汽车机械增压的原理是什么?

更新时间:2023-04-20 18:18:10 作者:智慧百科

汽车机械增压的原理是什么?>1.汽车机械增压[增压就是提升空气压力。]是怎么个原理

装用在汽车上的增压器[增压器,活塞式航空发动机借以增加气缸进气压力的装置。],起初都是机械增压,在刚发明时被称超级增压器(Supercharge),后来涡轮增压发明之后为了区别两者,起初涡轮增压器被称为Turbo Supercharger,机械增压则被称为 Mechanical Supercharger。久而久之,两者就分别被简化为Turbocharger与Supercharger了!

机械增压器压缩机[压缩机(compressor),是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械,是制冷系统的心脏。]的驱动力来自发动机[发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器,包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。]曲轴。一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮[皮带轮,属于盘毂类零件,一般相对尺寸比较大,制造工艺上一般以铸造、锻造为主。],以曲轴运转的扭力带动增压器,达到增压目的。根据构造不同,机械增压曾经出现过许多种类型,包括:叶片式(Vane)、鲁兹(Roots)、温克尔(Wankle) 等型式。不过,现在较为常见的为前两种。

鲁兹增压器有双叶、三叶转子两种型式,目前以双叶转子较普遍,其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子,转子之间保有极小的间隙而不直接接触。两转子借由螺旋齿轮连动,其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连接,转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器,在不需要增压时即放开离合器以停止增压。离合器的开合则由计算机控制以达到省油的目的。

而叶片式( 亦有称为涡流式) 的本体就是属于叶片式本体的一种。其运作方式主要是利用三个可根据不同离心力而改变转速的行星齿轮组带动进气叶片。透过齿轮组与叶片轴心的相互磨擦,提高轴心转速并进一步提高进气叶片的速度,以获得持续不断的增压反应。换句话说,就是发动机转速愈高,进气叶片的转速也能跟着提高。

机械增压的特性:

机械增压与涡轮增压在动力输出上有着明显的区别,前者有接近自然进气的线性输出,而后者则因为有涡轮迟滞的现象,出力相对多一点突兀,没那么线性。

因为机械增压的作动原理,使其在低转速下便可获得增压。增压的动力输出也与曲轴转速成一定的比例,即机械增压引擎的动力输出随着转速的提高,也随之增强。因此机械增压引擎的出力表现与自然气极为相似,却能拥有较大的马力与扭力。

2.汽车中机械增压原理是怎样的

给你说简单些:增压的目的就是为了在不增加发动机排量的情况下增加发动机的输出功率[“输出功率” (nominal power),也叫做“标称输出功率”(nominal output power)。]和扭矩,使汽车拥有更好的动力性能。

目前的增压技术主要有两种:机械增压和涡轮增压,但二者原理却不同。

涡轮增压的全称为废气涡轮增压,一般用“T”表示。涡轮增压是通过排气管出来的高速气体推动转子旋转,从而提高进气管中气流压力的设备。增加气流压力以使更多的空气,也就是更多的氧气进入气缸,这样燃烧就会更加充分,动力也就更大。增压器的两端一边是涡轮,一边则是压气机[压气机(compressor):燃气涡轮发动机中利用高速旋转的叶片给空气作功以提高空气压力的部件。],废器带动叶片旋转驱动压器机工作,使它向进气管更快,更大量地输送空气。涡轮增压器借助的是高速废气的功能,这部分能量在普通发动机上是白白浪费掉的。借助它的速度,涡轮压器转子可以获得很高的转速,最高转速甚至达到150000rpm上下。 但涡轮增压有个最大的缺点,就是有涡轮迟滞现象:就是在较低转速下时,当踩下油门踏板,发动机不会有较大的动力提升,要等到转速上升到一定程度(一般在2500-3000转),涡轮增压器才开始工作,此时会感觉动力突然上升,但这样往往会影响汽车的乘坐舒适性!

而机械增压却不同:它的转子不是由发动机排出的废气驱动,而是直接由皮带连接发动机的曲轴,由发动机的曲轴来驱动。而曲轴又是发动机的动力输出轴,这样机械增压器既增了压,但同时也消耗了一部分动力,所以一般机械增压的增压效率都不高。但是机械增压的最大优点就是没有涡轮增压的涡轮迟滞现象,所以机械增压在低转速下的增压效果比较明显,但是随着转速的升高效率也逐渐下降,这与涡轮增压正好相反。

3.机械增压是什么原理,在汽车的那里安装,它的作用和涡轮增压有什么

机械增压器基础知识

机械增压器是将吸入的空气加压到超过正常气压的装置。 机械增压器和涡轮增压器均是如此。 实际上,“涡轮增压器”一词是其正式名称“涡轮式机械增压器”的简写。

HowStuffWorks Shopper 网站供图

双螺旋式机械增压器

机械增压器工作原理

这两种装置的不同之处在于它们的能量来源不同。 涡轮增压器是借助排出的巨大气流来驱动涡轮的。 而机械增压器则由发动机曲轴通过传动带或传动链带动的。

普通四冲程发动机有一个冲程专门用于进气。 这一过程有三个步骤:

活塞往下运动。

制造真空状态。

依靠大气压将空气吸入燃烧室[燃烧室是燃料或推进剂在其中燃烧生成高温燃气的装置,是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备。]

当空气被吸入发动机后,便和燃油混合形成油气混合物。此混合物能够通过燃烧这一化学反应转换成有用动能。 火花塞通过点燃空气和燃油的混合气体引起此化学反应。 当燃油发生**时,会释放大量能量。 此过程产生的力量集中在气缸盖上,这股力量将推动活塞,使活塞产生往复运动,最终这股动力会传递到车轮上。

一台安装了机械增压器的基本发动机

向燃烧室注入更多的燃油将会产生更为强劲的燃烧爆发力。 但不能仅仅向发动机中增加燃油,因为燃烧燃油需要严格数量的氧气。 这种经过化学反应产生的混合物,空气和燃油的比例应控制在14:1,这对发动机的有效运转至关重要。 所以重点在于:若要注入更多的燃油,就必须吸入更多的空气。

这就是机械增压器的作用。 机械增压器通过将空气压缩至正常大气压以上来吸入更多的空气,而不是通过制造真空状态来吸入空气。 这样就可以强制更多的空气进入发动机,从而导致“增压”。 发动机增压后会吸入更多空气,从而向燃烧室注入更多的燃油,发动机的动力也会增强。 机械增压器平均可提高46%的马力和31%的扭矩。 在海拔较高的地方,发动机性能会降低,因为那里的空气密度和压力都比较低,而机械增压器只有向发动机提供压力更高的空气,才能保证其运转状态最佳。

涡轮增压器利用燃烧产生的废气向压缩机提供动力,与之不同的是,机械增压器直接从曲轴获取动力。 大部分机械增压器都通过一条附属的传动带获得动力,这根传动带缠绕在皮带轮上,皮带轮连接在一个主动齿轮上。 而主动齿轮则会旋转压缩机齿轮。 压缩机的转子可以有多种设计,但它的任务是吸入空气,将空气压入更小的空间,并注入进气岐管中。

Muscle Mustang 公司网站供图

ProCharger D1SC离心式机械增压器

为了压缩空气[压缩空气,即被外力压缩的空气。],机械增压器必须急速旋转,甚至比发动机本身转得还要快。 将主动齿轮做得比压缩机齿轮大,就能使压缩机旋转得更快。 机械增压器的转速每分钟能高达5-6.5万转。

5万转的压缩机能产生大约41-62千帕的压强。 在特定海拔高度,这会产生比大气压高41-62千帕的压力。 而海平面的大气压为1012.8百帕,因此大约会多出50%的空气被机械增压器压入发动机中。

空气受到压缩会变热,这意味着空气密度会降低,同时也会减少爆炸过程中空气的膨胀程度。 这就无法在火花塞点燃混合气体后产生足够的动力。 为使机械增压器发挥全部效率,从排气装置排出的压缩空气必须在进入进气歧管前加以冷却。 中间冷却器的出现解决了这一问题。 中间冷却器有两种基本设计: 风冷和水冷。 它们的工作原理类似于散热器,即让较凉的空气或水流过导管,带走热量。 当热空气离开机械增压器碰到较凉的导管时,它便会冷却下来。 随着空气温度降低,其密度会变高,这样就会使密度较高的混合燃气进入燃烧室。

4.什么是机械增压

和机械增压相对的是涡轮增压,个人建议在了解机械增压前首先应了解涡轮增压,了解涡轮增压的原理后机械增压就可用一句话概括。

涡轮增压的原理为在排气附近装有涡轮,汽车发动机运转到一定转速时尾气带动涡轮转动,涡轮连接汽车发动机处的叶轮运转,从而增加发动机的进气量,达到提高功率的目的;机械增压就是省去了涡轮,把叶轮直接同发动机连接,让发动机带动叶轮运转,达到和涡轮增压器一样的目的;

就二者的优缺点来说,涡轮有迟滞性(因为发动机低速运转时的尾气不足以带动涡轮),这是其最大劣势,但是其峰值功率高(这就是为何顶级跑车都采用涡轮增压)的优点是机械增压所不及的;机械增压的优点这时候就比较容易理解了,增压全程都在进行,不存在迟滞性,缺点是叶轮直接由发动机带动消耗了一部分功率,从而油耗偏高,并且峰值功率也不如涡轮增压。

5.汽车涡轮增压的工作原理是什么

涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器[滤清器,是指通过滤纸起过滤杂质或者气体的作用的配件。]管道送来的空气,使之增压进入汽缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。

涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连,排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连,排气口接在进气歧管上,最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内,二者同轴刚性联接。这样一个整体的涡轮增压装置就做好,发动机就好像电脑CPU一样被“超频”了。

常见涡轮增压可分为四种:机械增压系统,气波增压系统,废气涡轮增压系统,复合增压系统。

6.机械增压的原理是什么

机械增压就是通过曲轴直接驱动压气机,提高发动机进气压力。

涡轮增压就是废气涡轮增压,将发动机排出的废气引入涡轮机, 利用废气推动涡轮机旋转,而涡轮机和压气机是同轴的, 这样就推动压气机增压了。 机械增压(Supercharger)和涡轮增压(Turbocharger)是两种不 同的强制进气装置。

涡轮增压的最大优点是能在不加大发动机排量就能较大幅度地 提高发动机的功率及扭力,一般而言,加装增压器后的发动机 的功率及扭矩要增大20%—30%。但其缺点是会有 涡轮迟滞(Turbo Lag),即由于叶轮的惯性作用对油门骤时 变化反应迟缓,使发动机延迟增加或减少输出功率。

在对其设定上,有低增压型的低转扭矩型涡轮,也有高增压 的高转马力型涡轮。前者的好处在于涡轮迟滞现象小、起步 快低转反应灵敏。

但高转马力不足,加速转速区域小。 后者特点是发力晚,发力后加速时间长。

但涡轮迟滞现象严重,前段发力很弱。这些特性可以通过 改变A/R(涡轮几何特性)值以及Trim比来实现。

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。优点是动力可以得到线性提升, 操控比较灵活。

缺点则是高转速区动力提升有限甚至反而下降, 且自身会消耗引擎动力(涡轮增压不会,他完全靠废气驱动)。 一般而言,要综合二者的优点的话。

可以同时机械增压与 涡轮增压。或是安装混种涡轮(Hybird Turbo), 即使用不同型号的压气机和涡轮机进行组合, 从而形成的涡轮增压器。

还有就是双涡轮(TwinTurbo,即把两个涡轮增压器 串联或并联在一起)。 当然还可以选择VTG几何特性可变涡轮 (保时捷的一些车型就有使用)。

7.汽车的机械增压是什么原理与涡轮增亚的差别

涡轮增压是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。发动机转速越快,涡轮增压器中的叶片转速也就越快,可以吸入更多的空气到气缸,就可以燃烧更多的燃料,增加引擎工作效率

涡轮增压是利用发动机排出的废气转动叶片,使其转动增压,不消耗发动机的功率,缺点就是:有“滞后响应”,即使调校过的涡轮也要1.7秒才会有反应

针对自然进气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。

离心式机械增压(Centrifugal Superchargers):这种机械增压与涡轮增压很像,只不过它不是用发动机的废气驱动,而是用发动机的皮带带动。它和涡轮增压增压原理相同,吸入空气靠离心力把空气加压,以达到压缩空气的目的。

基本式机械增压(Roots Superchargers):你经常能在60到70年代的肌肉车上看到看到这东西,它从发动机盖上的突非常明显,这种机械增压将空气吸入增压器内部,有两个螺旋状叶片将空气压缩,之后送到进气歧管里。这种机械增压能提供强大的扭矩输出。它在加速比赛和街道竞赛中十分流行。

螺旋式增压器(Screw Superchargers):这个形式的增压器是基本型的派生出来的,而且也长得很像,但它们的吸气压缩方式却截然不同。当空气被吸入增压器时,被螺旋状叶片强压入进气歧管内。这种形式的增压器对于提升各个转速的马力都很有效

机械增压没有“滞后响应”,而且无论转速有多低,他都会工作,对直线加速有很大帮助。缺点就是它会消耗发动机的功率。维修保养参考资料: (苏州512汽车网,苏州车友论坛)

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