机械增压
祝恒磊
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1增压一词的解释。增压是指自然进气发动机在高速区进气效率会低的问题。从最基本的关键点出发,即试图增加进气歧管内的空气压力来克服气门干涉阻力。虽然进气歧管、气门和凸轮轴的尺寸不变,但由于进气压力的增加,...
1增压一词的解释。增压是指自然进气发动机在高速区进气效率会低的问题。从最基本的关键点出发,即试图增加进气歧管内的空气压力来克服气门干涉阻力。虽然进气歧管、气门和凸轮轴的尺寸不变,但由于进气压力的增加,每个气门开启时间内可以挤进燃烧室的空气增加,因此喷油量也可以相对增加,发动机的工作能率可以提高。汽车上用的增压器一开始都是增压的,刚发明的时候叫增压。后来涡轮增压发明以后,为了区分两者,起初涡轮增压器叫涡轮增压器,而机械增压器叫机械增压器。久而久之,两者分别简化为涡轮增压器和增压器。2增压的特点增压和涡轮增压在动力输出上有明显的区别。前者具有接近自然进气的线性输出,而后者由于涡轮迟滞而具有相对更突然和更不线性的输出。因为机械增压的作动原理,所以可以低速增压。机械增压的动力输出也与曲轴转速成正比,即机械增压发动机的动力输出随着转速的增加而增加。所以增压发动机的输出性能和天然气很像,但是可以有更大的马力和扭矩。因为增压器是由皮带驱动的,所以增压器的内部叶片速度与发动机转速完全同步。基本特征是:发动机rpmX(R1/R2)=增压器叶片rpmR1,发动机皮带轮半径R2,增压器利用发动机转速驱动增压器内部机构。其整体结构简单,工作温度在70-100之间,比废气驱动的涡轮增压器400-900的高温工作环境舒适得多。所以增压系统对冷却系统和润滑系统的要求和NA发动机基本相同,零件的保养程序也差不多。另外,机械增压的优点是体积小,不需要改装发动机机体,安装方便,所以在美国改装界也很受欢迎。原本为大排量NA设计的车辆特别适合改装。房车赛车改装要去掉空调压缩机,而方程式赛车,连启动电机和油泵都改成外接,目的是减轻发动机的负担。由发动机动力驱动的增压器和上述部件一样,会给发动机带来额外的负担。所以增压器本身的运行阻力一定要越小越好,这样才不会拖累发动机的工作效率,发动机转速才能提升的更快。但是,增压器的进气量与阻力成正比。使用高增压时,虽然发动机的输出能量大大增加,但是增压器内部叶片的风阻也会增加。当阻力达到一定极限时,这种阻力会使发动机承受很大的负荷,严重影响提速。因此,机械增压必须在增压值和发动机负荷之间取得平衡,以避免高增压带来的负面影响。目前欧洲设计的增压器大多是0.3-0.5 bar范围内的低增压器,侧重于低速扭矩输出和中高速“高原”马力输出。而台湾省“特佳”研发的新型高效增压器,可以产生0.6-1.2bar的中等增压值,功率提升更为显著。虽然增压系统现阶段还无法突破1.5bar的高压范围,而涡轮增压已经突破了2.2bar的超高压状态,单从效率上来说,涡轮增压系统可以让发动机输出“成倍”增加,但要付出的金钱、保养、外围集成也是增压系统的数倍。请自行判断孰优孰劣。3类增压增压分为三类。离心式增压器:这种增压与涡轮增压非常相似,除了它是由bel驱动的 它与涡轮增压原理相同,吸入空气通过离心力对空气加压,达到压缩空气的目的。rootsuperchargers:在60-70年代的肌肉车上经常可以看到这个东西。它从引擎盖上的突起非常明显,就像图中这辆野马跑车一样。这种机械增压是把空气吸入增压器,有两个螺旋叶片压缩空气,然后送到进气歧管。这种机械增压可以提供强大的扭矩输出。在加速赛和街头赛中很受欢迎。螺旋增压器:这种类型的增压器是由基本型衍生而来的,看起来也很相似,但它们的吸气和压缩方式却大相径庭。当空气被吸入增压器时,螺旋叶片会迫使空气进入进气歧管。这种增压器在各种速度下都能有效增加马力。4发动机中增压器的安装汽油机中增压器的安装与涡轮增压器相同,也可以加装中冷器。这个增压器有一个特别设计的旁通阀,由发动机油门产生的真空来操作。当发动机未增压时,该旁通阀将循环增压空气以节省能量。发动机的进气系统与安装增压器的底座是一体的。因为每个发动机都有独特的安装要求,大多数增压器都是为特定的发动机设计的。
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