發(fā)動機增壓技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、重慶大學汽車工程學院松鼠君發(fā)動機增壓技術(shù)現(xiàn)狀及前景資料來自網(wǎng)絡(luò)，僅供學習交流使用！增壓技術(shù)機械增壓渦輪增壓復合增壓氣波增壓沃德十佳發(fā)動機38%12%40%10%近四年各種發(fā)動機占比自然吸氣機械增壓渦輪增壓其他機械增壓優(yōu)點增壓轉(zhuǎn)的速度與發(fā)動機轉(zhuǎn)速同步進行，增加動力不存在滯后問題動力輸出更為流暢；采用高速調(diào)節(jié)或脫開等控制技術(shù)，低速時可以獲得較好的轉(zhuǎn)矩；對排氣系統(tǒng)無干擾可用于高排氣背壓的特殊場合（如水下）。13%現(xiàn)狀13%缺點缺點是消耗發(fā)動機的功率，增大驅(qū)動附件損失，使機械效率下降，油耗升高；增壓器的泄漏多、噪聲大、效率低。13%發(fā)動機低轉(zhuǎn)速下就直接工作，機械增壓發(fā)動機的低俗扭矩特別好，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)，攬勝及運動版，捷豹XK，-type，XF，XE，XJ，-PACE，保時捷卡宴等車型都是有配備機械增壓，路特斯則是全車型標配機械增壓。機械增壓受限于成本問題，而且制造不僅受制于葉片的設(shè)計和整體的強度，而且除了齒輪外，它別的部件都是一體鑄造而成的。壓縮機轉(zhuǎn)子的形狀角度等一系列參數(shù)對增壓器的增壓值影響較大，也就是減小機械增壓給發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)帶來的阻力，對設(shè)計技術(shù)的要求高，對經(jīng)濟型車型來說并不理想。因此，機械增壓更為那些需要平穩(wěn)動力輸出、中低扭矩強勁的豪華車所使用。優(yōu)點在不加大發(fā)動機排量的前提下就能較大幅度地提高發(fā)動機的功率轉(zhuǎn)矩，加裝增壓器后發(fā)動機的功

3、率及轉(zhuǎn)矩能增大20%30%。不直接消耗發(fā)動機的功率，可以充分利用發(fā)動機排氣能量；高速性能優(yōu)越，但低速性能不佳；氣體在渦輪中可以實現(xiàn)充分膨脹，排氣噪聲低。40%缺點存在滯后現(xiàn)象，即由于葉輪的慣性作用對節(jié)氣門瞬時變化反應(yīng)遲緩，這對于要突然加速或超車的汽車來說，駕駛?cè)藭X得有動力滯后的感覺；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)動機的車輛在全球銷售了900萬輛，占全球汽車總銷量的10.6%；而在中國，這一比例已接近30%。預(yù)計到2018年，帶渦輪增壓技術(shù)的車輛數(shù)量將攀升至2400萬輛。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)動機，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)動機，就連帕薩特等B級車型都搭載了1.4或1.5這樣的小排量發(fā)動機。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)動機了。40%前景隨著技術(shù)的進步，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)。同時得利于政策的利好，其應(yīng)用也會更加廣泛40%復合增壓優(yōu)點復合增壓發(fā)動機輸出功率大、燃油消耗率低、噪音小，綜合了機械增壓與排氣渦輪增壓的優(yōu)點，高速時利用渦輪增壓，起動時采用機械增壓，起動性能好，低速，低負荷時仍能保證一定的增壓壓力，缺點部分負荷機械增壓貢獻大，但結(jié)構(gòu)過于復雜?，F(xiàn)狀這種裝置在大功率柴油機上采用比較多，汽油機

5、上采用復合增壓系統(tǒng)的車型還比較少，大眾的 TSI 發(fā)動機采用了這一系統(tǒng)。其發(fā)動機輸出功率大，燃油消耗率低、噪聲小、只是結(jié)構(gòu)太復雜，技術(shù)含量高，維修保養(yǎng)不容易。前景及趨勢1 性能進一步提高 2 結(jié)構(gòu)進一步簡化和小型化，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Turbocharger+機械增壓器器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，屬于大功率、低轉(zhuǎn)速大扭矩的發(fā)動機。氣波增壓優(yōu)點低速增壓性能好、加

6、速性好、工況范圍大。槽輪的驅(qū)動功率較小，一般僅占內(nèi)燃機輸出功率的1%。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，且動平衡要求不高。適應(yīng)性好，工作中不會出現(xiàn)容積式壓氣機的異常情況。低速轉(zhuǎn)矩大。起到EGR作用，利于降低排放。缺點綜合效率低，對進氣和排氣壓力敏感，尺寸大、笨重和噪聲大是最大的缺點，不太適合安裝在體積較小的轎車里面。應(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之上。所以民用汽車不常見?？傮w趨勢根據(jù)節(jié)能和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（20122020）（以下簡稱規(guī)劃），到2015年，當年生產(chǎn)的乘用車平均燃料油耗量降至6.9L/100km，到2020年降至5L/100km。隨著日益嚴苛的排放法規(guī)及環(huán)境壓力，各大制造商正在計劃擴大它們的小型化發(fā)動機系列。從在2010到2020年，由于采用了渦輪增壓器，美國的平均發(fā)動機排量將從3.6L減少到3.0L；歐洲四缸發(fā)動機仍為首選，但平均排量從1.7L將減少到1.5L或以下。在中國，雖然渦輪增壓器進入市場較遲，但排量也會出現(xiàn)類似歐洲的降幅。發(fā)動機小型渦輪增壓化勢不可擋中國受稅收優(yōu)惠的推動，20