车用发动机增压技术的发展_朱大鑫
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城市客车发动机的增压器匹配与性能开发王云飞;纪晓静【摘要】通过分析城市客车的运行工况,提出了适用于城市客车的发动机性能开发目标;通过增压器选型和台架开发,选择最佳增压器匹配方案,完成了开发目标.试验中还通过调整放气压力,改善了增压器与发动机的联合运行特性,使得外特性有更好的经济性.【期刊名称】《柴油机设计与制造》【年(卷),期】2013(019)001【总页数】7页(P29-35)【关键词】城市客车;发动机;增压器;性能开发【作者】王云飞;纪晓静【作者单位】上海柴油机股份有限公司,上海200438【正文语种】中文随着车辆使用成本增加,尤其是燃油价格不断上升,发动机在满足排放要求的同时,越来越注重燃油经济性。
但由于不同车型的常用工况不同,用户的使用状态也千差万别,难以针对所有汽车、甚至于某一款车型,开发出一个普遍适用的发动机。
近年来,由于市场细分的深入,汽车厂家为适应用户的使用需求,陆续推出了适合用于高原、公交、长途运输等具体车型[1],这些需求对发动机的研发提出了新的要求。
本文采用移动式数据采集系统对配置某款电控发动机的一些公交车辆和部分公司的员工班车进行了路谱数据采集,结合车辆行驶过程中的转速、燃油喷射量、扭矩等信息,分析了城市公交或通勤车的常用工况,确定了适合于城市客车的发动机开发目标。
通过增压器的选型及发动机的性能开发,完成了既定目标。
在商用客车领域中,城市客车(公交、员工通勤车等)与长途客车有着很大的使用差异。
长途客车多数时间在高速路或者国道上运行,由于路况好,多数时间在高档位运行、不需要频繁换挡,车速也较高;与之相比,城市客车由于市区车流量大、红绿灯多,在行驶过程中换档多、起步频繁、加减速比例高,平均车速较低[2]。
图1为一辆长途客车与一辆典型的城市员工通勤车行驶时的转速-车速分布图。
统计显示:该长途客车在行驶中有67.3%的时间运转在1 400 r/min以上转速,其中的64.4%转速介于1 400~1 800 r/min;71%的时间车速高于80 km/h。
增压技术在两用燃料发动机上的应用张子成【摘要】提出了在 CNG-汽油两用燃料发动机上,采用进气增压技术,将进入气缸的空气预先压缩以提高充气密度,从而提高发动机充气效率的措施。
在保证增压器与发动机良好匹配的情况下,通过计算提出了确定增压参数的方法,设计了增压系统在 CNG-汽油两用燃料发动机上的布置方案。
【期刊名称】《林区教学》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】2页(P105-106)【关键词】进气增压;两用燃料;发动机;设计【作者】张子成【作者单位】兰州职业技术学院,兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】U473CNG-汽油两用燃料发动机在以天然气为燃料时,由于天然气和空气混合气在气缸外混合器中形成,空气流经混合器时,由于流通截面变小,会产生一定的节流损失,使得进气阻力增大,在进气行程终了的气缸内压力下降,进入气缸的混合气减少,充气效率ηV下降。
同时,由于汽油机进排气管设计在一起,发动机排气管的高温辐射到进气管上,对流经进气管的混合气预热,使得混合气密度下降,实际进入气缸的混合气数量减少,使得充气效率进一步下降。
另外,天然气本身作为一种气体,空气在混合气中占据了较大的体积比,也使发动机充气效率ηV下降。
由于充气效率下降,必然导致发动机燃气时动力性能随之下降。
图1为CNG-汽油两用燃料发动机在燃用汽油和燃用CNG时,充气效率的差异图。
研究表明,通过降低CNG-汽油两用燃料发动机进气终了的温度、采用CNG直喷技术、采用进气增压的方法可以提高发动机的充气效率。
但对于改装的两用燃料发动机,降低进气终了的温度的幅度非常有限,不能从根本上解决充气效率下降的问题。
另外,CNG直喷技术目前还处于研制阶段,其控制系统相对较为复杂,发动机原设计结构的变动大,成本高,因此也不适合于改装的两用燃料汽车发动机。
进气增压技术虽然在单一燃料的汽(柴)油机上应用已经较为普遍,但在CNG-汽油两用燃料发动机上仍处于空白。
增压是发动机进气形式的一种,区分于普通自然吸气的发动机,它是将空气事先进行压缩,再注如气缸,按照增压器工作原理分为涡轮增压和机械增压两种最早出现的增压器是安装在航空活塞式发动机上,在发动机上加装增压器,对高空稀薄的空气进行加压,从而克服随着海拔的提高发动机功率明显下降的不利因素。
这种问题同样出现在汽车发动机上,当发动机高速运转时,一个进气行程的时间只有百分之几秒,在这么短的时间内吸进汽缸的空气量远小于汽缸的工作容积,使得汽缸内的空气密度低于大气密度。
要提高容积效率,让发动机的功率和扭矩输出更高,就必须改善它的“呼吸”。
而既然每次进气的时间无法延长了,对应的办法就是加装增压器,将空气事先加压,然后将高压气体注入汽缸,使汽缸内的空气压力高于外界空气压力。
增压发动机在拥有更好的动力表现的同时燃油经济性也是同功率级别的自然吸气式发动机不可比拟的。
对于世界汽车工业而言,涡轮增压(英文为Turbo charging)并不是新名词。
湖南大学教授、发动机专家韩志玉告诉记者,涡轮增压概念的诞生,已有上百年历史。
相关资料显示,1905年,苏尔寿(Sulzer)兄弟研发公司的总工程师阿尔佛雷德•J•波西(Alfred J Buchi)博士在瑞士温特图尔首次提出了涡轮增压的概念,并于当年的11月16日,被德国专利局授予了第204630号专机辅助增压器技术”,这标志着涡轮增压技术正式诞生。
波西。
也被公认为涡轮增压技术的创始人--,,1912年,世界上第一台废气驱动的增压器正式问世。
不过,这项技术最初并未用于汽车行业,而是应用于船舶、航空领域。
1923年,德国交通部建造了两艘轮船,采用了涡轮增压技术,该技术使轮船的10缸发动机的最大功率输出由1750马力增大到2500马力。
涡轮增压器的规模化生产出现在二战时期,由美国首先将其运用在军用飞机上。
;;;1961年,小轿车开始尝试性地安装增压器,但因为瞬间产生的巨大压力和热量,使安装后效果并不理想。
本文主要研究发动机增压技术的应用现状、工作原理、技术特点及发展前景。
阐述了发动机增压技术的作用和目的以及增压方式分类。
阐述了发动机的废气涡轮增压技术的研究意义及发展现状。
介绍了废气涡轮增压系统中各组成部件的作用及工作原理;介绍了增压器的结构和工作原理。
提出了目前汽油机增压的难点、可能遇到的问题和针对这些问题应采取的措施。
论述了发动机涡轮增压技术发展趋势及前景。
关键词:发动机增压技术增压,发展现状,工作原理,汽油机,发展趋势This paper studies the application status of the engine turbocharger technology, working principles, technical characteristics and development prospects.Describes the role of technology and the supercharged engine and the supercharger way classification purposes.Describes the engine exhaust turbocharger technology research and development status of significance.Turbocharged system introduced in the role of the various component parts and principle; describes the structure and turbocharger work.Presented difficulties in the current gasoline engine turbocharger, the likely problems and these problems should be taken.Turbocharged engine are discussed and future technology trends.Keywords: Supercharged engine supercharger technology, Development status, Working principle, Gasoline, trends目录摘要 (I)前言 (1)1发动机增压概论 (2)发动机增压的作用和目的 (2)发动机增压方式 (3)机械增压 (3)涡轮增压 (4)2发动机增压技术应用现状及特点 (5)增压技术的发展状况 (5)涡轮增压研究现状 (5)涡轮增压技术特点 (7)3废气涡轮增压的原理 (9)离心式压气机的工作原理 (9)空气在压气机中的流动 (9)压气机的绝热效率 (11)压气机的特性曲线 (11)径流式涡轮机的工作原理 (12)燃气在涡轮机中的流动 (12)涡轮机的特性 (13)4汽油机增压 (14)汽油机废气涡轮增压研究意义 (14)汽油机增压的特点 (14)4.3汽油机废气涡轮增压的障碍 (15)车用涡轮增压汽油机参数匹配特点 (15)抑制爆振燃烧和降低热负荷 (15)4.4.2改善涡轮增压汽油机的扭矩特性 (16)改善涡轮增压汽油机的加速性 (16)喷水技术在汽油机增压中的应用 (17)汽油机增压的发展 (17)5发动机增压技术的发展趋势 (19)可变截面涡轮增压器 (19)新工艺、新材料 (20)新理念 (21)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (23)前言随着现代科学技术的高速发展,对于发动机的功率要求也越来越高,因此就需要不断提高发动机的动力性。
增压技术在车用发动机上的应用孙昕【摘要】简要分析了增压技术在车用发动机上的应用。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2012(000)028【总页数】1页(P42-42)【关键词】增压技术;发动机;措施【作者】孙昕【作者单位】八五一一农场交通科,黑龙江密山158307【正文语种】中文【中图分类】U464.172增压技术的原意是强化发动机的工作过程,提高发动机的升功率,由此减少发动机的质量和汽车的滚动阻力,对于汽车节能来说具有积极意义。
另外,增压使发动机气缸内的混合气空燃比大幅度上升,有利于提高发动机的热效率,从而提高发动机的负荷率。
增压不仅能够使发动机节能,而且相应地减少燃料燃烧产生的有害气体和温室气体二氧化碳的排放。
因而增压技术被誉为内燃机发展史上的第二个里程碑。
随着排放法规的日益严格,涡轮增压发动机的使用愈来愈广泛,低速和中速柴油机全部采用涡轮增压。
但是由于发动机与增压器的工作方式不同,二者难以良好的匹配。
尤其是随着增压压比的提高,涡轮增压发动机普遍存在着低速扭矩不足,加速性差,加速冒烟等固有缺陷。
增压能够使发动机节能,相应地减少燃料燃烧产生的有害气体和温室气体二氧化碳的排放。
从这个意义上说,增压可以使任何类型的发动机降低排放。
但是,增压在汽油机和柴油机对排放的影响是有所区别的。
对汽油机来说,由于过量空气系数大体上接近于1,增压对汽油机排放的影响局限于节能部分。
柴油机的过量空气系数本来就远远超过1,增压使柴油机的过量空气系数进一步提高,对排放产生了明显的影响。
如果把自然吸气柴油机改成同样排量的增压柴油机,由于空气供应充足,炭烟和一氧化碳的排放大幅度减少;由于燃烧充分,燃烧温度升高,燃烧室的化学反应更趋强烈,碳氢化合物的排放也会降低。
可是,由于吸入的气缸空气量增加和燃烧室温度升高,使平均有效氮氧化物的排放量增加。
由于增压柴油机提高燃油经济性,有时候可以放弃部分在燃油经济性的好处来换取全面降低排放。