發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1、重慶大學(xué)汽車工程學(xué)院松鼠君發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)現(xiàn)狀及前景資料來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，僅供學(xué)習(xí)交流使用！增壓技術(shù)機(jī)械增壓渦輪增壓復(fù)合增壓氣波增壓沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)38%12%40%10%近四年各種發(fā)動(dòng)機(jī)占比自然吸氣機(jī)械增壓渦輪增壓其他機(jī)械增壓優(yōu)點(diǎn)增壓轉(zhuǎn)的速度與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速同步進(jìn)行，增加動(dòng)力不存在滯后問題動(dòng)力輸出更為流暢；采用高速調(diào)節(jié)或脫開等控制技術(shù)，低速時(shí)可以獲得較好的轉(zhuǎn)矩；對(duì)排氣系統(tǒng)無(wú)干擾可用于高排氣背壓的特殊場(chǎng)合（如水下）。13%現(xiàn)狀13%缺點(diǎn)缺點(diǎn)是消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，增大驅(qū)動(dòng)附件損失，使機(jī)械效率下降，油耗升高；增壓器的泄漏多、噪聲大、效率低。13%發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速下就直接工作，機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的低俗扭矩特別好，特別適合用于

2、排氣量大、注重中低轉(zhuǎn)速扭力輸出的引擎。如陸虎發(fā)現(xiàn)，攬勝及運(yùn)動(dòng)版，捷豹XK，-type，XF，XE，XJ，-PACE，保時(shí)捷卡宴等車型都是有配備機(jī)械增壓，路特斯則是全車型標(biāo)配機(jī)械增壓。機(jī)械增壓受限于成本問題，而且制造不僅受制于葉片的設(shè)計(jì)和整體的強(qiáng)度，而且除了齒輪外，它別的部件都是一體鑄造而成的。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的形狀角度等一系列參數(shù)對(duì)增壓器的增壓值影響較大，也就是減小機(jī)械增壓給發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)的阻力，對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)的要求高，對(duì)經(jīng)濟(jì)型車型來(lái)說并不理想。因此，機(jī)械增壓更為那些需要平穩(wěn)動(dòng)力輸出、中低扭矩強(qiáng)勁的豪華車所使用。優(yōu)點(diǎn)在不加大發(fā)動(dòng)機(jī)排量的前提下就能較大幅度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率轉(zhuǎn)矩，加裝增壓器后發(fā)動(dòng)機(jī)的功

3、率及轉(zhuǎn)矩能增大20%30%。不直接消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，可以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量；高速性能優(yōu)越，但低速性能不佳；氣體在渦輪中可以實(shí)現(xiàn)充分膨脹，排氣噪聲低。40%缺點(diǎn)存在滯后現(xiàn)象，即由于葉輪的慣性作用對(duì)節(jié)氣門瞬時(shí)變化反應(yīng)遲緩，這對(duì)于要突然加速或超車的汽車來(lái)說，駕駛?cè)藭?huì)覺得有動(dòng)力滯后的感覺；另外還與排氣后處理裝置有沖突。40%渦輪增壓現(xiàn)狀2013年搭載渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛在全球銷售了900萬(wàn)輛，占全球汽車總銷量的10.6%；而在中國(guó)，這一比例已接近30%。預(yù)計(jì)到2018年，帶渦輪增壓技術(shù)的車輛數(shù)量將攀升至2400萬(wàn)輛。在這種情況下，各大車企也都紛紛推出了自己的小排量發(fā)動(dòng)機(jī)，大眾、雪鐵龍、福特等車企都

4、紛紛推出了1.0T、1.2T這樣排量更小的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，就連帕薩特等B級(jí)車型都搭載了1.4或1.5這樣的小排量發(fā)動(dòng)機(jī)。即使是一直固守自然吸氣的日系也不得已“繳械投降”，推出渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)了。40%前景隨著技術(shù)的進(jìn)步，渦輪增壓器已經(jīng)變得部件更少、體積更小、轉(zhuǎn)速更高，空氣壓縮比更優(yōu)。同時(shí)得利于政策的利好，其應(yīng)用也會(huì)更加廣泛40%復(fù)合增壓優(yōu)點(diǎn)復(fù)合增壓發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大、燃油消耗率低、噪音小，綜合了機(jī)械增壓與排氣渦輪增壓的優(yōu)點(diǎn)，高速時(shí)利用渦輪增壓，起動(dòng)時(shí)采用機(jī)械增壓，起動(dòng)性能好，低速，低負(fù)荷時(shí)仍能保證一定的增壓壓力，缺點(diǎn)部分負(fù)荷機(jī)械增壓貢獻(xiàn)大，但結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。現(xiàn)狀這種裝置在大功率柴油機(jī)上采用比較多，汽油機(jī)

5、上采用復(fù)合增壓系統(tǒng)的車型還比較少，大眾的 TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)采用了這一系統(tǒng)。其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大，燃油消耗率低、噪聲小、只是結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，技術(shù)含量高，維修保養(yǎng)不容易。前景及趨勢(shì)1 性能進(jìn)一步提高 2 結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化和小型化，可靠性和耐熱性不斷提高 3 可調(diào)增壓器不斷完善和采用陶瓷渦輪TSI是Twinscharger(雙增壓=渦輪增壓機(jī)Turbocharger+機(jī)械增壓器器Supercharger)Fuel Stratified Injection（燃油分層噴射），T指雙增壓， S指分層，I 指噴射，F(xiàn)uel意為燃料。TSI比FSI更先進(jìn)，屬于大功率、低轉(zhuǎn)速大扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)。氣波增壓優(yōu)點(diǎn)低速增壓性能好、加

6、速性好、工況范圍大。槽輪的驅(qū)動(dòng)功率較小，一般僅占內(nèi)燃機(jī)輸出功率的1%。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，且動(dòng)平衡要求不高。適應(yīng)性好，工作中不會(huì)出現(xiàn)容積式壓氣機(jī)的異常情況。低速轉(zhuǎn)矩大。起到EGR作用，利于降低排放。缺點(diǎn)綜合效率低，對(duì)進(jìn)氣和排氣壓力敏感，尺寸大、笨重和噪聲大是最大的缺點(diǎn)，不太適合安裝在體積較小的轎車?yán)锩妗?yīng)用現(xiàn)狀該種增壓形式噪音很大，增壓部件體積很大，通常只用于大型柴油機(jī)之上。所以民用汽車不常見?？傮w趨勢(shì)根據(jù)節(jié)能和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（20122020）（以下簡(jiǎn)稱規(guī)劃），到2015年，當(dāng)年生產(chǎn)的乘用車平均燃料油耗量降至6.9L/100km，到2020年降至5L/100km。隨著日益嚴(yán)苛的排放法規(guī)及環(huán)境壓力，各大制造商正在計(jì)劃擴(kuò)大它們的小型化發(fā)動(dòng)機(jī)系列。從在2010到2020年，由于采用了渦輪增壓器，美國(guó)的平均發(fā)動(dòng)機(jī)排量將從3.6L減少到3.0L；歐洲四缸發(fā)動(dòng)機(jī)仍為首選，但平均排量從1.7L將減少到1.5L或以下。在中國(guó)，雖然渦輪增壓器進(jìn)入市場(chǎng)較遲，但排量也會(huì)出現(xiàn)類似歐洲的降幅。發(fā)動(dòng)機(jī)小型渦輪增壓化勢(shì)不可擋中國(guó)受稅收優(yōu)惠的推動(dòng)，20