(6)增压系统的种类
(7)增压系统依增压压力及压力比分类见表1。
2.四种不同增压系统的特点
(1)废气涡轮增压:利用发动机排出的废气达到增压目的。增压器与发动机无任何机械联系,由内燃机废气驱动的涡轮来带动。它的优点是增压效率要高于机械增压系统,但与机械增压相比增压效果有滞后于节气门开启的表现。
(2)机械增压:装置在发动机上并由传动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,从而将空气增压吹人。它的优点是,转子的速度与发动机转速是相对应的,所以它的动力输出没有滞后,更为流畅。但它的缺点同样明显,因为它消耗一部分发动机动力,造成增压效率不高。
(3)复合增压:就是将机械增压和涡轮增压两套系统集合在一个发动机上,让双方的优缺点互相补充,达到更好的增压效果。它的优点在于动力输出大、油耗低、噪声小,但缺点是结构复杂、对工艺要求高。
(4)气波增压:利用废气的高压通过一种特殊的旋转小室,靠空气压力波的传播给进气管的新鲜空气加压,是一种新型的增压器。这种系统低速增压性能好、加速性好、工况范围大,但尺寸大、笨重且噪声大。
3.增压系统的种类
根据提高进气密度(增压)的方式不同,或驱动压气机的方式不同,增压发动机分为机械增压、废气涡轮增压和气波增压和复合式增压四种基本类型。实现进气增压的装置称为增压器。上述四种基本增压类型所用的增压器,分别称为机械增压器、废气涡轮增压器和气波增压器。
(1)机械增压器(Supercharger)与涡轮增压器(Turbocharger)依构造与作用可分很多种,但主要差异点为机械增压器是利用曲轴以齿轮、链条或皮带,做机械上的驱动;而涡轮增压器是利用排气驱动。
(2)旧型机械增压器有消耗动力大、噪声高及耗油的缺点,因此改用涡轮增压器,但涡轮增压器有增压迟滞(Turbo lag)的现象。故有些制造厂在高性能发动机上装用机械增压器,以提供瞬间的加速反应,也不需要如涡轮增压器8万~20万的超高转速。通常机械式增压器的转速为发动机转速的2~3倍,且新型的机械增压器,已大幅改善噪声及耗油的问题。
(3)事实上,机械增压器与涡轮增压器各有其优缺点,而各汽车制造厂也一直持续针对两种增压器的缺点做改良。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。如奔驰汽车C-Class新C 200 Kompressor,装用以皮带驱动之机械增压器,将最大功率由原来的96kw提升至120kw,同时将190N·m/4000r/min的最大转矩,提升至2500r/min至4800r/min的宽广转速范围内,均能发出230N· m之高转矩值;功率与转矩均提升20%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。.1L而已。另外奔驰汽车双门轿跑车CLK230 Kompressor,其平均耗油量为100km/9. 5L,比一般同型发动机省油20%以上。原本机械增压器只是用来增加大型发动机的输出功率,但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转矩外,并可降低耗油量及排气污染。
(4)涡轮增压器的优点是提升的功率幅度较大,适合赛车及高速行驶发动机采用;缺点是未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。不过最新的涡轮增压科技,如Audi装用在A4 1. SL的小型轻增压涡轮增压器,能将原来93kW的最大功率提升至112kW,同时将17. 1kg·m/3500r/min的最大转矩,提升至1750r/min至4600r/min的宽广转速范围内,均能维持21. 4kg·m的高转矩输出,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,几乎增压迟滞的情形发生。