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发表于 2-2-2012 15:58:47 | 显示全部楼层
对于增压发动机来说,一个经常被问到的问题就是:“哪个更好?是涡轮增压(Turbo Charger)还是机械增压(Super Charger)?” 答案不是简单的一两句就可以解决的,要了解这个问题,让我们回顾一下以前学过的四冲程发动机原理。

简单来说,一台发动机会不停运转而产生动力,是因为汽油进入燃烧室,与空气混合形成油气混合物后由火花塞点燃,燃烧中产生的压力推动活塞产生动力,最后燃烧后的废气经由排气阀门排出外界,然后循环造成的。

这个过程可分为以下四部分:
1.进气冲程
2.压缩冲程
3.作功冲程
4.排气冲程
具体的请查阅本站汽车技术频道里发动机部分的详细介绍,这里就不详细说明了。值得一提的是转子发动机,它也是按这个规范而设计的发动机,但它的机械构造和其它的有很大不同,使得它能以小的排量产生大的动力。

如何提高发动机的效率呢?根据能量守恒定律,要增加发动机的效率,只能是用更多的能量了。进气、压缩、燃烧、排气——工程师能做的也就是改进这四个部分。其中,TURBO 和 Super Charger都是针对“进气”这个环节而设计的。

TURBO涡轮增压:

TURBO是利用排气冲程所排放的废气,转动它的Turbine(排气转子),当 Turbine到达一定转速时,它带动进气转子(Compressor),两者是同轴异室的。强行吸进额外的空气,所以普通发动机叫Natural aspiration(NA,自然进气),因为TURBO是“不自然”进气的。

Super Charger机械增压:

Super Charger和TURBO的不同之处是,它的进气转子是经由皮带,直接由发动机曲轴驱动,所以,对比TURBO,它是全程增压,只要发动机一发动就有作用。


奔驰SLK200K机械增压发动机

接下来我们开始对比一下两者的利弊吧

一、 价格:
在同一台发动机上,两者差别不大(这是指一般的产品,同增压性能而言,超高性能的则很难比较),所以价格通常不在考虑之列。

二、 效率:
这是TURBO最大优点,因为TURBO只是由废气驱动,相对比要由发动机驱动的Super Charger,它不用浪费部分发动机动力,也较经济省油。

三、 延迟:
这是TURBO最大缺点(有名的涡轮迟滞效应),也是Super Charger的最大优点。因为要等到TURBO的Turbine到达一定转速时(大概12000RPM)才能启动Compressor工作,尽管所需时间很短,但是对于驾驶者来说,是很不舒服的感觉。试想,当你重踩油门过了1-2秒车子才突然冲出去,对车子的操作感都变差了吧?而Super Charger就像之前所说的,“全程增压”,只要发动机开着就在工作,不会有任何的延迟。

四、 散热:
因为TURBO的Compressor是在排气管里面的,加上它超高速的运转轴承(12000RPM以上!),由此而来的高温高压是不可避免的,因此需要采取如机油冷却/水冷却,机械开关/电脑泄压的方式来保证车子安全。另外,几乎所有的TURBO车上一定得有中央冷却器装置。因为更多的空气被压缩后,温度升高,密度降低,也就是含氧量减少,燃烧效率降低,所以必须用中冷器来冷却空气温度。对于Super Charger问题就小多了,一般来说是不用中冷器的。

五、 噪音:
TURBO的构造决定了它所产生的噪音是小于Super Charger的,因为TURBO安于排气管的涡轮起到了消声的作用。而Super Charger将整套装置外露于发动机盖上方,非常吵。

六、 动力输出:
总体来说TURBO占优,峰值功率TURBO要强于Super Charger,但高功率TRURBO需要改装发动机的其它部分。

七、 安装:
TURBO较复杂,因为要有部分要装入排气系统里面,还得加中冷器。

八、 稳定性:
一般来说Super Charger较好,TURBO车在熄火以后排气管的转子有可能因为仍然过热产生很多问题。因此在点火后先要预热一会再起步,停车后也要歇一会才能熄火。

总的说来,双方各有利弊,究竟哪个好得具体到每辆车和每个人要求的不同。
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发表于 2-2-2012 16:01:38 | 显示全部楼层
众所周知,发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机所产生的功率也会受到限制。如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量,从而提高燃烧作功能力。因此在目前的技术条件下,涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。最早的涡轮增压器是用于跑车或方程式赛车上的,这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面,发动机就能够获得更大的功率。而对于一般用户而言,买了带“T”的车后,第一个反应就是“比普通车的自然吸气发动机的确强劲了不少!”   时下为广大车友所津津乐道的TURBO,全称TURBOCHARGER,也就是涡轮增压系统。一台发动机装上涡轮增压器后,其输出的最大功率与未装增压器的相比,可增加大约40%,甚至更多。另外,发动机在采用了增压技术后,还能提高燃油经济性和降低尾气排放。

涡轮增压装置的基本结构和原理其实都并不复杂,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。不过,发动机在采用废气涡轮增压技术后,工作中的最高爆发压力和平均温度都将大幅度提高,因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短,而且机械性能、润滑性能也都会受到影响。为了保证增压发动机在较高的机械负荷和热负荷条件下能可靠耐久地工作,必须在发动机主要热力参数的选取、结构设计、材料、工艺等方面做必要的改变,而不是简单地在发动机上装一个增压器就行了。由于这个改变过程在实行中难度颇大,而且还要考虑增压器与发动机的匹配问题,因此在一定程度上也限制了废气涡轮增压技术在发动机上的应用。

虽然涡轮增压的确能够提升发动机的动力,不过它的缺点也有不少,其中最明显的就是动力输出反应滞后。由于转子的惯性作用,叶轮对油门的骤时变化反应还是迟缓。从你大脚油门希望立即提速,到叶轮高速转动将更多空气压进发动机之间,存在一个时间差,而且这个时间还不短。一般经过改良的涡轮也要至少2秒左右来增加或者减少进气的压力。如果你要突然加速的话,瞬间会有提不上速度的感觉。

随着技术的进步,虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进,但是由于结构性的原因,涡轮增压的汽车驾驶起来的感觉和大排量的汽车还是有一定的差异的。比如1.8T的涡轮增压发动机,在实际的行驶中,初段的提速能力速肯定不如2.4L自然吸气发动机,但是只要度过了等待期,动力还是会很快窜上来,因此如果你要追求激烈驾驶的感觉的话,涡轮增压的引擎其实并不适合你。不过如果经常跑高速或者是上高原,涡轮增压就会显得特别有用。如果你的经常在城市内行驶,那么就真的有必要考虑一下是否需要涡轮增压了,因为涡轮并不是随时都在启动的,事实上在日常行车中,涡轮增压的启动机会很少,甚至不使用,这就给涡轮增压发动机的日常表现带来影响。就拿斯巴鲁翼豹的涡轮增压器来说,它的启动转速是在3500转左右,最明显的动力输出点则是在4000转左右,这时候会有二次加速的感觉,并一直持续到6000转甚至更高。而一般市内驾驶我们的换档实际都只是在2000-3000之间,5挡能够上到3500转估计速度都破120了,也就是说除非你故意停留在低档位,否则不超过120km的时速涡轮增压根本无法启动。没有涡轮增压的启动,你的1.8T其实还不如一部1.8的车,因为没有启动的涡轮对于进气甚至还有一些阻力作用。此外涡轮增压还有维护保养方面的问题,就拿宝来的1.8T来说,6万公里左右就要更换涡轮了,虽然次数不算多,毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保养费,这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。另外,相对来说,废气涡轮增压器与柴油机配合运行时,涡轮机允许工作的范围较广,高效率范围也较宽,在配合运行中产生的问题较少,所以废气涡轮增压技术在柴油机应用的比较多。而对于汽油机在增压后,提高了缸内混合气压缩和燃烧气体的温度和压力,提高了燃烧室受热零件的热负荷,很容易产生爆震。这也就是至今为止,增压技术在汽油机上得不到广泛应用的主要原因。

最后,柴油发动机涡轮增压比汽油更合适;涡轮增压的最大好处是发动机的最大功率和扭矩比同排量的车大40%,也就是1.8T≈2.4L,但前提是发动机转速要高于2000转以后涡轮才起作用,如果只是在城市里用车,涡轮的作用就发挥不出来,1.8T顶多也就是1.8L的功率;涡轮增压后使用和保养都多了负担。所以,一般城市使用,带T的车作用并不是很大。
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发表于 2-2-2012 16:07:30 | 显示全部楼层
我们时常看到车尾部、或是杂志上的车款介绍,写有Supercharger、Turbocharger等字样,很多人都知道这大概是什么,这就是增压器!但是这只说对了一半,正确答案应该分别是:机械增压和涡轮增压。虽然都叫增压发动机,但这两种发动机有着截然不同的区别,各有优劣。涡轮增压发动机能够更大的提升功率,但涡轮迟滞让人很不舒服;机械增压发动机没有迟滞问题,但其很难设计更高转速,因此功率提升有限。这两种截然相反的性能差别导致了在增压发动机方面存在两大阵营——其中机械增压发动机更多出现在美系车和奔驰车里。原因是什么呢?我们还得先从不同车型的设计取向说起。
我们都知道,美国人对于车的最大诉求就是动力强劲、车子猛、提速快。但是由于美国的限速要求非常严格,因此美国人并不特别在乎极限速度。我们知道,大功率更多的体现在极限速度上,如果对于极限速度没有过高要求,功率太大是没有意义的。而说到低速时候的加速性能,则更多的取决于扭矩。因此确切地说,美国人真正喜欢的是大扭矩车!看看现今美国车型的销量排行榜,大型豪华SUV、皮卡总是名列前茅,还有大功率豪华轿车、跑车也令美国人钟情不已,对于这些车来说有一个共同点——强调低转速的大扭力输出。
美国的高速公路发达、马路很宽也很平整,加上美国以平原居多,这令美国人在驾驶风格上不像欧洲人那样喜欢追求在弯道中的刺激,而是热衷于拥有一辆加速强劲有力、又大又沉的大型豪华车。用美国的俗话来说就是“肌肉车”。在这种迷恋动力性能的大环境下,美国人最先想到的当然是加大排量,这是实现低转速大扭矩的最简单方式,就如同我们乘坐的公交车,7、8升的排量,功率只到200多千瓦,但扭矩却能做到近千牛•米。但作为民用车,排量不能是无限制的,而且自然吸气发动机(就算是低转速发动机)在转速没有达到一定数值时,动力还是比峰值时差很多。当大排量走到了发展的极限,成本、资源、环境都已经亮出红灯之时,美国人还不知满足,于是,机械增压出现了。大排量大扭矩是美国人对发动机的需求

机械增压器的英文应该是Mechanical Supercharger,“Supercharger”的叫法只是一般为了区分涡轮增压的Turbocharger而省去了前面一半。所谓机械增压,就是利用皮带连接曲轴皮带轮,间接用曲轴运转的扭力带动增压器,从而为发动机提供更大的进气压力,以实现增大发动机功率和扭矩的目的。机械增压里的核心部件是压气机,它的工作原理类似于齿轮泵,它的转动会将空气压缩进入气缸,从而获得更大的进气密度。
它的旋转速度与曲轴转速相同——意思就是,在发动机怠速时,它就开始进行压气工作了。所以机械增压器的工作响应性很好,涡轮增压器上普遍存在的迟滞现象,在它身上几乎可以忽略。由于在低速时就已经将进气压力提高,机械增压发动机能获得非常好的低速扭矩,这是普通自然吸气发动机很难做到的。但是机械增压有一个致命的缺点,因为压气机的运转阻力相对固定,所以压气机的转速越高,曲轴带动它运转所需的动力也越高,这样反而不能起到增强动力输出的作用了。当到达这个增压器利弊临界点时,电磁离合器会将压气机与曲轴相断开,以实现动力输出的最优化。因此机械增压发动机无法做出很高的功率,而且在转速过高的时候动力输出会明显下降。
这样说来,我们心里就很明确了——机械增压的特性恰好满足美国人的需求。因为美国的发动机本来就强调低速大扭矩,所以这对机械增压来说如鱼得水。一来有利于在超大排量的基础上以较简单的方式提高发动机的升功率值;二来这种渐进式的动力输出与自然吸气式发动机的输出曲线很接近,不会像涡轮增压器那样一冲到顶,显得很突兀;三来美国发动机转速本来就不高,一般也就是4千左右不超过五千,如此,压气机高转时的阻力相对较小,对发动机本身的影响也不大。而机械增压的弱点对于美国人来说根本不算什么,因为他们本来就不喜欢高功率,也不需要高转速开车。所以,我们可以得出一个这样的结论——机械增压器适合于强调低扭、希望获得线性动力输出、使车辆开起来舒适平稳、同时又动力十足的车型。
在世界范围内,习惯使用机械增压的厂商除了最具代表意义的美国品牌,还有德国的奔驰、英国的捷豹、阿斯顿马丁等。有的奔驰车尾部贴有的KOMPRESSOR,就是德语压气机的意思,代表着机械增压。
那为什么奔驰车也采用机械增压器,而不是在欧洲被广泛采用的涡轮增压?这也是与奔驰一直一来的定位相关的。奔驰车一直以豪华车为主打车型,这类车一般都很沉,需要发动机有很大的扭矩,为了保持车厢内的安静,其发动机转速也都不高。奔驰过去一直标榜舒适,而对于运动性来说,它并不特别在乎——“坐奔驰开宝马”这句俗语就是例证。另外还有一个因素,那就是美国是它最大的销售市场,所以奔驰当然站在了机械增压器这一阵营。如今已经成为欧洲机动车领头人物的奔驰,大至AMG的6.5升发动机,小至C级的2.0升发动机都将机增增压的优越性挖掘得很深。
总的来说,机械增压器的优势在于:增压力相对较小,保障了发动机的动力输出曲线与自然吸气式相近,能提高发动机工作效率和升功率比。这种特性很好的满足了一部分市场的需求,而在美国这种需求强烈的市场,它则得到了更广泛的发展。
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发表于 2-2-2012 16:09:58 | 显示全部楼层
 随着汽车技术的不断优化升级,近年来搭载增压发动机的汽车开始越来越受到消费者关注,9月17日,奇瑞新瑞虎(配置 图库 口碑 论坛)在成都国际车展正式上市。与此同时,国内首款机械增压发动机——1.6S也终于揭开了神秘面纱。为此,我们就来一探国内首款机械增压发动机之谜。


  机械增压,就是发动机通过机械增压器(一种通过发动机曲轴带动的增压装置),在进气过程中将更多空气压入发动机气缸使发动机达到更大的功率扭矩,简单言之,就是发动机在排量一定的前提下,通过机械增压器,使更多的空气进入发动机缸内,并进行充分燃烧,从而获得更大的功率、扭矩,并且降低油耗。与涡轮增压器相比,机械增压发动机在车辆起步阶段的低速情况下就开始发挥增压作用,而涡轮增压发动机只有在达到一定转速情况下才能启动。


新瑞虎发动机仓
  新瑞虎1.6S搭载的中国首款机械增压发动机,其技术原理主要依托于现有的1.6L ACTECO发动机进行技术改造和升级,引进美国EATON公司第5代M45高效机械增压技术而开发的一款高能效、低排放、低噪声的小型增压汽油发动机。该发动机系统地开发了燃烧系统、机械增压器系统、中冷系统、旁通阀系统、曲轴扭振减振系统和活塞冷却系统等,使得发动机的最大功率增大40%,最大扭矩增大42%以上,最小燃油消耗率达到255g/kW·h,满足国IV排放法规要求。


发动机功率扭矩曲线

发动机部分负荷曲线
  设计独特,布局合理

  机械增压发动机通常有两种布置:节气门上游型和节气门下游型布置结构(相对于增压器来区分位置)。新瑞虎1.6S选定节气门上游型布置,即节气门体放在增压器进气口前和空气滤清器之后,这种布置有两个优点:一是旁通阀可用一种自调节机械操纵真空膜片式旁通阀,这种旁通阀结构简单,可靠性好,成本上的优势非常明显。第二是上游型节气门布置会使发动机燃油经济性更好,因为部分负荷时节气门关小,流经增压器的气流较少增压器泵气做功较小,节省燃油。相反地,下游型节气门是固定在进气歧管上的,发动机进气受节气门控制,增压器泵气做功(循环做的无用功)较多,会使燃油经济性变差。

  此外,在汽车用增压发动机应用领域,一般都在增压机进气管路或排气管路上采用了旁通阀,为防止发动机过增压或者当发动机不需增压时,旁通阀就会使增压空气进行环流,以便节省燃油。新瑞虎1.6S发动机,其旁通阀系统设计非常独特:既不是常用的电磁阀控制真空膜片式旁通阀;也不是步进电机直接驱动的旁通阀,而是一种自调节机械操纵真空膜片式旁通阀。这种旁通阀结构,不需要增加任何电磁阀控制和电机控制装置,直接从发动机节气门体附近取真空,做到与增压发动机自适应和自调节。

  独具匠“芯” 性能卓越

  相对于涡轮增压技术,机械增压完全解决了油门响应滞后,涡轮迟滞和动力输出突然现象,达到瞬时油门响应,动力随转速线性输出,增加驾驶性能等效果;此外,在低速高扭、瞬间加速、养护成本等方面,机械增压技术都优于涡轮增压技术。

  新瑞虎1.6S机械增压发动机的升功率/升扭矩到达国际同级别发动机的领先水平(与宝马MINI 1.6L机械增压发动机升功率/升扭矩相当),远高于国内市场上的1.8T涡轮增压发动机水平(见表)


国内外市场上增压发动机数据
  新瑞虎1.6S机械增压发动机采用“对称气道”技术,每缸4气门,进气效率高,进气量充分,不仅提高发动机的功率和扭矩,同时使发动机燃烧充分,降低尾气的排放。该发动机在低速1500转/分钟时增压比达1.4,扭矩输出已超过155N.m,中低速扭矩输出范围大,发动机转速从3500~4500转/分钟范围内扭矩输出高达210N.m,使得发动机起步加速性能优异,换挡顺畅,发动机声音沉稳有力。

  需要说明的是机械增压器直接由曲轴驱动,和引擎的动作同步,驾驶感觉油门反应很快,无涡轮增压发动机的滞后、不稳定的弱点,几乎是一离开怠速便开始有线性、实时的增压,尤其车辆在发动机的中低速时,操纵感觉类似于大排量的自然吸气发动机,提供独一无二的驾驶乐趣。对工况变化频繁的城市循环,响应迅速而稳定,提高了城市循环的驾驶性能。

  新瑞虎1.6S最大功率110/5500KW/rpm,最大扭矩205/3500-4500N·m/rpm,百公里综合油耗仅为7.7升,与普通1.6自然吸气发动机相比,动力提升40%,百公里加速仅为11.2秒,尽显动力强、反应快、免维护、油耗省四大优势。有了这样一颗动力十足的“芯”,新瑞虎就将激发出消费者火热的运动激情。在低转速时便能爆发出强大的扭矩,给这只“猛虎”带来更骄傲的咆哮。

  性价比与安全可靠,两者兼得

  众所周知,机械增压器具有终身密封的自润滑冷却功能,免维护,可靠性好,其系统成本和售后维修成本也都大大减低,相对于涡轮增压技术,热负荷是涡轮增压器最大的考验,对传给增压器的高温废气和高速(转速高达120000-160000rpm)运转转子,散热及润滑的要求都非常高,任何影响增压器润滑冷却的密封功能件失效,都将直接影响涡轮增压器使用,因此通常涡轮增压器的故障率会比较高。

  新瑞虎1.6S机械增压发动机匹配原机(自然吸气发动机)的改动件少,改动成本低:通过机械增压器与基础发动机匹配后热力学开发试验来看,增压器布置位置灵活,原机的进/排气歧管几乎可以保留,因此也大大降低了相关的改装成本。

  此外,新瑞虎1.6S发动机的热负荷和温度场问题,与自然吸气发动机接近,排气歧管和排气门材料可以采用低成本化设计,另外机械增压器放在发动机的进气侧,使用环境好,本身热负荷小,可靠性好。其次,新瑞虎1.6S使用的真空控制机械旁通阀,其故障率低,该旁通阀不需要废气旁通阀和放气阀的通过ECU占空比来控制,发动机本身不需要额外的真空泵系统提供稳定的真空度,这样简化了电控标定软件程序和硬件设备,系统成本大大降低,可靠性好。还有,新瑞虎1.6S在现有自然吸气发动机基础上增加活塞冷却喷嘴,大大降低了活塞周围热负荷,降低发动机拉缸风险,增加活塞工作的可靠性。

  在记者试驾过程,体验到的唯一不足之处是由于在起步阶段机械增压器就启动,因此怠速情况下冷却风扇即处于工作状态,整车室外噪音相比搭载普通发动机的车型略大,不过得益于新瑞虎此次的NVH品质提升,记者在试驾过程中在驾驶室内仍然觉得比较安静,90KM/H的时速情况下与同事交谈丝毫不受影响。

  总体而言,在汽车市场打拼多年的奇瑞,适时推出新瑞虎1.6S,不仅进一步丰富了瑞虎系列的产品线,形成合力横扫SUV市场,而且选择在一款成熟车型上投放一款新发动机也体现出一个自主汽车品牌在市场博弈中的又一次进化。追求高性价比,经济实惠是王道,这是自主品牌现阶段应该牢牢抓住的一块领地。相信接下来新瑞虎1.6S将会在市场的检验中脱颖而出,成为又一款成功力作。
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发表于 2-2-2012 16:12:13 | 显示全部楼层
  机械增压和燃油直喷——两项技术的完美结合 213千瓦(290匹马力)、420牛•米扭矩、出色的燃油效率强劲动力从起步一刻就开始体验
动力强劲、扭矩输出线性增长、超高效率,这就是奥迪V6发动机系列的顶级版本。3.0TFSI发动机能够输出213千瓦(290马力)动力和420牛•米的强大扭矩,实现了两项尖端技术——汽油直喷和机械增压的完美结合。





以四环为标志的奥迪品牌拥有使用超级动力发动机的悠久传统。奥迪的前身汽车联盟(AutoUnion)早在20世纪30年代生产的欧洲GP汽车大奖赛参赛车辆就已经装备了增压器,使动力强劲的16缸和12缸发动机输出440千瓦(约600匹马力)的动力。20世纪70年代末以后,奥迪开始重点研发涡轮增压器技术,该项技术帮助奥迪雄霸世界赛车运动。也就是从那时起,奥迪涡轮增压发动机开始在市场上取得成功,引起巨大轰动。


机械增压器如今卷土重来,为新款3升V6TFSI发动机提供了理想的机械增压技术。字母“T”在奥迪发动机系列中已不再仅仅代表涡轮增压,而是代表发动机的强制进气。


机械增压器设计紧凑,可以轻易“塞入”到90度夹角V形气缸组内原来进气歧管的位置。由于采用多楔带驱动,因此可以在发动机怠速启动时提供强大的牵引力。3.0TFSI发动机在2500转/分钟的低转速情况下也可以获得420牛•米的峰值扭矩,并且能够一直持续到4850转/分钟。


机械增压器的气路非常短,这就意味着扭矩增加非常快,响应速度甚至超过同排气量的自然吸气式发动机。3.0TFSI发动机对于油门的反应十分灵敏,它可以轻而易举地飙升到6500转/分钟,并且在5000转以下就可以达到额定输出功率213千瓦(290匹马力)。


燃油效率最高分


3.0TFSI发动机完全可以当之无愧地获得燃油效率的最高分。其强大的牵引力可以配合使用更大范围的变速箱传动比,使本已卓尔不群的燃油效率得到进一步提升。其实,这款3.0TFSI发动机装用在任何一款纵置发动机奥迪车型上,其平均油耗都不会超过10升/百公里。该发动机尾气排放已经达到了尚未实施的欧5标准——这代表了奥迪最新发动机的标准。


符合FSI原理的奥迪汽油直喷技术是实现业界领先的燃油效率的首要前提。与传统的理念不同,FSI技术的使用允许将机械增压器布置在节流阀之后。这样在低负荷或循环状态下通过增压器的空气密度很低,转子几乎是自由转动,这样所需的驱动力微乎其微。


该发动机高达10.5:1的压缩比也对提高效率起了很大的作用。同样是使用FSI燃油直喷技术的原因,剧烈旋转的燃料涡流将燃烧室迅速冷却下来,降低了发动机爆震的概率。


新款3.0TFSI发动机使用的机械增压器,增压器内的两个四叶旋转活塞转速高达23000转/分钟,叶片与壳体的间隙仅有千分之几毫米。转子每小时可以传送1000公斤气流。


集成安装的两个铝制的水冷式中冷器分别连接在一个独立冷却回路上,经过其中的被压缩的热空气将再次冷却,从而提高了进入燃烧室空气的含氧量。这一系列措施使机械增压器的噪音降到最低。


这款新发动机本身属于奥迪划时代的V型发动机系列。除了具备标准的90度角气缸,其特点之一是轻量化构造——铝硅合金铸造的3升排量的曲轴箱仅重33公斤。包括机械增压器在内的发动机仅重189公斤;缸径84.5毫米,冲程89毫米,排量2995立方厘米。


强化的曲轴箱

奥迪在3.0TFSI发动机上采用了一系列的高科技。提高了曲轴箱的应力水平,降低了相关部件间的摩擦阻力。两个进气凸轮轴相位调整范围达到42度曲轴转角。从而在进气道内形成更利于油气混合的进气涡流。


喷射燃油系统是一项全新的设计,共轨喷射系统所带的六孔燃油喷嘴以150巴的高压将燃油直接喷射进燃烧室。燃油喷嘴的出色响应能力可以使其在每个压缩行程进行多达3次的燃油喷注,从而优化了燃烧过程,进一步提升了新款3.0TFSI的性能
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发表于 2-2-2012 16:15:03 | 显示全部楼层
发动机增压是很传统的提升动力和燃油经济性的措施,同时它还能减少发动机有害废气排放量,随着新技术的不断发展增压技术也在不断进步。传统的涡轮增压和机械增压都存在着不如人意的地方,把两种技术结合在一起不失为一种解决方法。





今天用在汽车发动机上的增压器根据结构的不同主要分为两类―机械增压和涡轮增压。早期的增压器都属于机械增压,被称作“超级增压器”(Supercharger),后来涡轮增压器发明了就被称为了Turbocharger。



机械增压器就像空气压缩机

机械增压器就像发动机的附件转向助力泵一样安装在发动机上.并由发动机皮带驱动.将压缩空气输送到进气歧管。机械增压器结构简单,工作温度介于7 ℃一100℃.不需特殊冷却系统,机件维护简单。不过增压值会随发动机转速的提高而降低.当达到某一界限时,由于本身的阻力增压器反而会成为发动机的负担.严重影响发动机转速的提升。因此,目前欧洲生产的机械增压系统多半采取低增压。它的优点是转子的速度与发动机转速是相对应的,没有滞后.动力输出流畅.成本低。缺点是要消耗发动机动力.机械增压容易产生噪音。
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发表于 2-2-2012 16:16:25 | 显示全部楼层
技术帖:机械增压发动机
机械增压:  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 :分别为机械增压(Super Charge)和涡轮增压(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。    机械增压的种类  机械增压共分为3类  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,正如图中这辆野马跑车一样。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
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  • TA的每日心情
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 5-2-2012 12:01:51 | 显示全部楼层
    搞得比较详细,新手有用  
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    发表于 9-2-2012 17:04:43 | 显示全部楼层
    万分感谢!我明白了!
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    发表于 14-2-2012 10:31:21 | 显示全部楼层
    四冲程发动机的工作顺序是1--3--2--4吗?
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    发表于 14-2-2012 10:33:44 | 显示全部楼层
    发动机在进气行程时有一段的缸压是稍大于大气压吗?
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    发表于 16-2-2012 15:33:31 | 显示全部楼层
    进气行程即将结束的时候,怎么气缸内的气压略大于大气压呢?\
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    发表于 16-2-2012 21:54:51 | 显示全部楼层
    学习了………………
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    发表于 27-2-2012 17:15:44 | 显示全部楼层
    nbzty0912 发表于 11-9-2008 09:44
    修改帖子

    谢谢!学习了!
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    发表于 27-2-2012 20:58:36 | 显示全部楼层
    看看,并赚点积分,呵呵!!
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