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摘要增压是提高内燃机功率、减小排气中有害物质的有效措施之一。它可以大大提高平均有效压力值，有效提高汽油机功率，降低燃油消耗率，降低质量功率比，从而降低单位功率的购置成本。本文分析研究了汽油机的增压技术要点。

关键词汽油机增压器控制装置技术措施

作者简介：孟朝霞（1972-），女，山东济宁人，高校讲师，从事专业：机电一体化教学，研究方向：工程机械、机械设计，E-mail：qykqzr@163.com。

增压技术最早应用于内燃机是在19世纪末，第一次世界大战时用于航空汽油机。初期采用的是轴流式压气机，直到20世纪60年代才出现了结构比较简单的径流式涡轮增压器，至此柴油机增压技术才获得了迅速发展。汽油机增压在技术上要比柴油机增压困难得多，目前在车用汽油机上应用还很少。

1增压器的选配

对于车用增压器的共同要求是：流量范围要宽，转速高、尺寸小、重量轻、效率高、可靠性好。选择时应根据汽油机结构型式、使用要求及预期要达到的增压效果来确定。例如，对载货汽车则应考虑处于最大增压压力下工作的时间长，其工作点应落在压气机特性的高效率区，为了改善扭矩特性，汽油机低速时就应使增压器达到较高的增压压力。

在选配时，首先应根据要求的增压效果和汽油机耗气特性，通过估算初步选定，然后在试验台上做匹配试验，在试验中进行配合方案的修改。通常用改变增压器的扩压器、喷嘴环、压气机叶轮进出口面积和几何尺寸，以及采用增压压力控制装置等方法来调节压气机特性和运行线位置，以求得较为满意的配合特性。

2增压压力控制装置

汽油机由于受爆震和热负荷的限制，必须控制增压压力，这是汽油机能否采用增压器的关键，它不仅是保证增压汽油机能正常运行，而且是避免增压器超速，调节增压器和主机联合运行特性的重要技术措施。增压压力的控制方法大致有如下几类：

（1）用排气放气阀控制增压压力。控制排气放气阀启闭的方式有两种：一是利用增压压力来控制，如图1a所示，当增压压力小时，阀门4在弹簧3的作用下，落在阀座上，废气全部通过涡轮；当增压压力达到预定值后，阀门随着增压而逐渐打开，使部分废气旁通，使汽油机在高功率输出时，不至于出现过高的增压压力和增压器超速；二是利用排气压力来控制放气阀的开启，如图1b所示。

（2）用进气放气阀控制增压压力。当增压压力值达到规定值时，放气阀被打开，将一部分增压空气排入大气，这种控制方法一般只适用于前置方案。后置方案放掉的是混合气，既浪费也不安全。

（3）压气机进口和出口，或涡轮出口的节流控制。只要这些节流控制配合得当，也能给汽油机提供一种良好的扭矩特性，但都会使增压器的效率降低。

据有关试验结果表明，采用涡轮机前放气调节方案是目前车用汽油机增压较好的方案。

1.排气管 2.膜片 3.弹簧 4.放气阀 5.进气管 6.发动机

图1增压压力控制方案

3降低压缩比

适当降低压缩比，对增压汽油机的动力性和经济性都是有利的。下列经验公式可以利用：

ε1ε2=p0pk

式中ε1—不增压时所容许的最大压缩比；

ε2—增压时容许的压缩比；

p0—大气压力；

pk—增压压力。

由上式可见，压缩比与增压压力间有一个最佳匹配问题，对具体汽油机来说，需要通过汽油机台架试验和汽车路试，从动力性、经济性、使用工况、机械负荷和热负荷以及增压器的使用寿命等诸方面，全面权衡后才能最后确定。

4化油器与点火系

无论是增压还是非增压，汽油机对混合气的要求都是一样的，所不同的是混合气进入气缸的方式不同而已。由于增压器有“前置”和“后置”之分，化油器也要作些相应的改动。

在“前置方案”中，化油器在增压压力下工作，为了防止漏油、漏气，必须把所有通大气的孔和轴处加以密封。方法有两种：一是加密封装置，这是机械密封方法；另一种是引入增压空气密封，有的甚至把整个化油器置于通增压空气的密封箱中，这是气密法。前者简单，后者复杂。

1.副腔2.主腔3.通增压空气4.通大气5.气路开关6.压力盒

图2双腔分动式化油器

在“后置方案”中，由于空气的容积流量增大，化油器喉管截面应相应地增加，主油系配剂也按同样幅度增大。需注意的是，喉管截面增加后，部分负荷时会使燃油雾化质量下降，甚至在管壁上有油沉积现象。对此，在一些增压汽油机上采用双腔分动式化油器。如图2所示，当主腔节流阀开大到一定程度以后，通增压空气的通道被打开，通大气的通道被关闭，于是增压空气通过压力盒6操纵副腔节流阀工作。这时增压空气的压力应大于大气压力，也就是说，主喉管、主量孔的尺寸都可以和非增压机一样，而副喉管、副量孔则可按增压要求选用。这样既保证了部分负荷时的混合气雾化质量，又能在大负荷时增加通道截面。不过，这种改装虽容易实现，但汽油机特性过渡不太圆滑。

汽油机增压后，其压缩比、混合气成分，气缸内的热力状况等均与非增压时有差异，非增压时的点火提前调节装置一般都不能满足要求，需另作试验重新配置。一般来说，在低速和部分负荷时，仍保持非增压时的点火提前角变化规律，在增压后大负荷时推迟点火提前角，因此需采用一套压力滞后装置。

5其他技术措施

所有的技术措施都是围绕汽油机增压后避免爆震和减轻热负荷而采取的，除了上述技术措施，还有如下一些措施：

（1）增压空气中冷装置。其作用是降低进气温度。试验表明，增压空气温度每降低10 ℃，汽油机功率可增加2.5%左右，燃料经济性也有较多的改善，与此同时，排气温度也相应地有所降低，这对降低热负荷和延长增压器使用寿命也是十分有利的。

（2）进气管喷水或含水混合液。进气管喷水，利用水汽化吸热，降低进气温度，一般可达40～50 ℃。含水混合液中，除水外还混合有相当数量的甲醇、乙醇等含氧燃料，也是抑制爆震增加功率输出的好办法。

（3）主机各系统的改装。增压后主机有关各系统的机械负荷和热负荷都将相应增大，因此需作些改装。诸如加强冷却系、润滑系的散热问题，空气滤清器、进排气歧管几何尺寸问题，配气相位的改进、减少气门重叠角问题，等等，都需要通过理论分析、台架试验作些改装。

当然，重新设计一台新型增压汽油机又是另外一回事，不过所讨论的基本原理还是适用的。

参考文献：

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[4]陆家祥.汽油机增压技术科学成果鉴定[J].内燃机工程，1983（2）.