增压器

内燃机中,增压器压缩进气,迫使更多的空气进入发动机,以便为给定的排量产生更多的动力。目前的分类是,增压器是一种强制感应形式,由机械驱动(通常通过发动机曲轴上的皮带),与涡轮增压器相反,涡轮增压器由废气的动能提供动力。然而,直到20世纪中叶,涡轮增压器才被称为涡轮增压器,被认为是增压器的一种。xxx台增压发动机制造于1878年,1910年xxx始用于飞机发动机,1920年xxx始用于汽车发动机。在飞机使用的活塞发动机中,增压通常用于补偿高海拔地区较低的空气密度。增压器在21世纪不太常用,因为制造商已转向涡轮增压器以减少燃料消耗和/或增加功率输出。

增压器的设计

增压与涡轮增压

涡轮增压发动机使用通常被浪费的废气中的能量,而机械增压则从发动机中获取动力。因此,涡轮增压发动机通常比机械增压发动机产生更多的动力和更好的燃油经济性。然而,涡轮增压器会导致涡轮迟滞(尤其是在较低的转速下),此时废气流量最初不足以使涡轮增压器旋转并达到所需的增压水平,从而导致油门响应延迟。出于这个原因,增压发动机在油门响应是关键问题的应用中很常见,例如飙车和拖拉机牵引比赛。增压的一个缺点是发动机必须承受发动机的净功率输出加上驱动增压器的功率。涡轮增压发动机更容易对进气进行热浸(因为涡轮增压可以将热排气部件放置在进气系统附近),尽管这可以通过使用中冷器来克服。

增压器历史

1849年,英国伯明翰的G.Jones开始制造凸轮压缩机,为煤矿提供通风。1860年,美国的罗茨鼓风机公司(由Philander和FrancisMarionRoots兄弟创立)为用于高炉和其他工业应用的鼓风机的设计申请了专利。这台空气推进器和伯明翰的通风压缩机都采用了类似于后来的罗茨式增压器的设计。1878年3月,德国工程师HeinrichKrigar获得了螺杆式压缩机的xxx项专利。该设计是具有相同形状转子的双叶转子组件,但该设计并未投入生产。同样在1878年,苏格兰工程师DugaldClerk设计了xxx个与发动机一起使用的增压器。该增压器与二冲程燃气发动机一起使用。GottliebDaimler于1885年获得了对内燃机进行增压的德国专利。LouisRenault于1902年在法国获得了离心增压器的专利。

用于飞机发动机

海拔效应

由于高海拔地区空气密度降低,飞机发动机经常使用增压和涡轮增压。例如,30,000ft(9,100m)处的空气密度是海平面的1⁄3,因此自然吸气发动机可以燃烧的燃料是原来的1⁄3,因此功率输出会xxx降低.增压器/涡轮增压器可以被认为是通过压缩空气人为地增加空气的密度,或者每次活塞在进气冲程向下移动时迫使更多的空气进入气缸。由于增压器通常设计为在高海拔地区(空气密度较低)产生一定量的增压,因此增压器通常尺寸过大以适应低海拔地区。为防止增压水平过高,在低空监测进气歧管压力非常重要。随着飞机爬升和空气密度下降,油门可以逐渐打开以获得给定高度的xxx安全功率水平。油门完全打开且发动机仍产生全额定功率的高度称为临界高度。在临界高度以上,发动机功率输出将降低,因为增压器不再能够完全补偿空气密度的下降。在低海拔(例如在地面)遇到的另一个问题是进气比高海拔更热。较暖的空气降低了发动机爆震发生的阈值,尤其是在机械增压或涡轮增压发动机中。在地面冷却进气的方法包括中冷器/后冷器、防爆喷射、两速增压器和两级增压器。

摄入冷冻

在使用化油器的增压发动机中,节气门部分打开会降低化油器内的气压。在寒冷条件下,这种低压空气会导致节流板处结冰。即使发动机以全额定功率运行,大量的冰也会导致发动机故障。

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