利用發(fā)動機排氣過程所排出廢氣的剩余能量驅(qū)動廢氣渦輪高速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)增壓。增壓就是利用專用的裝置(增壓器)在進氣過程中采用強制的方法將新鮮充量送入氣缸,使其進氣量大大高于自然吸氣的進氣量,從而大幅度提高發(fā)動機的平均有效壓力。因此,增壓不僅是發(fā)動機提高升功率的最切實可行的辦法,而且也是高原低氣壓地區(qū)的發(fā)動機防止因空氣稀薄而導(dǎo)致功率下降、燃油消耗率上升的最有效措施。

分類

根據(jù)驅(qū)動壓氣機的動力源不同,發(fā)動機的增壓可以分為機械增壓、廢氣渦輪增壓及復(fù)合增壓3種類型。目前汽車上廣泛使用廢氣渦輪增壓。

廢棄渦輪增壓

廢氣渦輪增壓系統(tǒng)中,壓氣機與渦輪同軸連接,構(gòu)成渦輪增壓器。發(fā)動機工作時,排氣過程中所排出廢氣的剩余能量驅(qū)動廢氣渦輪高速旋轉(zhuǎn),在渦輪高速旋轉(zhuǎn)的同時,也帶動壓氣機以同樣的速度轉(zhuǎn)動。經(jīng)過濾清的空氣由軸向被吸入壓氣機殼內(nèi),高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機葉輪將吸入的空氣甩向葉輪邊緣,使其壓力與速度提高,被提高了壓力和速度的空氣進入壓氣機殼中的擴壓器(進口小、出口大),使壓力進一步提高而速度下降。由于壓氣機的環(huán)形渦殼斷面也是由小到大,空氣由渦殼處流出壓氣機時,壓力繼續(xù)升高,這些壓力較高的空氣經(jīng)由發(fā)動機進氣管進入氣缸,由于經(jīng)過擴壓,進入氣缸的空氣密度有較大的提高。

由于壓氣機所消耗的功率完全由廢氣渦輪提供,不需消耗發(fā)動機本身的功率,從而提高了發(fā)動機的機械效率。在非增壓柴油機上經(jīng)簡單改裝采用廢氣渦輪增壓措施后,其功率可提高30%~50%,燃油消耗率可降低5%左右。另外,由于工作循環(huán)溫度較高,使燃燒過程進行得比較完善,廢氣中的有害排放物含量下降,減少了排氣污染。

機械增壓

機械增壓是指針對自然進氣引擎在高轉(zhuǎn)速區(qū)域會出現(xiàn)進氣效率低落的問題,從最基本的關(guān)鍵點著手,也就是想辦法提升進氣歧管內(nèi)的空氣壓力,以克服氣門干涉阻力,雖然進氣歧管、氣門、凸輪軸的尺寸不變,但由于進氣壓力增加的結(jié)果,讓每次氣門開啟時間內(nèi)能擠入燃燒室的空氣增加了,因此噴油量也能相對增加,讓引擎的工作能量比增壓之前更為強大。

復(fù)合增壓

它把渦輪增壓器和諧振進氣系統(tǒng)串聯(lián)起來,利用進氣的動態(tài)效應(yīng),可獲得很高的增壓壓力,從而得到高的扭矩系數(shù)。