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为什么机械增压很少在柴油机上应用?原来比涡轮增压差在这些地方

2019-11-14 04:00:00 王谦
卡车之家
王谦

带轮的都喜欢

为什么机械增压很少在柴油机上应用?原来比涡轮增压差在这些地方

强制进气也就是增压系统在发动机上的大量应用是整个汽车界的一大进步,其对于重型柴油机的意义更是重要,提升了功率最重要的是降低了重型柴油机的高油耗,并且让车辆更早的进入到宽泛的最大扭矩平台。

简单的说就是能让发动机在更大的转速范围内使出最大的力气,而自然吸气柴油机最大扭矩的爆发点转速要比增压柴油机高很多。

而且只有在那这个点才能输出最大扭矩,没有增压车的扭矩平台,也就是说自然吸气发动机不能在一段转速内都输出最大扭矩。

增压柴油机的出色技术性能,最主要就得益于增压器的加入,增压器有两种类型,机械增压器和涡轮增压器。

无论汽油机还是柴油机,涡轮增压都是应用最广泛的,关于其原理和结构有很多文章和视频都有说明,所以本文主要介绍一下机械增压的特点,还有为什么柴油机上几乎不采用机械增压。

结构

先简单说一下结构,机械增压这个大类里主要有三种结构,鲁式、离心式、双螺杆式。

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鲁式和双螺杆式结构相似都是两颗压气机转子相啮合共同旋转吸进空气,双螺杆式是鲁式的改进行吸气效率更高且更连续,但总体结构差距不大。

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离心式机械增压结构则更接近涡轮增压器,它就是涡轮增压器的叶轮侧结构,不过涡轮侧变味由皮带了解曲轴带动而不是发动机废气带动。

特性

机械增压结构最大的特点就是需要连接发动机曲轴,发动机带动其工作,所以机械增压会消耗发动机的一部分能量,发动机转速越高机械增压器消耗的能量越多,这就导致机械增压发动机在高转速时效率会下降,但是直接从曲轴获取动力也有它的好处。

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一就是只要发动机达到一个很低的转速机械增压器就可以开始工作提供正压(正压就是增压器吸入空气速度大于自然进气,负压就是叶轮吸入空气的速度没有发动机自然进气的速度快)。

而涡轮增压器需要达到一个比较高的转速,涡轮才能被废气推动的足够快产生正压开始工作,所以机械增压柴油机的动力响应更快发力更早,没有迟滞,其驾驶感受更接近更大排量的自然吸气引擎。

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其二就是工作温度低,运行环境比较好。机械增压不需要废气推动也就避免了高温废气对增压器本体的影响,工作环境温度低润滑难度也小同时维护也更简单。

最主要的就是降低了对进气温度的影响这样中冷器的体积就可以适当减小,同时机械增压发动机还没有涡轮增压发动机复杂的涡轮废气管路,这样就使得发动机整体更紧凑一些。

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那么为什么卡车不使用机械增压呢?

最主要就是因为柴油机采用压燃,需要很高的压缩比,排出的废气压力很高,这样涡轮增压很容易就可以达到很高的增压值且不消耗动力。而机械增压是很难达到高增压值的,前面提到的机械增压会消耗一部分发动机动力就是一大问题。

需要进气压力越高,机械增压消耗的动力就越多,导致和同等功率的涡轮增压柴油机相比油耗会高很多,所以非常注重燃油经济性的柴油卡车不采用机械增压。

再者,机械增压动力响应无迟滞的优点对于卡车来说也不太重要,卡车的大自重削减了这种优势。

为什么机械增压很少在柴油机上应用?原来比涡轮增压差在这些地方

现在机械增压发动机主要应用在要求动力响应注重驾驶感受的汽油乘用车上,汽油机没有很高的压缩比,排气压力较小,所以机械增压的优势可以体现出来。

不过现在涡轮增压技术提升迅速,机械增压响应迅速、动力输出平顺的优势已经越来越小,而涡轮增压省油、中高转速爆发力更强的优势是机械增压所没有的。

目前乘用车领域机械增压也是绝对的小众,只有路虎揽胜、捷豹F-TYPE、英菲尼迪QX60等很少数的车型还采用机械增压汽油机,和涡轮增压的快速发展不同机械增压已经逐渐走向没落。

特性不适合柴油机的机械增压器在商用车领域更难有发展,涡轮增压和柴油机特性的完美契合,注定涡轮才是柴油机更好的搭档。(文/卡家号:王谦)

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