机械涡轮增压器技术探析

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摘 要 文章提出了汽车增压器的使用缺陷，并设计了其解决方案，如何延长增压器轴承的使用寿命，从而使增压器更耐用。同时介绍了涡轮增压技术的原理，设想着把增压器寿命提高技术与机械涡轮增压技术结合起来应用到生活中。

关键词 ；供油；机械涡轮增压器

中图分类号：TK421 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0147-01

1 问题的提出

随着增压技术的不断成熟，增压器的设计也越来越完善。但是它的使用寿命却成了最大的挑战，而增压器寿命的长短取决于轴承的性能。轴承报废，意味着需要更换增压器了，这就给消费者增加了额外的支出。所以促使人们一般只使用单涡轮增压器的汽车来控制消费。但随着汽车技术不断地提高，人们对汽车的使用要求也越高了，比如更强的动力，更好的经济性等。所以机械涡轮增压技术随之而生，而两个增压器的消费又让车民吃不消，更换一套增压器就得几万块钱。如何延长轴承的寿命增加增压器的使用时间成了关键问题。

2 增压器补偿供油设计

要想让增压器轴承使用寿命延长，良好的效果是关键。如果增压器转速高，那么增压器轴承需油量就大，如果增压器转速低，则需油量就小。基于这种条件，我们可以设计一个及时供油的方法，来迅速应对增压器转速变化大时缺油的情况。方法是在轴承上开几个油孔，一个进油孔，一个出油孔间隔排列，这样就会在轴承上形成一圈进出油孔。增加一些增压器供油油路，与进油孔相连。而出油孔则可以连一条集成油路可以与增压器供油管串联。但需要注意的是这条集成油路需要装一个单向阀，只允许轴承出油管的油量流向增压器供油管路，后者不能流向前者。由于轴承孔进出的机油是比较快的，被污染的油量少，所以它排出来的机油仍可再次使用，当它随增压器油管中的油再次使用后排出。利用这种方法，当增压器转速急速升高时，我们可以通过两条油路向轴承供油，一是增压器供油管，二是从它的支路通向轴承进油孔的。只要这时提高增压器油管的油压，那么就会有更多的机油流向轴承，起到更好的效果。当增压器转速下降时，我们适当减小增压器供油压力，依然可以使轴承得到很好的效果，这样轴承的使用寿命将会更长，即增压器更耐用。通过增压器供油补偿的方法可以解决由于增压器转速差引起的缺油状况。

3 机械涡轮增压器技术的展望

如果能克服增压器使用寿命短的障碍，那么机械涡轮增压技术定会得到广泛应用，不会因为轻易更换增压器而阻止人们使用这种技术，下面是机械涡轮增压技术的原理。

机械增压器靠发动机曲轴带动工作，涡轮增压器由废气能量带动运转。空气通过空气过滤器流到进气管后，开始要通过机械增压器，接下来就会通过涡轮增压器，最终进入进气歧管里面。如图1所示，该图是大众汽车的一款发动机进气增压结构示意图，当发动机在怠速工况状态下，节气阀开度传感器能够检测到这种状态，机械增压器和电磁离合器处于分离，这时发动机和机械增压器之间的动力处于断开状态，也就是说，机械增压器不工作。此时此刻，机械增压器前方的进气旁通阀打开，空气经过进气旁通阀直接流入进气管道里面，而不再经过机械增压器；接下来就到了涡轮增压器的位置，此时，涡轮增压的进气旁通阀同样处于打开状态，也就是说流入的空气不经过涡轮增压器，而是直接被吸入进气歧管中。这说明发动机在怠速工况时，涡轮增压器和机械增压器都是不工作的。

当发动机在小负荷工况下低转速运转时，发动机转速传感器就会自动感知到目前机器所处的状态，接下来，ECU将打开机械增压器的电磁离合器，与此同时，断开机械增压旁通阀，这样就会使机械增压器独立运转。这时发动机既可以达到优越的油门相位，又可以提升扭矩输出。此时，如果发动机的转速不低于1500 r/min时，涡轮增压器开始接通参与运作，也就是机械增压器和涡轮增压器一起运转。如果发动机的转速高于3500 r/min，这时电磁离合器会自动关闭，机械增压器停止运转，只剩下涡轮增压器单独工作。当发动机达到一定转速时，机械增压器将会暂时停止工作，让发动机运作，消耗发动机的能量，而当发动机达到中高转速时，才能体现出涡轮增压的优势，所以这时要断开机械增压器。这样两种增压器相互协调配合使用的方法可以避免涡轮迟滞现象，让涡轮有足够的加速时间，同时增加了发动机低速转动时的扭矩。通过以上两种增压的方法，在不同转速的情况下相互配合，在最大程度上取得了较好的增压效果。

4 结论与期望

在机械涡轮增压系统里面，其发动机要具备两套增压系统，第一套是依赖机械增压器里面的压气机压缩进气，而第二套是依赖涡轮压缩进气。这两套增压系统的工况是由ECU决定的。在这里ECU要操纵机械增压器与发动机接触的电磁离合器的接通或断开，操纵进排气旁通阀的接通或断开。这样才能使机械增压器与涡轮增压器协调配合使用，达到更好的效果。

目前只有很少的汽车公司或汽车改装厂涉及到这种技术，如果我们能逐步的完善对增压器轴承的使用寿命技术，与机械涡轮增压技术相结合并运用到实际中，那么将对民用型的中端汽车的使用性能、经济性能，动力性能给予一定的提高，这会促使更多的消费者来体验这种系统的车。那么随着顾客对这种系统使用的信息反馈，相信机械涡轮双增压系统将会得到广泛应用。

参考文献

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