柴油发动机增压器的发展历程
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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。
柴油发动机的发展历程
柴油发动机的发展历程:
柴油发动机是一种内燃机,使用柴油作为燃料进行高压点火和燃烧。
它由德国工程师鲁道夫·柴油于19世纪末发明,经过多
年的改进和发展,已经成为主要的动力来源之一。
1892年,柴油发动机首次投入生产和使用,被用于驱动一个
小型发电机。
这种早期的柴油发动机非常低效且噪音较大,但在燃料效率方面却优于汽油发动机。
20世纪初,柴油发动机逐渐改进,开始应用于汽车领域。
这
些发动机采用了涡轮增压和喷射燃油系统等新技术,提高了燃料燃烧效率,并减少了尾气排放。
在第二次世界大战期间,柴油发动机得到了广泛使用,用于驱动军用车辆和船舶。
这使得柴油发动机的设计和制造得到进一步改进和发展,提高了性能和可靠性。
20世纪中叶以后,汽车工业的快速发展促使柴油发动机的技
术进步。
通过采用电子控制系统和更高的压缩比,柴油发动机的燃烧效率进一步提升,同时也减少了噪音和尾气排放。
近年来,柴油发动机面临着更严格的环境法规和对节能环保的要求。
为了适应这些变化,柴油发动机开始采用更先进的技术,如选择性催化还原(SCR)系统和颗粒物捕集器(DPF)等,
以减少氮氧化物和颗粒物的排放。
此外,柴油混合动力和电动柴油技术也逐渐崭露头角,将柴油发动机与电池和电动机结合,以进一步提高燃油效率和减少尾气排放。
综上所述,柴油发动机经过多年的发展与改进,已经成为重要的动力来源之一。
随着技术的进步和环境要求的提高,柴油发动机将继续不断演进,以满足未来的需求。
第一节增压器发展史第一台废气驱动的增压器是由瑞士人波希在1909年至1912年间研制成功的,而多年以后盖瑞特产品才进入涡轮增压器市场。
波希博士是苏而寿兄弟研究室的总工程师,并于1915年提出了涡轮增压柴油机第一台样机的设想,但这个设想在当时几乎没有被人们所接受。
通用电气公司是在20世纪初期开始研制涡轮增压器的。
1920年,一架装有自由型发动机和通用电气公司研制的涡轮增压器的雷皮尔双翼飞机创造了33113英尺(10092米)飞行高度的记录。
在第一次世界大战期间,装有涡轮增压器的发动机开始少量地应用在飞机上。
直到20世纪30和40年代,首先在欧洲,然后在美国,才开始大规模地生产。
在美国,通用电气公司为军用飞机研制涡轮增压器。
在第二次世界大战期间,数千台涡轮增压器被用在战斗机和B-17型轰炸机上。
盖瑞特公司是由1936年创立的,该公司当时为B-17型轰炸机提供中冷器,它是装在通用电气公司的涡轮增压器与帕来特和瓦特纳公司的发动机之间的一个部件。
在20世纪40年代后期和50年代初期,盖瑞特公司接到大量委托设计20—90马力的小型燃气轮机的订单。
工程师们在壳体铸造、高速密封、径流涡轮和离心式压气机的研制方面具有丰富的经验。
由于有发展工业柴油机用涡轮增压器的良机,克立夫·盖瑞特先生于1954年9月27日决定把涡轮增压器部分重燃气轮机部门中独立出来,成立艾雷赛奇工业部,专门从事涡轮增压器的设计和制造。
艾雷赛奇工业部后来被称为盖瑞特汽车公司。
1985年末,盖瑞特汽车公司的母公司信号公司与联合公司合并,成立了联信公司。
联信公司由三个业务部门组成:联信汽车工业和联信航空工业和联信工程材料。
联信汽车工业部有盖瑞特、本迪克斯和福立姆等四大类产品,是世界上最大的独立汽车部件供应商之一。
1986年,联信公司购买了劳托—马斯特公司,它在售后服务市场上供应所有种类的涡轮增压器。
今天,把生产盖瑞特、艾雷赛奇、劳托—马斯特和雷杰牌涡轮增压器的公司,称为联信涡轮增压系统。
柴油发动机的发展历程柴油发动机是一种内燃机,用于驱动各种类型的车辆和机械设备。
它以高效、耐用和高扭矩输出著称,有着广泛的应用。
下面将介绍柴油发动机的发展历程。
柴油发动机的发展可以追溯到19世纪末。
1885年,德国工程师卡尔·本茨在当时加入了由哥廷根大学教授拉松为首的科学研究小组,开始了柴油发动机的研发工作。
他在1892年成功地制造出了第一台四冲程柴油发动机,成功地解决了目前柴油发动机的两个主要问题:点火问题和工作过程中的废气处理。
这一发明对汽车和机械工业的发展产生了巨大影响。
20世纪初,随着内燃机技术的不断进步,柴油发动机开始在船舶和工业领域得到广泛应用。
这些发动机以其高效率和低运行成本受到广大用户的青睐。
尤其在农村地区,柴油发动机被广泛应用于农业机械和发电设备中,解决了电力供应不足的问题。
到了20世纪中叶,随着燃油资源的日益稀缺和环保意识的增强,工程师开始研发更加高效和环保的柴油发动机。
1952年,奔驰首次推出了配备直喷技术的柴油发动机,这一技术使燃料的喷射更加精确,燃烧更加充分,大大提高了燃油利用率。
这一技术的应用也使得柴油发动机的输出功率大幅增加,动力性能得到显著提升。
20世纪80年代,柴油发动机进入了一个新的发展阶段。
随着计算机和电子技术的发展,电子控制系统开始在柴油发动机中得到应用。
这使得柴油发动机的燃烧过程更加精确,燃料的喷射和点火时间更加准确,从而提高了燃料利用率和动力性能。
同时,电子控制系统的应用也使得柴油发动机的故障诊断和维修更加方便快捷。
21世纪以来,柴油发动机在燃油效率和环保性能方面得到了进一步的提升。
随着节能减排的要求越来越高,工程师们采用了更加先进的技术,如可变几何涡轮增压器和高压共轨燃油系统等。
这些技术使得柴油发动机的输出功率和扭矩进一步提升,同时燃油消耗和排放量大幅降低。
此外,柴油发动机也开始与混合动力技术结合,实现更加高效的能源利用。
总之,柴油发动机经过100多年的发展,已经取得了巨大的进步。
我国内燃机车柴油机涡轮增压技术的研究与发展柴油机作为内燃机车推动力量的核心,是车辆性能的重要指标,其中的涡轮增压技术也是柴油机性能的核心技术。
因此,研究柴油机涡轮增压技术及其在我国内燃机车车上的应用发展,对于提高车辆性能,促进内燃机车发展具有重要意义。
涡轮增压技术是一种有效能源利用技术,其原理是利用涡轮增压装置将压缩机产生的压缩空气做功现象放大,以提高柴油机的功率和转速。
这种技术由英国工程师格拉斯于1903年提出,以后经过不断发展,已成为当今最重要的柴油机性能改进技术。
在中国,涡轮增压技术逐步应用于国家火车、汽车和工程机械等领域,但由于技术难度较高,这种技术应用较晚,且发展不够完善。
为了更好地发展柴油机涡轮增压技术,目前,国内科学家正在从多个方面进行研究。
首先,通过加强实验研究,不断探索新的涡轮增压技术。
目前,科研人员正在尝试利用多晶硅、陶瓷和新型金属材料等技术,来研究新型涡轮增压装置和传动机构,提高涡轮增压装置的增压比,使其对柴油机性能的改善能力更加有效。
其次,加强集成化设计研究,开发最优的涡轮增压系统。
国内科研人员结合汽车应用设计,综合考虑车辆性能和经济性,尝试开发更高效、更经济的涡轮增压系统,这将有效提高柴油机的性能。
再者,通过对柴油机性能和尾气排放特性的分析,改进涡轮增压技术。
针对有关柴油机性能和尾气排放方面的问题,通过对涡轮增压系统结构参数和工艺参数的调整,改善柴油机排放性能,使其具有更高的能量利用率,从而满足法规要求。
最后,不断创新柴油机涡轮增压控制技术,使其更加切合实际。
随着汽车技术的不断发展,汽车的变速箱结构越来越复杂,节能减排要求也越来越高,因此,研究人员正在尝试利用智能技术和先进的控制技术,来实现柴油机涡轮增压控制的智能化,使其对车辆性能的改善更加得心应手。
我国内燃机车柴油机涡轮增压技术的研究与发展,受到了政府部门、学术界以及柴油机制造企业的高度重视。
政府部门提供了科研、税收和财政优惠政策,联合学术界积极推动科研进步,柴油机制造企业也加大了投资力度,以加快技术研发与改良。
涡轮增压器发展历史一、涡轮增压器的发展史涡轮增压器最早是用于跑车或方程式赛车上的,以使发动机迸发出更大的功率。
发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的,输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量,提高燃烧作功能力。
在目前的技术条件下,涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。
它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。
当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。
但是涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用,但也有它的缺点,其中最明显的是,“滞后响应”,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即使经过改良后的反应时间也要1.7秒,使发动机延迟增加或减少输出功率。
这对于要突然加速或超车的汽车而言,瞬间会有点提不上劲的感觉。
但是随着技术的改进,这一缺点正在被逐步克服。
在最近30年时间里,涡轮增压器已经普及到许多类型的汽车上,它弥补了一些自然吸气式发动机的先天不足,使发动机在不改变汽缸工作容积的情况下可以提高输出功率10%以上,因此许多汽车制造公司都采用这种增压技术来改进发动机的输出功率,藉以实现轿车的高性能化。
二、涡轮增压的历史谈到涡轮增压相信很多人都是耳熟能详的,正因为这样一个先进的技术引进,改写了汽车排量决定功率的历史。
一般来说,汽车引擎的排量和功率是成正比的,要提高发动机的输出功率,最直接的 ... 就是提高发动机的排量。
但排量提高的同时,发动机制造的精密程度、重量、能耗也被无 ... 增大,其缺点也是显而易见的。
船用柴油机百年发展简史王华堂一.柴油机的诞生鲁道夫·狄塞尔(Rudolf Diesel,1858-1913)。
狄塞尔1856年出生于法国巴黎,父母是德国移民。
1870年普发战争爆发后,他移居到德国奥格斯堡的叔叔家,在那里他就读职业学校。
1875年,他进入慕尼黑科技大学学习,5年后以第一名的成绩毕业并返回巴黎从事制冷专业。
在工作中,他深感蒸汽机的效率低下,于是萌发了设计新型发动机的念头。
1890年他回到柏林,不久后他建造了一台以氨气为动力的发动机并进行研究,但不幸的是,发动机的爆炸差点要了他的命。
出院后他继续研究工作,并在1893年发表了著名的论文《Theory and Construction of a Rational Heat-engine to Replace the Steam Engine and Combustion Engines Known Today》(《取代现有蒸气发动机和内燃发动机的合理的热发动机理论和设计》),在论文中他提出了定压加热循环原理(即“狄塞尔”循环),并申请了专利。
图1.1 柴油机的发明人鲁道夫.狄塞尔为了实现他的想法,他找到德国奥格斯堡机器制造厂,也就是今天大名鼎鼎的曼(M.A.N)公司的前身。
1897年,他成功制造了一台能安全运转的热机。
在奥格斯堡他亲自启动了发动机,那一瞬间,热机领域一次新的科技革命诞生了。
虽然这台单缸引擎的功率仅为14瓦,但效率已经远远超过当时的蒸汽机和已经发明的奥托式内燃机,达到了前所未有的26%。
现在,这台机器的复制品(原件已经不幸在二战中损毁)被收藏在慕尼黑德意志科技博物馆里,狄赛尔也永远被人们铭记。
今天英文的柴油机一词“Diesel Engine”就是以他的姓氏来命名的。
不过当时柴油机并没有使用柴油,使用的是植物油。
图1.2 世界上第一台柴油机狄塞尔柴油机为单缸四冲程柴油机,虽然柴油机经过了100多年的发展,但其基本原理都是基于狄塞尔提出的定压膨胀原理。
带你认识增压发动机(1):增压器的由来【图】1自然吸气发动机从来都吃不饱回顶部[太平洋汽车网导购频道]关心汽车技术的朋友都知道,增压发动机已经毫无疑问地成为了各大厂商研发的重点技术,在未来一段时间内将主导发动机研发的方向。
对于增压发动机,群众的观点还是很对立的,支持和反对的理由都很多。
为此,我们将会推出一个系列文章,详细介绍增压发动机。
(本系列主要针对汽油发动机,柴油发动机采用增压技术是最常见不过的)自然吸气发动机从来都没有吃饱过大家都知道F1比赛是全球最高规格的赛事,目前使用的是2.4升V8自然吸气引擎。
不过其实早在1977年,雷诺车队就引入了涡轮增压引擎,F1从此出现了涡轮增压式与自然进气式发动机并存争霸的局面,后因涡轮增压马力太大,被国际汽联在1989年停用,以自然吸气引擎取代。
以上例子就是最对增压发动机最直接的理解,其作用就是增加马力。
F1的技术永远都是代表着汽车工业未来的发展方向其实增压不仅仅存在于我们的汽车发动机,在航空发动机中,增压更为重要。
因为飞机在高空飞行的时候,空气稀薄,发动机吸入的空气量不足以产生足够的功率,因此在很多古老的活塞式发动机的飞机上也会装有增压器。
航空发动机的增压器早在一战期间就应用于飞机上,当时采用的是机械式增压器,这使得当时的航空发动机能够尽可能的轻量化。
现代我们最常见的大型喷气飞机就更不用说了,增压器是必须的。
以喷气客机使用的涡轮风扇发动机为例,巨大的进口风扇里面就是压气机(相当于增压器)。
空气经过层层压缩,最终被送到燃烧室的空气压力和密度极大,从而在燃烧后爆发出巨大的能量。
或许有网友已经开始坐不住了,我们在谈汽车,你跟我提飞机干嘛?其实这两者是很相似的。
飞机需要增压是因为吃不饱,汽车发动机需要增压同样是因为吃不饱。
我们知道汽车发动机需要将空气吸到气缸里面,压缩后燃烧,但问题是发动机真能吸满一气缸的新鲜空气吗?事实上是不可能的。
首先是空气滤清器的阻力。
发动机的空气滤清器就好比我们戴上一个口罩,呼吸的时候自然难受了不少,吸入的空气自然也没有那么多了。
柴油发动机相关知识柴油发动机概述A柴油发动机是燃烧柴油来获取能量开释的发动机•它是由德国发明家鲁道夫.狄塞尔(Rud o lfDiese 1 )于1 8 9 2年发明的,为了纪念这位发明家,柴油就是用他的姓D iesel 来表示,而柴油发动机也称为狄塞尔发动机.柴油发动机的优点是功率大、经济功能好.柴油发动机的工作过程与汽油发动机有众多相同的地方,每个工作循环也经历进气、削减、做功、排气四个行程•但由于柴油机用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发,而其自燃温度却较汽油低,因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同. 不同之处重要是,柴油发动机气缸中的混合气是压燃的,而不是点燃的•柴油发动机工作时进入气缸的是空气,气缸中的空气削减到尽头时,温度在5 00-700°C,压力40m 5 0个大气压•活塞接近上止点时,发动机上的高压泵以高压向气缸中喷射柴油,柴油形成细微的油粒,与高压高温的空气混合, 柴油混合气自行燃烧,猛烈膨胀,产生爆发力,推动活塞下行做功.此时的温度可 1 900-20 0 OoC,压力可达6 0-100个大气压,功率很大,所以,柴油发动机广泛的应用于大型柴油汽车上.而柴油机在节能与二氧化碳排放方面的优势,则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的,因此,优秀的小型高速柴油发动机,其排放曾经达到欧洲I I I号的标准,成为〃绿色发动机”,目前曾经成为欧美众多新轿车的动力装置. 柴油发动机历史190 5年,德国的狄塞尔发明柴油机;19^7 6年,德国大众首先在高尔夫轿车上采用柴油发动机;1989年,德国大众高尔夫柴油车获得〃低排放车〃的称号;1亠9 9 0年,德国大众首次推岀增压、直喷柴油机,德国大众在柴油动力技术的开发和应用上一直走在世界的前沿;1993心年, 开发岀四缸涡轮增压直喷柴油发动机(TD I );1 9 9 5年,开发出自然吸气式直喷(SDI)柴油发动机;19 95年,开发出变截面涡轮增压器;1998年,开发出泵喷嘴技术3 1 999年,开发出3升路波轿车柴油动力是未来的主流技术•未来的柴油动力将创造一个光辉灿烂的新经济时代,德国大众一升轿车的岀生令全部世界震惊,这种柴油概念轿车的百公里油耗落实了创记录的0. 9 9升——世界上最省油的轿车•发动机采用铝制自然吸气式单缸柴油机,采用了优秀的高压直接喷射技术,排量为0. 3 升;200 2年,一汽-大众率先将捷达SDI轿车投放中国市场;20 04年,一汽-大众引入TDI技术,领路中国汽车新动力时代.柴油发动机的发明者柴油用英文表示为Diesel,这是为了纪念柴油发动机的发明者一一鲁道夫•狄塞尔(Rudol f Diese 1 ) “狄塞尔生于1 858年,德国人,毕业于墨尼黑工业大学.1 8 79年,狄塞尔大学毕业,当上了一名冷藏专业工程师.在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低,萌发了设计新款发动机的念头•在积蓄了一些资金后,狄塞尔辞去了制冷工程师的职务,自己开办了一家发动机实验室.针对蒸汽机效率低的弱点,狄塞尔专注于开发高效率的内燃机・19世纪末,石油产品在欧洲极为罕见,于是狄塞尔决定录取植物油来解决机器的燃料问题(他用于实验的是花生油)•因为植物油点火功能不佳,无法套用奥托内燃机的结构. 狄塞尔决定另起炉灶,提高内燃机的削减比,利用削减产生的高温高压点燃油料•后来,这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环.像所有奇伟的发明家一样,狄塞尔的前进道路上困难重重. 实验证明,植物油燃烧不稳定,成本也太高,难以承担狄塞尔的〃重任〃•好在当时石油制品在欧洲逐渐普及,狄塞尔选择了本来用于取暖的重镭分燃油mmm柴油作为机器的燃料•压燃式发动机的结构强度始终是个难题•一次实验中,汽缸上的零件象炮弹碎片一样四处飞散,差点儿造成人员伤亡.实验不顺利,狄塞尔的资金也渐渐耗尽•他不得不回到制冷机工厂谋生•但狄塞尔没有向困难屈服,他利用业余光阴延续实验,一步步完善自己的机器.18 9 2年,狄塞尔终于研发出一台实用的柴油动力压燃式发动机.这种发动机功率大,油耗低,可使用劣质燃油,显现出灿烂的发展前景•狄塞尔随即投入到柴油机出产的商业冒险中•不幸的是,作为优秀的工程师,狄塞尔缺乏商业头脑•他在经济上渐渐陷入困境・1 913年狄塞尔已处于破产的边缘. 这一年夏天,狄塞尔在乘坐英吉利海峡的渡轮时,突然失踪,据认为是投海自杀.但狄塞尔发明的柴油机,在汽车、船舶和全部工业领域得到越来越广泛的发展柴油机特点传统柴油发动机的特点:热效率和经济性较好,柴油机采用削减空气的办法提高空气温度,使空气温度超过柴油的自燃燃点,这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的一起自己点火燃烧.因此,柴油发动机无需点火系•一起,柴油机的供油系统也相对简单,因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好.由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油机削减比很高•热效率和经济性都要好于汽油机,一起在相同功率的情况下,柴油机的扭矩大,最大功率时的转速低,适合于载货汽车的使用.但柴油机由于工作压力大,要求各有关零件拥有较高的结构强度和刚度,所以柴油机比较笨重,体积较大;柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高,所以成本较高;另外,柴油机工作粗暴,振动噪声大;柴油不易蒸发,冬季冷车时起动困难. 由于上述特点,从前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上•小型高速柴油发动机的新发展:排放曾经达到欧洲III 号的标准•传统上,柴油发动机由于比较笨重,升功率指标不如汽油机(转速较低),噪声、振动较高,炭烟与颗粒(PM)排放比较严重,所以一直以来很少受到轿车的青睐•但随着近年来柴油机技术的进步,特别是小型高速柴油发动机的新发展,一批优秀的技术,例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油发动机上应用,使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决,而柴油机在节能与C02排放方面的优势,则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的,因此,优秀的小型高速柴油发动机,其排放曾经达到欧洲I II号的标准,成为〃绿色发动机〃,目前曾经成为欧美众多新轿车的动力装置,可以预见,我国将出现越来越多的柴油轿车.A柴油机与汽油机的区别汽油发动机一般将汽油喷入进气管同空气混合成为可燃混合气再进入汽缸,经火花塞点火燃烧膨胀作功•人们通常称它为点燃式发动机,而柴油机一般是通过喷油泵和喷油咀将柴油直接喷入发动机气缸,和在气缸内经削减后的空气匀称混合,在高温、高压下自燃,推动活塞作功•人们把这种发动机通常称之为压燃式发动机・A汽油机汽车拥有转速高(轿车用汽油机转速可高达5 0 0 0m6000转/分,货车用汽油机达4 000转/分左右)质量轻、工作时噪声小、起动简便、制造和维修开销低等特点,故在轿车和中、小型货车及军用越野车上得到广泛应用•其不足之处是燃油消耗较高,所以燃油经济性较差.柴油机汽车因削减比高,燃油消耗平均比汽油机汽车低30% 左右,所以燃油经济性较好•如最近上市的一汽大众岀产的TDI1. 7升柴油轿车比1・6升汽油轿车每百公里可节约2升油•一般货车大都采用柴油机.柴油机的弱点是转速较汽油机低(一般最高转速在2 500m 3000转/分左右)、质量大、制造和维修开销高(因为喷油泵和喷油器加工精度要求高).但目前柴油机的这些弱点正在逐渐得到克服,它的应用范围正在向中、轻型货车扩展•国外柴油轿车也有很快的发展,其最高转速可达5 0 00转/分,通常,柴油发动机与汽油发动机相比热效率高3 0%,所以从节约能源、降低燃料成本角度上讲,柴油发动机轿车的推广使用拥有重大意义•柴油发动机与汽油发动机相比拥有功率大,寿命长,动力功能好的特点,它排放产生的温室效应比汽油低45%, 一氧化碳与碳氢排放也低,在整车的使用寿命期氮氧化合物排放略大于汽油机•柴油机的不足之处是有害颗粒物排放大•近年来,柴油发动机采用涡轮增压、中冷、直喷、尾气催化转换和颗粒捕集器等优秀技术,柴油发动机汽车的排放已达到欧III、欧IV 排放标准.在欧洲,柴油轿车比较普及,随着环保与节能可持续发展的严格要求,今后汽车,特别是柴油小轿车将是一个发展趋势.目前我国一汽大众曾经开发出捷达、宝来柴油轿车,并已在国内部分城市上市,汽车在定然的使用条件下,以最小的燃料消耗量完成单位运输工作的能力称为汽车的燃料经济性•汽车燃料经济性是汽车的重要使用功能之一•通常,燃料的消耗开销占到汽车运行开销的37%左右•影响汽车燃料经济性的重要因素有:从汽车本身讲,首先要提高发动机的热效率、进气效率和降低摩擦损失•其次要减少车身重量,减少空气阻力,减少车轮的滚动阻力•第三,提高传动效率,合理匹配变速比•从使用方面讲,不同等级的路面跑起来耗油不同•交通拥挤、堵塞严重的状况与畅达行驶的耗油完全不同.风、雨、气候变化对汽车的耗油量都有影响•操纵者的技术对耗油水平也有很重要的作用•影响汽车燃料油经济性的因素十分多,其中最重要的还是汽车发动机本身.亠柴油发动机的工作原理亠柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的,每个工作循环也经历进气、削减、作功、排气四个行程•但由于柴油机用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发,而其自燃温度却较汽油低,因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同.柴油机在进气行程中吸入的是纯空气•在削减行程接近终了时,柴油经喷油泵将油压提高到lOMPa以上,通过喷油器喷入气缸,在很短光阴内与削减后的高温空气混合,形成可燃混合气.由于柴油机削减比高(一般为16-22),所以削减终了时气缸内空气压力可达3 .5-4.5MPa, 一起温度高达7 5 0-1000K(而汽油机在此时的混合气压力会为0. 6-1. 2MPa, 温度达600-7 0 0 K),大大超过柴油的自燃温度.因此柴油在喷入气缸后,在很短光阴内与空气混合后便立即自行发火燃烧•气缸内的气压急速上升到6 -9MP a ,温度也升到20 0 0-2 5 0 0 K.在高压气体推动下,活塞向下运动并带领曲轴回旋而作功,废气同样经排气管排入大气中・金普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动,借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室•这种供油方式要随发动机转速的变化而变化,做不到各种转速下的最佳供油量•而现在曾经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题“ 共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元(ECU)和一些管道压力传感器组成,系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连,公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用•工作时,高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管,高压油泵、压力传感器和ECU组成闭坏工作,对公共供油管内的油压落实精确控制,彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象•其重要特点有以下三个方面:1、喷油正时与燃油计量完全分开,喷油压力和喷油过程由ECU适时控制.2、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力,喷油始点、持续光阴,从而追求喷油的最佳控制点.3、能落实很高的喷油压力,并能落实柴油的预喷射.相比起汽油机,柴油机拥有燃油消耗率低(平均比汽油机低3 0%),而且柴油价格较低,所以燃油经济性较好;一起柴油机的转速一般比汽油机来得低,扭距要比汽油机大,但其质量大、工作时噪音大,制造和维护开销高,一起排放也比汽油机差.但随着现代技术的发展,柴油机的这些缺点正逐渐的被克服,现在的不是高级轿车都曾经开始使用柴油发动机了"柴油发动机的分类按用途心工程机械配套柴油发动机农用机械配套柴油发动机A井下设施配套柴油发动机车辆配套柴油发动机叉车配套柴油发动机削减机配套柴油发动机发电机组,焊机,泵配套柴油发动机必船机配套柴油发动机按排量缸数2、3、4、5、6、8、10、12缸亠柴油发动机燃料使用指南——柴油虑根据国标(GB252m 8 7),轻柴油规格按凝点分为1 0、0、-10、-20、-35和-50六个牌号,分别表示凝点不高于10°C、0°C、一10°C、一2 0 °C、-35°C和-50°C; 牌号越高,凝点越低"柴油是应用于压燃式发动机(即柴油发动机)的专用燃料•柴油的外观为水白色、浅黄色或棕褐色的液体.柴油又分为轻柴油与重柴油二种•轻柴油是用于1000r/min 以上的高速柴油机中的燃料,重柴油是用于100 0 r/mi n以下的中低速柴油机中的燃料.一般加油站所销售的柴油均为轻柴油•轻柴油产品目前执行的标准为GB 2 5 2-20 0 0《轻柴油》标准,该标准中柴油的牌号分为1 0 号、5 号、0 号、TO 号、一20 号、一35 号、一5 0 号,柴油的牌号划分依据是柴油的凝固点. 冷滤点是权衡轻柴油低温功能的重要指标,能够反映柴油低温实际使用功能,最接近柴油的实际起码使用温度•用户在录取柴油牌号时,应一起兼顾本地气温和柴油牌号对应的冷滤点・5号轻柴油的冷滤点为8 °C, 0号轻柴油的冷滤点为4°C,-1 0号轻柴油的冷滤点为-5°C, -20号轻柴油的冷滤点为一1 4 °C.心如何录取轻柴油的牌号根据GB 252- 2 00 0标准要求,录取轻柴油牌号应遵照以下原则:1、10号轻柴油适用于有预热设施的柴油机;厶、5号轻柴油适用于风险率为1 0 %的起码气温在8°C以上的地区使用;3、0号轻柴油适用于风险率为10%的起码气温在4°C以上的地区使用;4、-10号轻柴油适用于风险率为1 0%的起码气温在-5 °C以上的地区使用;5、-20号轻柴油适用于风险率为10%的起码气温在-14°C以上的地区使用;心、-3 5号轻柴油适用于风险率为10%的起码气温在-2 9°C以上的地区使用;。
增压器的发展历程
汽车进入中国老百姓生活的历史还很短暂,大部分人对那些确保汽车正常运转的主要部件尚且没什么了解,增压器就更是个陌生的词汇了。
没错,它可以带来额外的动力,却也不是每辆汽车上都能找到的常见部件。
请大家多花上几分钟,了解一下这个神奇小玩艺儿的来龙去脉。
什么是增压器?简单地说,它就相当于一个鼓风机,将更多新鲜空气压入发动机的燃烧室,改善燃烧效率,从而在不改变发动机工作容积的情况下提高动力输出。
一台发动机上既然可以存在机油泵、汽油泵、水泵、转向助力泵等用来“搬运”各种液体的设备,为什么不可以再增加一个“空气泵”呢?不过这听起来好像很浅显,将其从理论变为现实的过程可就曲折多了。
其实早在内燃机刚刚发明不久后19世纪末期,德国人就产生了类似的念头。
不过严格来说,最早的机械增压器应该是在20世纪最初十年内由美国人查德维克(Chadwick)开发出来的,而第一个由发动机废气驱动的涡轮增压器则是由瑞士人艾尔弗兰德.布驰(Alfred Buchi)博士于1909年研究出来的。
涡轮增压器的英文名称Turbocharger也是为了与Supercharger有所区分。
可惜在当时,这一概念并未被多数人所接受。
直到数年后,能为发动机带来更多动力的增压器才开始逐步进入实用阶段。
1925年,两艘德国船只上首次成功应用了2000马力的涡
轮增压柴油机,这也促使布驰(Buchi)博士的废气涡轮增压器很快在欧洲、美国和日本获得了生产权。
从20世纪30年代开始,增压器被大量运用到船只、有轨机动车及固定式机器上。
不过,涡轮增压器最初的广泛应用却是在航空工业中。
第一次世界大战期间,为了让飞机(当时都是活塞式发动机)获得更快的速度和更高的升限,军用飞机率先试探性地使用了这两种不同的增压装置。
不久之后爆发的第二次世界大战进一步刺激了技术方面的长足进步。
最著名的采用涡轮增压技术的大概就是二战末期美军轰炸柏林的主力轰炸机型B17---“空中堡垒”了,其动力系统安装了通用电器公司生产的涡轮增压器和Garrett生产的冷却器。
而生产航空发动机的英国劳斯莱斯公司则以生产可靠的机械增压器著称,英军主力战斗机“喷火”和轰炸机“兰考斯特”,以及美军的P51---“野马”战斗机等,都装有二战期间最出色的劳斯莱斯“灰背隼”发动机。
至于在汽车领域的应用,机械增压器无疑更先得到青睐,产品成熟也相对早很多。
20世纪30年代,当价格高昂的涡轮增压器仍然只被用在航空领域时,机械增压器已早就横扫欧美各大赛道了。
那个年代知名度最高的两部赛车分别来自AUTO UNION(奥迪的前身)和奔驰。
AUTO UNION在赛车上安装了一台增压值为1.8巴的两级机械增压6.0升发动机,压缩比9.2:1,并以甲醇作为燃料,在5000转/分时可输出520马力的最大功率,另一部同样采用两级机械增压器的奔驰M125则能释放出646马力。
涡轮增压器进入汽车爱好者的视野已是数十年以后的事情了。
进
入50年代,GRAND PRIX大奖赛规则进行了修改,使得法拉利的自然进气发动机逐渐在欧洲赛场显现统治地位,机械增压器开始从赛场上引退,并从此大量进入了高性能改装车市场。
由于没有功率限制,很多公司陆续生产了更强力的机械增压器,而唯一对这种装置的制约可能就是价格了。
60年代对机械增压器贡献最大的应属美国。
随着小型化机械增压器的大批出现和可以直接安装到发动机上的便利性,追求大功率的车迷对V8发动机进行改装后往往都会再安上一个夸张的机械增压器。
这期间最具代表性的可能就是McCulloch和Frenzel等企业了。
进入70年代后,为了能在NASCAR比赛中与雪佛兰的V8发动机一争高下,福特请McCulloch为其专门设计机械增压器,而400米直线竞速也推动了增压发动机风靡美国市场。
很明显,涡轮增压器的使用历史远没有机械增压器那么辉煌显赫。
直到20世纪50年代,航空燃气轮机的出现带动了耐热材料的发展和开发高温材料的精密铸件技术的重大革新,对涡轮增压器的发展产生了意义深远的影响。
此外,滑动轴承的发明也为其进一步发展打下了基础。
借助于滑动轴承,目前废气涡轮增压器的转速普遍能达到150000-170000转/分,这是传统的滚珠轴承难以企及的。
以生产航空涡轮增压器著称的Garrett公司最终解决了涡轮增压器的技术屏障,推动了涡轮增压器进入民用汽车市场。
不过当60年代涡轮增压器第一次使用于雪佛兰民用车上时,几乎是以悲剧收场的,它因可靠性较差很快退出了市场。
不过在商用车领域,涡轮增压
器的发展历程倒是相对顺利。
从50年代,康明斯、沃尔沃和斯堪尼亚等主要的发动机制造商开始研究在卡车上运用废气涡轮增压器技术,而德国工程师kurt Beirer设计出了一台结构紧凑的废气涡轮增压器,解决了自身体积过大,并在柴油卡车上得到广泛运用。
涡轮增压器真正在民用柴油车上大批使用已经是70年代了,奔驰300SD和大众高尔夫增压柴油版是当时最具代表性的车辆了。
使用涡轮增压器也突然变为非常时髦的事情,各公司都有起码一款高配置的车型使用该装置,甚至被视为高科技和高档的象征。
那个时代下诞生了不少即使现在看来仍十分经典的车型,比如1973年款宝马2002Turbo、1974年款保时捷911 Turbo,以及稍晚的萨博900 Turbo 等等,甚至法拉利都推出过几款涡轮增压车型。
二十多年后的今天,增压器已不再单纯地用来提升运动性能,同样也是改善燃油经济性和降低排放污染物的有效手段,因为它能直接有效地优化燃烧效率。
不过正如你可能了解到的,直到目前炎上,增压器在汽油机上的运用远不如在柴油机上广泛,因为从技术特性来看,柴油机更需要增压器的帮助。
乔森工作室摘自中国客车网。