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机械增压

楼层直达
级别: 白金长老
针对自然进气(NA)引擎在高转速区域会出现进气效率低落的问题,从最基本的关键点着手,也就是想办法提升进气歧管内的空气压力,以克服气门干涉阻力,虽然进气歧管、气门、凸轮轴的尺寸不变,但由于进气压力增加的结果,让每次气门开启时间内能挤入燃烧室的空气增加了,因此喷油量也能相对增加,让引擎的工作能量比增压之前更为强大,这就是增压(Charge)的基本原理。

??现今运用在汽车的增压系统有两大主流

??机械增压(Super Charge)、涡轮增压(Turbo Charge)

??本文将机械增压方式,并分析其优缺点。

??机械增压器(Super Charge)之构造

??机械增压器采用皮带与引擎曲轴皮带盘连接,利用引擎转速来带动机械增压器内部叶片,以产生增压空气送入引擎进气歧管内,整体结构相当简单,工作温度界于70℃-100℃,不同于涡轮增压器靠引擎排放的废气驱动,必须接触400℃-900℃的高温废气,因此机械增压系统对于冷却系统、润滑油脂的要求与NA自然进气引擎相同,机件保养程序大同小异。


机械增压器(Super Charge)之特性

??由于机械增压器采用皮带驱动的特性,因此增压器内部叶片转速与引擎转速是完全同步的,基础特性为:

??引擎rpm X(R1/R2)= 增压器叶片之rpm

??R1 引擎皮带盘之半径

??R2 机械增压器皮带盘之半径

由于各类引擎的皮带盘尺寸差异不大,同时受限于引擎安装空间,因此机械增压器的工作转速远低于30,000rpm,与涡轮增压器经常处于100,000rpm以上超高转域的情形相去甚远,同时机械增压器转速是完全连动于引擎转速,两者呈现平起平坐的现象,形成一组稳定之等差数线,而且增压器与引擎之间会互相影响,当一方运转受阻的时候,必定会藉由皮带传输而影响另一方的运作,这就是机械增压器的特性。

??由于制造成本的限制,市售车辆的引擎最高转速多半维持在7500rpm以下,理想的机械增压器应该在1000rpm-7500rpm的引擎工作区域之内,产生一足够且稳定之增压值,让引擎输出提升20-40%,因此机械增压器必须在低转速就产生增压效应,通常引擎一脱离怠速区域,在1000rpm-1300rpm即能带动机械增压器产生增压效果,并延续至引擎最高转速,因此整体增压曲线是呈现一缓步上升之平滑曲线,经由供油程序与泄压阀的调整,即可达成“高原型”引擎输出功率曲线的目标。

??不过看似完美无缺的机械增压系统,却有一个小问题存在,由于机械增压器的动力来源完全依靠引擎带动,而引擎的负担越轻,转速提升就越快,这就是为什么比赛用房车都事先拆除冷气压缩机的原因,若是方程式(formula)赛车,甚至连激活马达、机油帮浦都改成外部连接,以减少对引擎造成的负担,因此增压器本身的运转阻力必须越小越好,才不会拖累引擎的工作效率。

??然而增压器产生的能量(增压值)与阻力成正比关系,如果一味追求增压值,虽然引擎输出的能量大增,但是相对的增压器内部叶片受风阻力也会升高,当阻力达到某一界限时,增压器本身的阻力会让引擎承受极大的负担,严重影响引擎转速的提升,因此设计师必须在增压值与引擎负担之间取得妥协,以避免高增压系统带来的负面效应。

??目前欧洲生产的机械增压系统多半采取0.3-0.5kg/c㎡的低增压,着重在于低转速扭力输出与中高转速“高原型”马力输出,而台湾“特嘉”研发的新式低阻抗增压器可以产生0.6-0.9kg/c㎡的中度增压值,动力提升的幅度更为显著,虽然机械增压系统在现阶段仍然无法突破1.0kg/c㎡的高增压范围,而涡轮增压早已突破2.0kg/c㎡的超增压境界,单就效率而言,涡轮增压系统可以用“倍数”来提升引擎输出,但是两者在结构上无法相提并论。

??高增压涡轮增压系统必须让引擎承受由负压转变为正压的剧烈变化与高压,因此引擎内部机件的材质与加工精密度要求很高,对于冷却、润滑系统的要求也远较一般引擎来得高,保养间隔短、手续繁杂、工作寿命短..等等都是高增压值涡轮引擎的缺点。

??在引擎机件维持原有形式,不用额外制造高单价精密机件的情形下,机械增压系统可以让引擎动力输出增进20-40%,又不至于造成维修体系的负担,因此各大车厂在近年都有开发机械增压引擎的计划,例如:BENZ、Jaugar、Aston Martin..等等欧洲高级车厂都采用机械增压系统来延长现有引擎的生产寿命,并达成环保、省油、高效率的目标,以大幅节省新引擎的开发费用。


级别: 白金长老
只看该作者 1楼 发表于: 2003-12-15
RV Power Up!
http://www.twmotor.com.tw/view_page_detail.php?volumn_num=200107&page_num=p236-240&category_id=212

Supercharger Turbo IS200 Tuning
http://www.twmotor.com.tw/view_page_detail.php?volumn_num=200105&page_num=176-181&category_id=212
JYX
级别: 论坛版主
只看该作者 2楼 发表于: 2003-12-15
好象加装这种机械增压的大部分是切车,据说RODEO比切车好改,发动机仓空间大,机械增压和涡轮增压装置都能安装,RODEO2.6有相应的增压装置,费用分两种,化油器2.6的要先改成电喷之后,才能装增压装置,所以费用高,大概在一万元多些。电喷2.6就好办了,可以直接安装机械增压或涡轮增压装置,费用在七千元左右。据说能增加20——30匹马力,还节省燃油,如果真是这样,我觉得很值。只是我们的FLK不知道能不能装啊!
级别: 白金长老
只看该作者 3楼 发表于: 2003-12-16
機械增壓
 增壓器是以不增加引擎排氣量為前提,而使動力輪輸出提升的方法,最早的增壓器全部都是機械增壓,在剛發明時被稱超級增壓器(Supercharge),後來渦輪增壓發明之後為了區隔兩者,起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger,機械增壓則被稱為Mechanical Supercharger,久而久之,兩者就分別被簡化為Turbocharger與Supercharger了!渦輪增壓器是利用引擎的廢氣排放來驅動 壓縮機;至於機械增壓器則是直接利用引擎出力來驅動增壓器,再將高密度空氣送入汽缸內以提高引擎的輸出功率。
 機械增壓器壓縮機的驅動力來自引擎曲軸,一般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪,間接將曲軸運\轉的扭力帶動 增壓器,達到增壓目的。依構造不同,機械增壓會經出現過許多種類,包括葉片式(Vane)、魯氏(Roots)、溫克爾(Wankle)等型式,而活塞運\動 最早也被認為是一種機械增壓;時至今日,則以魯氏增壓器最被廣泛使用,更是改裝的大熱門。魯氏增壓器有雙葉與三葉轉子兩種型式,目前以雙葉轉子較普遍,其構造是在橢圓形的殼體中裝兩個繭形的轉子,轉子之間保有極小的間隙而不直接相連,藉由螺旋齒輪連動 ,其中一個轉子的轉軸與驅動的皮帶輪連結,轉子轉軸的皮帶輪上裝有電磁離合器,在不需要增壓時即放開離合器以停止增壓,離合器則由電腦控制以達到省油的目的。機械增壓的特徵,除了在低轉速便可獲得增壓外,增壓的動 力輸出也與曲軸轉速成一定的比例,即機械增壓引擎的油門反應隨著轉速的提高,動 力輸出隨之增強,因此機械增壓引擎的操作感覺與自然氣極為相似,卻能擁有較大的馬力與扭力。
 機械增壓優點為體積小,不需修改引擎本體、安裝容,易且由皮帶驅動,動力並不會有遲滯現象,因此在改裝界也頗受歡迎,尤其是原本為自然進氣設計的車輛,尤其適合改裝。

级别: 白金长老
只看该作者 4楼 发表于: 2003-12-16
涡轮增压技术在轿车上的应用

  中创网信息:目前,汽油发动机正越来越多地借鉴柴油机的成熟技术。许多世界名车的发动机都是涡轮增压发动机,特别是欧洲的汽车厂商像绅宝、沃尔沃、菲亚特的车型上都装配了涡轮增压发动机。汽车发动机技术正发生着越来越多、越来越快的变化。现在,涡轮装置压技术已广泛地应用在国产中高档轿车上。一汽-大众推出的奥迪A61.8T就是国内生产的第一部涡轮增压发动机的轿车。那么,究竟什么是涡轮增压技术,应用这一技术的发动机又有哪些好处?为更直观地说明这个问题,现将同为奥迪A6匹配1.8T、1.8、2.4三种发动机做一个比较。

  严格地讲,这三种发动机并没有可比性。虽然都是奥迪公司精心设计的具有世界先进水平的发动机,但是它们的结构不同,1.8T和1.8车型为直列4缸发动机,而2.4为V型6缸发动机。

  许多人都知道,汽车发动机的工作,多是靠燃料在发动机气缸内燃烧做功,从而对外输出功率。在发动机排量一定的情况下,若想提高发动机的输出功率,最有效的方法就是多提供燃料燃烧。然而,向气缸内多提供燃料容易做到,但要提供足够量的空气以支持燃料完全燃烧,靠传统的发动机进气系统是很难完成的。

  增压技术就是一种提高发动机进气能力的有效方法。

  从原理上讲,增压并无神秘之处。它就是采用专门的压气机将气体在进入气缸前预先进行压缩,提高进入气缸的气体密度,减小气体的体积,这样,在单位体积里,气体的质量就大大增加了,进气量即可满足燃料的燃烧需要,从而达到提高发动机功率的目的。

  废气涡轮增压是进气增压的一种方式。发动机的增压方法根据驱动增压器所用能量来源的不同,一般分为三类:第一类是机械增压系统,增压器由发动机曲轴通过齿轮(或链条等)直接驱动。第二类是废气涡轮增压系统,增压器是由发动机工作时排出的废气带动的。第三类是复合增压系统,即在发动机上,既采用废气涡轮增压器,又同时应用机械驱动式增压器。此外还有惯性增压、气波增压等其他增压方式。应用在汽车发动机上的主要是废气涡轮增压系统。奥迪A6 1.8T采用的就是这种系统。

  汽油机采用涡轮增压技术有一定难度。

  把奥迪A6 1.8T、1.8、2.4做一下比较:奥迪A6 1.8T比1.8功率大,但比2.4起步慢。奥迪A6 1.8T的发动机在其动力输出上就充分体现了废气涡轮增压技术的优势。从功率上看,随着发动机转速的提高,其功率逐渐增大,在5700转/分钟时达到最大值110千瓦。这与未装增压器的1.8升发动机相比,最大功率提高了大约20%。观察其扭矩变化,在低转速时(1750转/分钟以下)发动机具有良好的扭矩特性。在1750转/分钟时,发动机输出最大扭矩210N·m,并在1750-5700转/分钟之间一直保持这个最大扭矩,这一点与未装增压器的发动机有所不同。与奥迪A6 1.8相比,安装增压器后,其最大扭矩增加了25%。

  奥迪A6 2.4的发动机排量比1.8T的要大许多,而其最大功率和最大扭矩却相差不多。但是在低转速时,1.8T的扭矩和功率要比2.4的小。这是因为涡轮增压在中、高转速时作用更明显。因此表现为,奥迪A6 1.8T的起步就要比2.4略慢,若匹配自动变速器,这点更为明显。不过,仅以发动机来论,1.8T满足车辆一般性需要,已是绰绰有余了。总之,涡轮增压是一项很有前途的技术。
级别: 黄金长老
只看该作者 5楼 发表于: 2003-12-16
维他命不买也看一下:富力卡
HKS TRD 無限 Tom`s

级别: 禁止发言
只看该作者 6楼 发表于: 2003-12-17
用户被禁言,该主题自动屏蔽!
级别: 白金长老
只看该作者 7楼 发表于: 2003-12-17
你这个车大炮,吃伟哥吃多啦!FLK的像片跟机械增压有啥关系?!
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