汽车发动机原理报告

参考文献
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a.燃油经济性 增压使发动机指示功率和有效功率都提 高了，也就是提高了机械 效率，自然可以明 显改善负荷区运行的经济性。增压不仅使功 率范围增大，而且高负荷的经济运行范围也 扩大了。
b.排放性能
① 增压发动机的过量空气系数较大，使高负 荷的烟度、排气中的 C O 及 HC 的成分 减少。有害成分排放量仅为非增压内燃机 的 1/3 ~1/2。如果措施得当，NOx 排出 量也会明显降低。 ② 采用中冷技术对减少有害排放物质更有利 。增压发动机由于滞燃期短，压力升高率 低，可以使燃烧噪声降低。由于涡轮增压 器的设置，进、排气噪声也有所降低，但 低负荷效果不明显。
2.2柴油机主要增压方式：
2.2.1废气涡轮增压：利用柴油机排出的废气，来驱 动涡轮使其高速旋转。带动压气机工作,使空气的压 力提高，从而提高了空气的密度，达到增压、提高柴 油机功率的目的。
2.2.2柴油机废气涡增压的特点： a. 经济性。
废气涡轮增压技术提高了柴油机降低燃油消耗率， 主要表现在以下几个方面： 涡轮增压回收了部分废气能量，所以使有效 功得到提高。由于回收废气能量可使油耗率降低 3%--4%
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结构:机械增压器由发动机曲轴经齿轮增速器驱动， 或由曲轴齿形传动带轮经齿形传动带及电磁离合器驱 动
种类：离心式机械增压
基本式机械增压 螺旋式增压器
机械增压的特点
a.动力性
① 机械增压通过传动装置直接使用了发动机曲轴的动力输 出带动叶片增压，不需要发动机有较高的转速与排气压 力便可以启动 ② 提高进气压力机械增压方式一般的提升动力出现在发动 机处于中低转速时，可以较早的开始提升动力，并且提 升动力的幅度较涡轮增压器要大 ③ 由于其使用了发动机的输出动力驱动压缩叶片，在中高 转速时，会损耗较多的发动机动力输出甚至拖累发动机 的动力输出。
2.柴油机的增压技术
2.1柴油机的增压原理：
所谓柴油机增压，就是将进入柴油机气缸内的空 气，利用一种装置预先进行压缩，提高其密度，并在 供油系统的合理配合下，使更多的燃料得到充分燃烧， 从而使柴油机发出更大的功率。 由于空气量增加，燃烧充分，所以还可提高柴油 机的经济性和减少柴油机有害成分的排放。
b.废气涡轮增压技术的比较
① 汽油发动机不同于柴油发动机，它进入气缸的不 是空气，而是汽油与空气的混合气，压力过大容 易爆燃。因此，安装涡轮增压器必须要避免爆燃 ，这里涉及两个相关问题，一个是高温控制，另 一个是点火时间控制。 ② 另外，汽油机排气温度比柴油机高，而且不宜采 用增大气门重叠角（进、气排门同时开启的时间 ）方式来加强排气的降温，降低压缩比又会造成 燃烧不充分。 ③ 由于轿车汽油机的转速比柴油机高，空气流速快 而且变化范围大，因此它的涡轮增压器有更高的 要求。
1．3发动机增压的作用 增压的作用是，在气缸容积一定 的情况下，充气密度越大， 新鲜空气的绝对量越大，就可以喷入较多的燃料 进行燃烧，发 动机就能发出更大的功率、增压后发动机功率的增长程度常以 增压度K表示：
式中ρs——增压后的充气密度； ρo——增压前的充气密度。 由公式可以看出，增压度的大小取决于充气密度的提高程度， 而ρs=Ps/RTs，故充气密度的提高，除了提高进气压力以外，还 要降低进气温度。于是为了增强增压效果，特别是在高增压情况 下需要采用进气冷却措施，而中冷除了可以提高充气密度以外还 可以相应降低排气温度，并且对降低发动机热负荷也是有利的。
涡轮增压后，进入柴油机的新鲜空气温度较 高。改善了燃料的蒸发，加之空气量增加，油气 混合更加均匀。使燃烧更完善充分，从而降低了 燃油消耗率。 涡轮增压后，柴油机功率提高，机械摩擦损 失相对减少，因而使机械效率提高。从而提高了 柴油机的经济性，降低了油耗率。
b. 动力性。 废气涡轮增压技术提高了动力性，主要表现在以下几 个方面： 增压后改善了燃烧，提高了燃烧效率 增压后柴油机的空气密度比非增压提高30%-200%以上，故进入缸内的空气量增大了30%--200%， 加上合理的供油系统配合，就会有更多的油气混合物 进行燃烧，从而发出更大的热能，提高了柴油机的功 率。 涡轮增压后，柴油机有富裕的空气，可以通过 大的气门重迭角对气缸进行扫气。从而大大降低活塞、 缸盖、气门及排气的温度，使柴油机因提高功率热负 荷升高的威胁得到部分缓解。
c.动力性 ① 加速性能变差，增压器自身的惯性，使其对发动机 突变负荷的响应能力变差，因而其加速性能变差。 为解决这一问题，可采用下列措施：采用脉冲增压 ；减小进、排气管道容积；采用放气调节或可变喷 嘴。
② 发动机废气在经过做功冲程后在排气冲程被排出气 缸，燃料通过燃烧所释放的总热量中25%以上被废 气带走，有而废气中的可用能又约占废气总能量的 60%。废气涡轮增压系统在利用着部分能量后，可 提高发动机功30%~50%，降低比油耗率 5%左右，有 利于改善发动机动力性能，经济性能及排放品质。
柴油机增压技术与汽油机增压技术 特点与区别
目录
研究背景 柴油机增压技术 汽油机增压技术
总结
参考文献
1、研究背景及发展趋势 1.1世界背景 增压技术首先在柴油机领域得到发展， 目前工业发达国家大中 功率柴油机已全部采用增压技术，中小型车用柴油机增压也达80％ 。 汽油机增压的发展相对较晚，技术水平也落后于柴油机。20世纪70年代 末国外汽油机开始逐渐采用增压技术，并得到了迅速的发展和完善， 1990 年美国生产的汽油机已有1／4 采用了增压技术，1992年国际市场 上出售的汽油机有15％采用增压技术，目前国外的汽油机增压正处于完 善和推广应用阶段。内燃机增压的先进技术主要集中于美国、德国和日 本。相对于柴油机而言，汽油机在小排量， 尤其是轿车发动机领域， 有其独特的应用优势及地位， 所以汽油机的增压研究对于节约能源及 提高汽车性能都具有重要意义。 1.2我国背景 汽油机增压的发展相对较晚， 技术水平也落后于柴油机。我 国2 0 世纪7 0 年代末开始研究汽油机增压，并在CA-10B 和DG2610012机型上取得成功。20世纪80年代末，清华、西安交大等几家高等院校 和内燃机厂也相继对49ZQ汽油机进行增压研究[1]。作为汽油机增压， 除提高功率扭矩，还用于高原上恢复功率。由于受爆震的影响和热负荷 的限制，增压度都不高， 性能也不够完善，实际应用很少。到2001年， 只有少数车型采用增压，还没有国产车型。现在， 国内已开发出轿车 用增压柴油机和汽油机产品， 如帕萨特-领驭1.8T 、大众-速腾1. 8T 、 奥迪A6L 2.0T等均采用了涡轮增压技术。
c. 排放性能
增压后由于空气量增大，过量空气系数增加，而 且空气燃油混合均匀。所以因燃烧不完全而产生的CO 和HC下降。 由于空气充足，燃烧充分，所以碳烟生成大大减 小。试验结果表明，柴油机涡轮增压比非增压烟度可下 降20%--80%。 如果增压后再进行中冷，NOx也可以大大下降。
2.3机械增压：
4.总结
a.机械增压的比较 柴油机因为依靠变质调节的方式调节扭矩，没 有节气门，每个循环吸入的空气量相差不大，其质 量流量的差异主要由转速变动造成，所以柴油机的 质量流量跨度范围只有6.5:1左右。相比之下，传统 的汽油机（指缸内直喷式汽油机GDI以外的汽油机） 依靠变量调节的方式调节扭矩，通过节气门调节空 气流量，随着负荷的变动，每个循环吸入的空气量 相差很大，加上汽油机转速的变动范围比柴油机大 得多，所以汽油机的质量流量跨度范围可达75:1， 接近于柴油机这个指标的12倍。这导致涡轮增压汽 油机的瞬时工况较差。而汽油机若采用机械增压就 没有这个问题。
b.燃油经济性和排放性能
机械增压器是一种强制性容积置换泵，简称容积 泵。它跟涡轮增压器一样，可以增加进气管内的空气 压力和密度，往发动机内压入更多的空气，使发动机 每个循环可以燃烧更多的燃油，从而提高发动机的升 功率和平均有效压力，使汽车动力性、燃油经济性和 排放都得到改善。
3.汽油机的增压技术