， 常用 的方 法 有 采用 二 次空 气 喷射系 统 、 ＶＶＴ、 双 三元 催 化 器 以及对 发 动
优 化 设 计 可 以 有 效 地 避 免 这 些 不 利 因 素 ， 高 催 化 提
１１ ０Ｓ 其 中 Ｅ Ｅ循 环 为 ７ ０Ｓ ８ ， Ｃ ８ 。起 动 时要 求 发 动 机水 温 和环境 气体 温度 是 （ ５ ）℃ 。 ２ ±５
使用 专用 的标 定开 发设 备对 发动机 控制 器进 行 标定 ， 量发 动机 运 行 的参 数 如 转 速 、 燃 比、 火 测 空 点
欧Ｖ 排放标 准。
关 键 词 ：汽油 机 ；增 压 ； 化 转 化 器 ；标 定 ； 放 控 制 催 排

利用电动涡轮改装汽油机自卸汽车的增压系统电动涡轮是一种现代化的涡轮增压技术。

它通过电动机将高速旋转的涡轮带动，以提高发动机进气量和增加燃烧室中空气的密度，从而实现增加汽车发动机的出力。

利用电动涡轮改装汽油机自卸汽车的增压系统，可以有效提升汽车的动力性能和燃烧效率，降低油耗和排放。

在传统的汽油机中，气缸通过吸气和排气过程来实现燃料的燃烧。

直接进气方式往往难以充分提高气缸的进气量，限制了汽车的动力输出。

而利用电动涡轮增压技术，可以在吸气过程中引入更多的空气，从而提高压缩比和燃烧效率，实现更强的驱动力。

改装汽油机自卸汽车的一种常见方法是在进气管路中添加电动涡轮增压器。

电动涡轮增压器的工作原理是利用电动机驱动涡轮，通过压缩进气量来提高气缸的充气效果。

相比传统的机械增压器，电动涡轮增压器具有启动迅速、高转速范围、可调节性好等优点。

在改装过程中，需要进行一系列的调试和安装工作。

首先，需要选择适合自卸汽车的电动涡轮增压器，并确保其与汽车引擎匹配。

其次，需要对进气管路进行改造，以便安装电动涡轮增压器，并保证气流的流通畅通。

接下来，将电动涡轮增压器与进气管路连接，并调整增压器的工作参数，以提供正确的增压效果。

最后，进行测试和调试，确保增压系统的性能和稳定性。

通过利用电动涡轮改装汽油机自卸汽车的增压系统，可以实现以下几个方面的优势：首先，增强动力输出。

电动涡轮增压系统可以在低转速下提供更大的扭矩输出，提升汽车起步和加速性能。

同时，在高转速范围内，增压系统可以为发动机提供更多的进气量，提高最大功率输出。

其次，提高燃烧效率。

增压系统可以增加燃烧室中的空气密度，使燃料更充分地与空气混合，提高燃烧效率。

这可以减少燃料的浪费，并降低排放物的产生。

再次，降低燃油消耗和排放。

增压系统可以使发动机在相同功率输出下降低燃油消耗。

由于燃烧更充分，废气排放中的有害物质也会减少，对环境造成的影响更小。

此外，增压系统还可以提高汽车的动力响应和驾驶体验。

图1涡轮增压器的布置简图R表示涡轮轴承中心到压气机出气口（或者是涡轮进气口）横截面中心点的距离。

对压气机来说，压气机的A/R 值对压气机性能的影响很小，增压器硬件匹配时基本是固定下来的。

A/R值越大表示具有高流量的倾向。

对涡轮壳来说，一般大A/R比值的涡壳可以扩大流量范围而应用于优化低增压的性能。

小A/R比值的涡壳则应用于高增压。

A/R比值越小，则废气进入涡轮的流速越快，增加了发动机低速时的涡轮功，导致增压压力上升较快，减小涡轮增压的迟滞效应。

但是小A/R比使得废气流入涡轮时，切向角度更大，涡轮叶轮的最终流量将下降，增大背压，导致发动机高速时吸气能力下降，影响了发动机最大功率。

若注重发动机低速扭矩特性和瞬态响应，则应选择小A/R比的涡壳；若更注重发动机高速段的动力输出，则应选择大A/R比的涡壳。

因而需要根据发动机的设计目标来进行选择合理的A/R比。

图2压气机/涡轮的Trim示意图1.2.2压气机/涡轮的Trim对于涡轮来说，Trim是表示压气机/涡轮叶轮的流通能力的关键参数（见图2），其定义如式2所示。

其中inducer为压气机/涡壳叶轮进口外径，压缩机/涡轮叶轮出口直径。

当其他参数相同时，的压气机Trim在50~60之间，Trim在70~80之间。

（3）2涡轮增压器的匹配2.1匹配流程图3所示的是涡轮增压器的匹配流程，从开始到机械强度校核共分为4各阶段5个步骤进行。

搜集好发动机设图3涡轮增压器的匹配流程图要包括中冷温降、压前压力、压前温度、空气流量、压前密度、体积流量、进气歧管压力、压后压力、压后温度、空气流量、压后密度、进气歧管密度、压气机出口温度、压气机作功功率等，如表2所示。

最终根据匹配要求算出压气机对应外特性线上的发动机转速的增压器体积流量、质量流量、压比、压气机效率与压气机的转速等，并在压气机的Map图上画出该发动机外特性工况的效率曲线。

图4是根据某款1.5L涡轮增压发动机的参数特性输入进行匹配得出的压气机MAP图。

基础知识讲座Master the Basics栏目编辑：文二霞 ******************92·October-CHINA 2003年大众公司在1.8L-5V-92kW进气道喷射汽油机的基础上为第二代奥迪A3和A4轿车开发了一种采用齿形皮带传动的新型横置式自然吸气2.0L-4V-FSI分层直接喷射汽油机，其内部型号为EA113汽油机系列。

2004年在此平台基础上开发的世界上第一台涡轮增压缸内直接喷射2.0L-TFSI汽油机批量投入生产。

而2006年新开发的采用链传动的1.8L-TFSI汽油机则是在全新设计的基础发动机上应用了升级版的增压燃油分层直接喷射(TFSI)燃烧过程。

不断创新的TFSI技术为这种最新的机型提供了更大的低速扭矩和更低的燃油消耗，同时新一代发动机管理系统和喷油系统高压部件还能用于满足特超低排放汽车(SULEV)废气法规要求的2.0L-TFSI增压分层直喷式汽油机。

这些新机型在大众公司内部被命名为EA888汽油机系列。

EA888系列汽油机从一开始就是按照用于大众公司所有型号和汽车平台的“全球发动机”和全世界所有市场应用的要求来设计的。

大众公司于2007年春成功推出了这种全新汽油机系列的第一代机型，随后又在此基础上成功开发了特超低排放汽车用的2.0L-TFSI机型；在2009年度的第二代机型上又进行了多处摩擦优化，并同时推出了奥迪可变气门定时和升程机构(Avs)；2011年又推出了经进一步广泛优化并装备Avs机构的第三代1.8L-TFSI-Avs机型。

从2005年以来，这种EA888直列4缸TFSI汽油机系列10次荣获著名的“年度国际发动机”和“十佳发动机”奖。

本文将详细介绍第一代和第三代机型的结构和性能。

范明强(本刊专家委员会委员)教授级高级工程师，参加过陕西汽车制造总厂的筹建工作，主管柴油机的产品开发，1984年调往机械工业部无锡油泵油嘴研究所，曾任一汽无锡柴油机厂、第一汽车集团公司无锡研究所高级技术顾问、湖南奔腾动力科技有限公司总工程师。

10.16638/ki.1671-7988.2020.13.010增压汽油机米勒循环应用研究梁源飞，周正群，杨如枝（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007）摘要：米勒循环是当前降低汽油机油耗的关键技术，应用该技术需要对汽油机的型线、压缩比等重新设计，文章通过构建发动机一维热力学模型对米勒循环进行了研究。

研究表明：早关米勒循环（EIVC）应用到增压汽油机上降低油耗的效果比晚关米勒循环（LIVC）好，EIVC降低油耗5.6%，LIVC降低油耗3.2%；EIVC进气门型线设计受到低速气门重叠角度限制和中高速增压器压比的限制，所以进气门型线设计应具有窄跨度和高升程的特性；压缩比为11.5和增压器减小12%的方案较合适。

关键词：增压汽油机；米勒循环；热力学仿真；型线设计中图分类号：U464.171 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2020)13-31-04Application study on Miller Cycle Turbocharged Gasoline EngineLiang Yuanfei, Zhou Zhengqun, Yang Ruzhi( SAIC-GM-Wuling Automobile Company Limited, Guangxi Liuzhou 545007 )Abstract: The miller cycle is the key technology to reduce the fuel consumption of gasoline engine at present. To apply the technology to the supercharged gasoline engine, it is necessary to redesign the profile and compression ratio of the gasoline engine. This paper studies the miller cycle by building a one-dimensional thermodynamic model of the engine. The results showed that the early closing miller cycle (EIVC) was better than the late closing miller cycle (LIVC) in reducing fuel consumption. EIVC reduced fuel consumption by 5.6%, and LIVC reduced fuel consumption by 3.2%.The intake valve profile of the EIVC is limited by the overlapping Angle on the low engine speed and the pressure ratio of supercharger on medium-high engine speed, so the intake valve profile should have the characteristics of narrow span and high lift. The compression ratio is 11.5 and the supercharger is reduced by 12%.Keywords: Turbocharged Gasoline Engine; Miller Cycle; Thermodynamic Simulation; Valve Profile DesignCLC NO.: U464.171 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2020)13-31-04引言油耗和排放法规的日趋严格，纯电动车是重要的解决方案；而现阶段，纯电驱动行驶里程受到动力电池能量密度的限制，依然面临技术和成本的问题[1]；由于汽油机车辆占比高，降低油耗带来的整体效果巨大，是现阶段节能的主要措施之一；米勒循环是当前汽油机降低油耗的主流技术路线之一。

汽油机涡轮增压技术难点及现状汽油机涡轮增压技术难点及现状车用汽油机涡轮增压技术难点：1.易爆燃汽油机增压易发生爆燃增压使压缩终了混合气的温度、压力趋于升高,致使爆燃的倾向增大。

汽油机由于受爆燃限制,压缩比ε较低,因而造成膨胀不充分,致使排气温度较高,热效率下降。

2.热负荷大汽油机增压热负荷大汽油机混合气的浓度范围窄(过量空气系数α=0185～111),燃烧时的过量空气少,造成单位数量混合气的发热量大;同时,汽油机又不能通过提高气门重叠角δm加大扫气来冷却受热零件(如气门、燃烧室等),造成汽油机在增压后的热负荷偏高。

汽油机增压后热负荷大又促使爆燃倾向的发生。

3.匹配难汽油机与增压器匹配困难与柴油机相比,汽油机的转速范围宽,从低速到高速混合气质量流量变化大。

当节气门突然开大时,增压器响应滞后造成动力响应的滞后;汽油机增压后发动机排气温度高,易造成增压器损坏,并出现低速时增压压力不足,高速时增压压力过高及寿命降低的情况。

4.混合气难控制汽油机采用变量调节，化油器式发动机进行增压时气体流经化油器喉口的压力是变化的，不仅难于精确供应一定浓度的混合气，还增加了一些如增压方案的选择、化油器的密封、加速响应性能等新问题。

电控汽油喷射技术的应用，为增压技术在汽油机中的应用扫除了一大障碍。

汽油机涡轮增压技术现状目前，适用于大众集团生产制造的诸多车型如奥迪：A3、A4、A6和高尔夫GTI等。

2.0L FSI被评为“2005最有影响力的发动机”。

结合涡轮增压，FSI拥有能行高和油耗低的特点[3]。

据报道，欧洲的汽车制造商和零部件供应商正在将汽油机涡轮增压器视为降低排放的有效武器，有望使该产品在欧洲的需求剧增。

通过引入涡轮增压器，汽车制造商可以提供较小排量的汽油机。

与现有的同类产品相比，这种发动机的性能持平或更高，而油耗量较低；加上车辆质量的减轻，可帮助欧洲的汽车制造商实现他们对欧盟的保证，即2008年，车辆的二氧化碳平均值为163 g／km。