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车辆发动机废气涡轮增压系统详解
来源:本站整理  作者:佚名  2017-12-05 08:05:06


 

    图33所示为全新V12发动机的气缸列夹角较小,仅为60°,专为其设计的两个废气涡轮增压器只好安装在气缸列外侧,各为6个气缸提供压缩空气。

    全新宝马V12发动机的最大转矩增大到750N·m,在转速仅为1500r/min即可达到,并且可以一直保持到转速为5000转/分时,与前代发动机相比,最大转矩增大了25%。而且全新V12发动机的功率曲线上升很快,在转速仅为5250r/min时就可达到400kW的最大输出功率。全新宝马760Li完成0~100km/h加速只需4. 6 s,欧盟标准测试循环中的平均耗油量为每百公里13. 0L。
    3,复合涡轮增压系统
    图34所示为2个涡轮增压器先并联后再集中向进气道压气。2个增压器一大一小,可根据发动机转速的高低选择使用。

    图35为顺序双涡轮增压器,增压系统由第一和第二涡轮增压器组成。发动机低速工作时第一涡轮增压器单独工作,高速大负荷时执行器打开涡轮增压控制阀,第二涡轮开始工作。

    上述双涡轮式是两个相同尺寸的涡轮并列布置方式,顺序涡轮式是两个不同尺寸的涡轮直列布置方式。由于采用了尺寸不同的两个涡轮,发动机在低转速条件下运转时,主要靠小涡轮给发动机增压,这能极大地提高涡轮的响应性,降低涡轮的滞后现象。同时也为大涡轮在高速时参与增压提供了预备转速。
    当发动机在高转速条件下运转时,主要靠大涡轮增压。这样可以提高增压的最高压力。随着发动机转速的变化,大小涡轮顺序地参与增压工作。这种涡轮增压器布置方式的关键问题是如何连续地控制大小涡轮的增压。这种布置形式的涡轮最早在1986年产的波尔舍959汽车上实用化了,后来在1992年生产的安菲尼RX7汽车上也装用过。
    丰田公司在阿里斯特汽车上也采用了这种涡轮布置形式,不过叫法不一样。丰田公司把这种涡轮布置形式叫作双作用式涡轮增压器
    在图35展示了安菲尼RX7汽车上的顺序涡轮布置情况。图中小直径涡轮叫第一涡轮,大直径涡轮叫第二涡轮。图36为该涡轮增压效果。

    4.混合增压
    混合增压有两种,一种是两种增压器同时使用在一台发动机上,另一种是增压器与压气机复合增压。
    混合蜗轮增压器和罗兹压气机组合布置的增压器,在低转速范围内主要靠罗兹压气机增压,在高转速范围内主要靠涡轮增压。拉力赛车十分重视低速扭矩,所以混合涡轮式增压器首先在兰恰德塔S4赛车上获得了成功。此后日产公司在玛奇汽车上也使用一混合涡轮式增压器,不过名字却换成超级涡轮增压器
    图37为大众汽车在2005年装备在高尔夫GT车上1.4升TSI发动机上的混合增压系统,它是在进气系统装备机械式增压器,排气系统装备了涡轮增压系统,从而保证了发动机在低、中、高速时都有较佳的增压效果。

    由涡轮增压和进气谐振系统组成的复合增压,主要目的在于改善内燃机的低速扭矩特性,加快增压器响应,改善燃烧,从而降低内燃机燃油耗率。该增压系统的原理示意和结构实例,如图38所示。

    空气先在涡轮增压器中压缩,经连接管进入稳压室。然后进入谐振系统(谐振管和谐振室组成),进一步压缩后流入发动机进气管。内燃机各气缸周期性的吸气过程对进气系统产生激振,当这一激振的某一阶谐波与谐振系统的固有频率相一致时,便产生共振,共振室内的压力振幅达到最大值,从而实现惯性增压,增压压力进一步提高。
    为了更好地利用进气谐振系统的功能,应将进气相位不重叠的气缸与一个谐振系统相连接。

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