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機械增壓器的原理

發布時間:2021-11-05 00:46:57

❶ 汽車機械增壓是什麼原理

1、機械驅動式增壓系統由發動機的曲軸通過齒輪、傳動鏈或帶直接驅動增壓器,分為離心式、羅茨式、刮片式及螺桿式等形式。其優點是發動機負荷極速變化時增壓器的響應迅速。缺點是需要一套傳動裝置,因此結構較為復雜,並需消耗發動機的一部分功率,使燃料經濟性惡化。
2、一般簡稱渦輪增壓系統。發動機排氣驅動渦輪機葉輪,再帶動與渦輪同軸的壓氣機葉輪,壓縮進入發動機的空氣或可燃混合氣。由於渦輪增壓器是利用發動機本身的排氣能量來驅動,不直接消耗發動機的功率。當然,排氣渦輪會使排氣背壓升高,增加排氣功耗。增壓可以改善發動機的經濟性,一般可降低燃料消耗率3%-10%。如果採用增壓中冷,降低增空氣溫度、提高密度,可進一步改善發動機的動力性。
渦輪增壓發動機在高原地區工作時,其功率下降比非增壓發動機小得多,因而廣泛用於高原地區恢復功率。
渦輪增壓發動機的缺點是低速轉矩特性不理想,對負荷變化反應也較遲緩。
3、氣波增壓系統由發動機排氣在氣波增壓器內直接壓縮進入氣缸的新鮮空氣,以提高空氣的密度。其基本原理是氣體動力學上的壓力交換原理,即將高焓排氣能量直接傳給低焓的新鮮空氣。它需要機械驅動,消耗一部分能量。
氣波增壓系統的壓縮能量是由排氣能量直接供應,克服本身的摩擦和統分損耗所需的機械驅動功率為發動機輸出功率的0.5%-1%。
4、復合式增壓系統是指機械式增壓與渦輪增壓結合的系統。
按組織方式分為串聯和並聯兩種型式。前者壓比較高,後者空氣流量較大,壓氣機尺寸可以減小。

❷ 機械增壓器的結構和工作原理是什麼

機械增壓器是一種強制性容積置換泵,也稱容積泵。其工作時可以增加進氣管內的空氣回壓力和密度,向發答動機內壓入更多的空氣,使發動機每個循環可以燃燒更多的燃油,從而提高發動機的升功率和平均有效壓力,使汽車動力性、燃油經濟性和排放都得到改善。

在工作過程中,機械增壓器的轉子由發動機曲軸通過傳動帶驅動,與廢氣系統不相干。機械增壓器跟曲軸之間存在固定的傳動比。兩個相向旋轉的轉子各有若干個突齒,在工作時互相嚙合。扭曲的轉子跟特殊設計的進口和出口幾何形狀相結合,有助於減少壓力波動,使空氣流動平穩,工作時雜訊較低。這種帶有螺旋式轉子和軸向進口的機械增壓器可達到14000r/min的轉速,從而縮小了體積。其可利用出口法蘭直接通過螺栓連接到進氣管上。機械增壓器通過其置換體積和傳動帶傳動比來與發動機相匹配,同時能夠在任何發動機轉速下提供過量的空氣流。

❸ 機械增壓是什麼原理

機械增壓是指針對自然進氣引擎在高轉速區域會出現進氣效率低落的問題內,從最基本的關鍵容點著手,也就是想辦法提升進氣歧管內的空氣壓力,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,但由於進氣壓力增加的結果,讓每次氣門開啟時間內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。
機械增壓器採用皮帶與引擎曲軸皮帶盤連接,利用引擎轉速來帶動機械增壓器內部葉片,以產生增壓空氣送入引擎進氣歧管內,整體結構相當簡單,工作溫度界於70℃-100℃,不同於渦輪增壓器靠引擎排放的廢氣驅動,必須接觸400℃-900℃的高溫廢氣,因此機械增壓系統對於冷卻系統、潤滑油脂的要求與NA自然進氣引擎相同,機件保養程序大同小異。

❹ 機械增壓的原理和結構是怎麼樣的啊

所謂機械增壓,就是利用發動機的動力來帶動一個羅茲壓氣機,通過發動機本身的動力來壓縮空氣。它跟空調壓縮機很相似。

它的工作原理與發動機機油泵、水泵有些類似,也是與發動機動力相連,只不過壓縮的是空氣而已。由於它是由發動機來帶動的,所以只要發動機在運轉,它就可以壓縮空氣進行工作。

而廢氣渦輪增壓系統是靠排出的廢氣的動力來推動增壓器的扇葉,從而使增壓器進行工作的。這個增壓器的轉速通常能接近10萬轉/分鍾。所以用廢氣流推動扇葉由0增加到10萬轉/分鍾是需要一個相對較長的響應過程的。這也就是渦輪增壓系統的「滯後性」。而機械增壓器是靠發動機通過皮帶來帶動增壓器的,故不存在這個問題。(當然,賓士S600上的雙渦輪增壓系統上就有一個質量較小的輕便小渦輪,這個小渦輪可以在發動機低速運轉時就開始壓縮空氣)

不過出於經濟性考慮,機械增壓系統的電磁離合器在怠速工況時是斷開的,也就是說怠速時增壓器不工作,但是只要踩下油門,電磁離合器就可以迅速連接發動機動力。所以機械增壓能夠給汽車帶來很好的低轉扭矩,讓起步時沖勁十足。雖然克服了渦輪增壓器遲滯的缺陷,但單機械增壓也並非完美,因為它要消耗發動力動力的。在低轉速時,由於轉速低損耗也就小,但如果處於高轉速工況,那麼這樣能量損耗是非常大的。不僅經濟性差,高轉動力性也要受到影響。這點就不如廢氣渦輪增壓系統好了。

針對自然進氣(NA)引擎在高轉速區域會出現進氣效率低落的問題,從最基本的關鍵點著手,也就是想辦法提升進氣歧管內的空氣壓力,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,但由於進氣壓力增加的結果,讓每次氣門開啟時間內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,這就是增壓(Charge)的基本原理。

現今運用在汽車的增壓系統有兩大主流

機械增壓(Super Charge)、渦輪增壓(Turbo Charge)

本文將機械增壓方式,並分析其優缺點。

機械增壓器(Super Charge)之構造

機械增壓器採用皮帶與引擎曲軸皮帶盤連接,利用引擎轉速來帶動機械增壓器內部葉片,以產生增壓空氣送入引擎進氣歧管內,整體結構相當簡單,工作溫度界於70℃-100℃,不同於渦輪增壓器靠引擎排放的廢氣驅動,必須接觸400℃-900℃的高溫廢氣,因此機械增壓系統對於冷卻系統、潤滑油脂的要求與NA自然進氣引擎相同,機件保養程序大同小異。

機械增壓器(Super Charge)之特性

由於機械增壓器採用皮帶驅動的特性,因此增壓器內部葉片轉速與引擎轉速是完全同步的,基礎特性為:

引擎rpm X(R1/R2)= 增壓器葉片之rpm

R1 引擎皮帶盤之半徑

R2 機械增壓器皮帶盤之半徑

由於各類引擎的皮帶盤尺寸差異不大,同時受限於引擎安裝空間,因此機械增壓器的工作轉速遠低於30,000rpm,與渦輪增壓器經常處於100,000rpm以上超高轉域的情形相去甚遠,同時機械增壓器轉速是完全連動於引擎轉速,兩者呈現平起平坐的現象,形成一組穩定之等差數線,而且增壓器與引擎之間會互相影響,當一方運轉受阻的時候,必定會藉由皮帶傳輸而影響另一方的運作,這就是機械增壓器的特性。

由於製造成本的限制,市售車輛的引擎最高轉速多半維持在7500rpm以下,理想的機械增壓器應該在1000rpm-7500rpm的引擎工作區域之內,產生一足夠且穩定之增壓值,讓引擎輸出提升20-40%,因此機械增壓器必須在低轉速就產生增壓效應,通常引擎一脫離怠速區域,在1000rpm-1300rpm即能帶動機械增壓器產生增壓效果,並延續至引擎最高轉速,因此整體增壓曲線是呈現一緩步上升之平滑曲線,經由供油程序與泄壓閥的調整,即可達成「高原型」引擎輸出功率曲線的目標。

不過看似完美無缺的機械增壓系統,卻有一個小問題存在,由於機械增壓器的動力來源完全依靠引擎帶動,而引擎的負擔越輕,轉速提升就越快,這就是為什麼比賽用房車都事先拆除冷氣壓縮機的原因,若是方程式(formula)賽車,甚至連激活馬達、機油幫浦都改成外部連接,以減少對引擎造成的負擔,因此增壓器本身的運轉阻力必須越小越好,才不會拖累引擎的工作效率。

然而增壓器產生的能量(增壓值)與阻力成正比關系,如果一味追求增壓值,雖然引擎輸出的能量大增,但是相對的增壓器內部葉片受風阻力也會升高,當阻力達到某一界限時,增壓器本身的阻力會讓引擎承受極大的負擔,嚴重影響引擎轉速的提升,因此設計師必須在增壓值與引擎負擔之間取得妥協,以避免高增壓系統帶來的負面效應。

目前歐洲生產的機械增壓系統多半採取0.3-0.5kg/c㎡的低增壓,著重在於低轉速扭力輸出與中高轉速「高原型」馬力輸出,而台灣「特嘉」研發的新式低阻抗增壓器可以產生0.6-0.9kg/c㎡的中度增壓值,動力提升的幅度更為顯著,雖然機械增壓系統在現階段仍然無法突破1.0kg/c㎡的高增壓范圍,而渦輪增壓早已突破2.0kg/c㎡的超增壓境界,單就效率而言,渦輪增壓系統可以用「倍數」來提升引擎輸出,但是兩者在結構上無法相提並論。

高增壓渦輪增壓系統必須讓引擎承受由負壓轉變為正壓的劇烈變化與高壓,因此引擎內部機件的材質與加工精密度要求很高,對於冷卻、潤滑系統的要求也遠較一般引擎來得高,保養間隔短、手續繁雜、工作壽命短..等等都是高增壓值渦輪引擎的缺點。

在引擎機件維持原有形式,不用額外製造高單價精密機件的情形下,機械增壓系統可以讓引擎動力輸出增進20-40%,又不至於造成維修體系的負擔,因此各大車廠在近年都有開發機械增壓引擎的計劃,例如:BENZ、Jaugar、Aston Martin..等等歐洲高級車廠都採用機械增壓系統來延長現有引擎的生產壽命,並達成環保、省油、高效率的目標,以大幅節省新引擎的開發費用。

❺ 機械增壓的工作原理是什麼

機械增壓器採用皮帶與引擎曲軸皮帶盤連接,利用引擎轉速來帶動回機械增壓器內部葉片答,以產生增壓空氣送入引擎進氣歧管內,整體結構相當簡單,工作溫度界於 70℃-100℃,不同於渦輪增壓器靠引擎排放的廢氣驅動,必須接觸400℃-900℃的高溫廢氣,因此機械增壓系統對於冷卻系統、潤滑油脂的要求與NA 自然進氣引擎相同,機件保養程序大同小異。

❻ 機械增壓的工作原理

機械增壓的工作原理:機械增壓是通過高容隙之間齒輪或轉子的嚙合來帶動空氣流動的一種壓縮機。經過機械增壓器的壓縮後發動機進氣溫度會升高很多,需要使用一個叫中冷器的東東來使用空氣冷卻下來,這一點與渦輪增壓器是一樣的,都需要中冷器來降低進氣溫度。

機械增壓的動力直接來自於曲軸旋轉,像安裝發電機等其他附件一樣,它是用皮帶直接與曲軸皮帶輪相連,靠皮帶帶動旋轉的。一個大輪帶動小輪旋轉,所以在低轉速下便可獲得增壓,一般超過1000轉便會有增壓效果,並延續至引擎最高轉速。

增壓的動力輸出也與曲軸轉速成一定的比例,隨轉速的提高而增強,整體增壓曲線是呈現一緩步上升的平滑曲線,沒有遲滯,也很線性。

(6)機械增壓器的原理擴展閱讀

一、機械增壓器有三種型式

1、離心式機械增壓:這種機械增壓與渦輪增壓很像,只不過它不是用發動機的廢氣驅動,而是用發動機的皮帶帶動。它和渦輪增壓增壓原理相同,吸入空氣靠離心力把空氣加壓,以達到壓縮空氣的目的。

2、基本式機械增壓:這種機械增壓將空氣吸入增壓器內部,有兩個螺旋狀葉片將空氣壓縮,之後送到進氣歧管里。這種機械增壓能提供強大的扭矩輸出。

3、螺旋式增壓:螺旋式增壓的增壓器是基本型的派生出來的,而且也長得很像,但它們的吸氣壓縮方式卻截然不同。當空氣被吸入增壓器時,被螺旋狀葉片強壓入進氣歧管內。

二、機械增壓的缺點

依靠發動機曲軸帶動的機械增壓器,增加發動機負擔(發動機負擔越輕,轉速提升越快),將損耗一定量發動機的動力,高轉速損耗明顯,燃油經濟性降低。目前,普通轎車多採用單機械增壓,而一些超跑為了獲取更大動力,還搭載裝配兩台增壓器的雙增壓發動機。

❼ 機械增壓器的工作原理,作用跟渦輪增壓器比哪個更有效點

機械增壓沒有來延遲 油門響應快自 但是動力提升沒有渦輪的猛 渦輪增壓 動力猛但是會有延遲 就是油門下去了要過1秒左右才有動力出現 增壓系數要高 延遲就越大 其實現在改車的都是改渦輪的 因為動力來得更多 至於哪個好 我是覺得渦輪增壓更好

至於原理 渦輪增壓是靠引擎排出的廢氣推動葉輪高速旋轉 然後吸入大量空氣進入到渦輪 然後進行壓縮 再進入到缸體 進的空氣多了 燃燒效率就高 動力自然強 但是有點要注意的就是 進的空氣多了 如果不提升噴油量 引擎會因為溫度過高而燒毀的

機械增壓 也是和渦輪一樣吸入空氣再壓縮 最後進入缸體能 只是讓葉輪旋轉的方式不一樣 渦輪靠的是引擎的廢氣 機械增壓靠的是曲軸輸出的動力來驅動葉輪 這樣的好處就是沒有渦輪延遲 引擎一啟動就能增壓 但是有2個壞處 第1是增壓系數不可能像渦輪這么高 第2就用曲軸來帶動葉輪會造成一定的功耗損失

❽ 渦輪增壓和機械增壓的原理 與利弊

渦輪增壓的原理
最早的渦輪增壓器用於跑車或方程式賽車上的,這樣在那些發動機排量受到限制的賽車比賽裡面,發動機就能夠獲得更大的功率。
眾所周知發動機是靠燃料在汽缸內燃燒作功來產生功率的,由於輸入的燃料量受到吸入汽缸內空氣量的限制,因此發動機所產生的功率也會受到限制,如果發動機的運行性能已處於最佳狀態,再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入汽缸來增加燃料量,從而提高燃燒作功能力。因此在目前的技術條件下,渦輪增壓器是惟一能使發動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。
我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加發動機的進氣量,一般來說,渦輪增壓都是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入汽缸。當發動機轉速增快,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量和調整一下發動機的轉速,就可以增加發動機的輸出功率了。
大家可能會覺得渦輪增壓裝置非常復雜,其實並不復雜,渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進氣口與發動機排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上。然後增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進氣歧管上,最後渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內,二者同軸剛性聯接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好,你的發動機就好像電腦CPU一樣被「超頻」了渦輪增壓發動機的缺點
誠然,渦輪增壓的確能夠提升發動機的動力,不過它的缺點也有不少,其中最明顯的就是動力輸出反應滯後。我們看看前面有關渦輪增壓的工作原理就知道了,即由於葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應遲緩,也就是說從你大腳踩油門加大馬力,到葉輪轉動將更多空氣壓進發動機獲得更大動力之間存在一個時間差,而且這個時間還不短。一般經過改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來增加或者減少發動機動力輸出。如果你要突然加速的話,瞬間會有提不上速度的感覺。
隨著技術的進步,雖然各個使用渦輪增壓的廠家都在對渦輪增壓技術進行改進,但是由於設計原理問題,因此安裝了渦輪增壓器的汽車駕駛起來的感覺是和大排量的汽車有一定差異的。譬如說我們買了1.8T的渦輪增壓汽車,在實際的行駛之中,加速肯定不如2.4L的,但是只要度過了那段等待期,1.8T的動力同樣會竄上來,因此如果你追求駕駛的感覺的話,渦輪增壓引擎並不適合你,如果你是跑高速之類的,渦輪增壓才顯得特別有用。
如果你的愛車經常在城市內行駛,那麼就真的有必要考慮一下是否需要渦輪增壓了,因為渦輪並不是隨時都在啟動的,事實上在日常行車中,渦輪增壓的啟動機會很少,甚至不使用,這就給渦輪增壓發動機的日常表現帶來影響。就拿斯巴魯(富士)翼豹的渦輪增壓來說,它的啟動是在3500轉左右,最明顯的動力輸出點則是在4000轉左右,這時候會有二次加速的感覺,並一直持續到6000轉甚至更高。一般市內駕駛我們的換檔實際都只是在2000-3000之間,5擋能夠上到3500轉估計速度都破120了,也就是說除非你故意停留在低檔位,否則不超過120公里的時速渦輪增壓根本無法啟動。沒有渦輪增壓的啟動,你的1.8T其實也就只不過是一部1.8動力的車而已,2.4的動力只能是你的心理作用了。
此外渦輪增壓還有維護保養方面的問題,就拿寶來的1.8T來說,6萬公里左右就要更換渦輪了,雖然次數不算多,畢竟給自己的車無形之中又增加了一筆維護保養費,這個對經濟環境還不是特別好的車主來說特別值得注意。

❾ 汽車機械增壓是怎麼個原理

裝用在汽車上的增壓器,起初都是機械增壓,在剛發明時被稱超級增壓器(Supercharge),後來渦輪增壓發明之後為了區別兩者,起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger,機械增壓則被稱為 Mechanical Supercharger。久而久之,兩者就分別被簡化為Turbocharger與Supercharger了!

機械增壓器壓縮機的驅動力來自發動機曲軸。一般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪,以曲軸運轉的扭力帶動增壓器,達到增壓目的。根據構造不同,機械增壓曾經出現過許多種類型,包括:葉片式(Vane)、魯茲(Roots)、溫克爾(Wankle) 等型式。不過,現在較為常見的為前兩種。

魯茲增壓器有雙葉、三葉轉子兩種型式,目前以雙葉轉子較普遍,其構造是在橢圓形的殼體中裝兩個繭形的轉子,轉子之間保有極小的間隙而不直接接觸。兩轉子藉由螺旋齒輪連動,其中一個轉子的轉軸與驅動的皮帶輪連接,轉子轉軸的皮帶輪上裝有電磁離合器,在不需要增壓時即放開離合器以停止增壓。離合器的開合則由計算機控制以達到省油的目的。

而葉片式( 亦有稱為渦流式) 的本體就是屬於葉片式本體的一種。其運作方式主要是利用三個可根據不同離心力而改變轉速的行星齒輪組帶動進氣葉片。透過齒輪組與葉片軸心的相互磨擦,提高軸心轉速並進一步提高進氣葉片的速度,以獲得持續不斷的增壓反應。換句話說,就是發動機轉速愈高,進氣葉片的轉速也能跟著提高。

機械增壓的特性:

機械增壓與渦輪增壓在動力輸出上有著明顯的區別,前者有接近自然進氣的線性輸出,而後者則因為有渦輪遲滯的現象,出力相對多一點突兀,沒那麼線性。

因為機械增壓的作動原理,使其在低轉速下便可獲得增壓。增壓的動力輸出也與曲軸轉速成一定的比例,即機械增壓引擎的動力輸出隨著轉速的提高,也隨之增強。因此機械增壓引擎的出力表現與自然氣極為相似,卻能擁有較大的馬力與扭力。

❿ 機械增壓的原理是什麼有什麼好處

機械增壓也是渦輪增壓的一種
就是在發動機主軸上連根皮帶到增壓機上面
讓增壓機給發動機增壓
由於發動機在帶動增壓機的過程中會會失去一部分的動能
所以增壓出來的效果也就不是特別好
因此機械增壓用得不是很廣泛
一般的車是廢氣增壓
就是用發動機做功後排出的廢氣作為動能來帶動渦輪!
望採納!!!

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