中冷增壓

中冷增壓

增壓可使柴油機在排量不變,重量增加不大的情況下達到增加輸出功率的目的。與相同功率的非增壓柴油機相比,增壓柴油機不僅體積小,重量輕,功率大,而且還降低了單位功率的成本。因此,增壓技術不僅廣泛應用在柴油機上,而且還推廣到汽油機,是改善內燃發動機的重要技術手段。

簡介


中冷增壓(又稱增壓中冷)就是當渦輪增壓器將新鮮空氣壓縮經中段冷卻器冷卻,然後經進氣歧管、進氣門流至汽缸燃燒室。有效的中冷技術可使增壓溫度下降到50℃以下,有助於減少廢氣的排放和提高燃油經濟性。
它實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發動機排出的廢氣慣性衝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送來的空氣,使之增壓進入氣缸。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氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料和調整一下發動機的轉速,就可以增加發動機的輸出功率。
中冷增壓系統平時不工作,只有當車輛滿載或達到一定的速度時,中冷增壓的的優越性才能真正的體現出來。

實際應用


但是事物總有矛盾性,空氣壓力的提高就是空氣密度的提高,空氣密度的提高必然會使空氣溫度也同時增高。發動機渦輪增壓器的出風口溫度也會隨著壓力增大而升高,溫度提高反過來會限制空氣密度的提高,要進一步提高空氣密度就要降低增壓空氣的溫度。據實驗顯示,在相同的空燃比條件下,增壓空氣溫度每下降10攝氏度,柴油機功率能提高3%-5%,還能降低排放中的氮氧化合物(NOx),改善發動機的低速性能。因此,也就產生了中間冷卻技術。

技術分類


柴油機中間冷卻技術的類型分兩種,一種是利用柴油機的循環冷卻水對中冷器進行冷卻,另一種是利用散熱器冷卻,也就是用外界空氣冷卻。當利用冷卻水冷卻時,需要添置一個獨立循環水的輔助系統才能達到較好的冷卻效果,這種方式成本較高而且機構複雜。因此,汽車柴油機大都採用空氣冷卻式中冷器。

組成部分


中冷器是增壓系統的一部分。當空氣被高比例壓縮後會產生很高的熱量,從而使空氣膨脹密度降低,而同時也會使發動機溫度過高造成損壞。為了得到更高的容積效率,需要在注入汽缸之前對高溫空氣進行冷卻。這就需要加裝一個散熱器,原理類似於水箱散熱器,將高溫高壓空氣分散到許多細小的管道里,而管道外有常溫空氣高速流過,從而達到降溫目的(可以將氣體溫度從150攝氏度降到50攝氏度左右)。由於這個散熱器位於發動機和渦輪增壓器之間,所以又稱作中央冷卻器,簡稱中冷器。