03.08 为什么柴油机几乎不用机增?

jsnjzzz


因为对于柴油机来说,涡轮增压要比机械增压更合适:

1.机械增压毕竟是由发动机带动运转的,所以它会消耗发动机的能量,增加油耗。

2.机械增压的优势在于能够在汽车刚起步时就有很好的动力响应,而涡轮增压则需要达到一定的转速才行。那为什么很少柴油机用机械增压呢?主要是柴油机相比汽油机来说,它的压缩比很高,发动机排出的废气压力也很高,这样涡轮就能达到很高的气压值,在中高速的爆发效果比机械增压要好。况且搭载柴油机的汽车一般都是重型车,机械增压起步的优势在如此庞大的车重面前还是有点乏力。





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问题里说的机增就是“机械增压”。最主要的原因是柴油发动机采用压燃的方式,因而排出的废气压力大,气量也大,就很容易驱动涡轮叶片,就可以很容易达到很高的增压值,增强发动机动力。而“机械增压”不但用不到柴油机排出的废气,而且还需要发动机曲轴带动工作,会消耗发动机一定能量。所以,“机械增压”的工作原理并不符合柴油发动机的特性,事半功倍的“涡轮增压”被广泛的运用在柴油发动机上。

首先我们简单的来了解下,涡轮增压和机械增压两种不同增压方式的工作原理。

涡轮增压:涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成,由一根转子轴相连,发动机排出的废气驱动泵轮,泵轮带动涡轮旋转,涡轮转动后给进气系统增压。

机械增压:机械增压器结构最大的特点就是需要连接发动机曲轴,发动机带动其工作。所以“机械增压”会消耗发动机的一部分能量,发动机转速越高“机械增压”消耗的能量越多,这就导致机械增压发动机在高转速时效率会下降。

“机械增压”的好处在于,只要发动机有个很低的转速,就可以驱动增压器工作;而“涡轮增压”需要发动机比较高的转速,涡轮才能被足够多的废气推动,开始工作。这样,使用“机械增压”的车辆,动力响应更快发力更早,没有迟滞。

所以机械增压发动机主要应用在要求动力响应快,加速平顺,注重驾驶感受的汽油乘用车上,汽油机压缩比不高,排气压力小,所以机械增压的优势可以体现出来。高压缩比,排气压力大的柴油车更适合用“涡轮增压”。

需要进气压力越高,机械增压消耗的动力就越多,导致和同等功率的涡轮增压柴油机相比油耗会高很多,所以非常注重燃油经济性的柴油车几乎不用机械增压。

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很简单的说,机械增压会损耗动力,压力值不如涡轮那样可以打到很高,唯一的好处就是增压效果比较线性,从发动机一启动就开始增压,而用到增压的柴油机一般来说都不会是小排量的机器,基本上柴油增压都是2.0起步,再加上柴油的压缩比较高,一般都在16:1以上,所以排气压力也比较足,很容易就把涡轮带动起来了,所以机械增压没必要了


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最主要的原因是柴油发动机采用压燃的方式,因而排出的废气压力大,气谨也大,就很容易驱动涡轮叶片,就可以很容易达到很高的增压值,增强发动机动力。而“机械增压”不但用不到柴油机排出的废气,而且还需要发动机曲轴带动工作,会消耗发动机-定能量。所以,“机械增压”的工作原理并不符合柴油发动机的特性,事半功倍的“涡轮增压”被广泛的运用在柴油发动机上。

首先我们简单的来了解下,涡轮增压和机械增压两种不同增压方式的工作原理。

涡轮增压:涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成,由-根转子 轴相连,发动机排出的废气驱动泵轮,泵轮带动涡轮旋转,涡轮转动后给进气系统增压。

 机械增压:机械增压器结构最大的特点就是需要连接发动机曲轴,发动机带动其工作。所以“机械增压”会消耗发动机的一部分能量,发动机转速越高 “机械增压” 消耗的能量越多,这就导致机械增压发动机在高转速时效率会下降。

“机械增压”的好处在于,只要发动机有个很低的转速,就可以驱动增压器工作;而“涡轮增压”需要发动机比较高的转速,涡轮才能被足够多的废气推动,开始工作。这样,使用“机械增压”的车辆,动力响应更快发力更早,没有迟滞。

所以机械增压发动机主要应用在要求动力响应快,加速平顺,注重驾驶感受的汽油乘用车上,汽油机压缩比不高,排气压力小,所以机械增压的优势可以体现出来。压缩比,排气压力大的柴油车更适合用“涡轮增压”。

需要进气压力越高,机械增压消耗的动力就越多,导致和同等功率的涡轮增压柴油机相比油耗会高很多,所以非常注重燃油经济性的柴油车几乎不用机械增压。


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强制进气也就是增压系统在发动机上的大量应用是整个汽车界的一大进步,其对于重型柴油机的意义更是重要,提升了功率最重要的是降低了重型柴油机的高油耗,并且让车辆更早的进入到宽泛的最大扭矩平台。


简单的说就是能让发动机在更大的转速范围内使出最大的力气,而自然吸气柴油机最大扭矩的爆发点转速要比增压柴油机高很多。


而且只有在那这个点才能输出最大扭矩,没有增压车的扭矩平台,也就是说自然吸气发动机不能在一段转速内都输出最大扭矩。

增压柴油机的出色技术性能,最主要就得益于增压器的加入,增压器有两种类型,机械增压器和涡轮增压器。


无论汽油机还是柴油机,涡轮增压都是应用最广泛的,关于其原理和结构有很多文章和视频都有说明,所以本文主要介绍一下机械增压的特点,还有为什么柴油机上几乎不采用机械增压。


结构

先简单说一下结构,机械增压这个大类里主要有三种结构,鲁式、离心式、双螺杆式。


鲁式和双螺杆式结构相似都是两颗压气机转子相啮合共同旋转吸进空气,双螺杆式是鲁式的改进行吸气效率更高且更连续,但总体结构差距不大。


离心式机械增压结构则更接近涡轮增压器,它就是涡轮增压器的叶轮侧结构,不过涡轮侧变味由皮带了解曲轴带动而不是发动机废气带动。


特性

机械增压结构最大的特点就是需要连接发动机曲轴,发动机带动其工作,所以机械增压会消耗发动机的一部分能量,发动机转速越高机械增压器消耗的能量越多,这就导致机械增压发动机在高转速时效率会下降,但是直接从曲轴获取动力也有它的好处。

一就是只要发动机达到一个很低的转速机械增压器就可以开始工作提供正压(正压就是增压器吸入空气速度大于自然进气,负压就是叶轮吸入空气的速度没有发动机自然进气的速度快)。

而涡轮增压器需要达到一个比较高的转速,涡轮才能被废气推动的足够快产生正压开始工作,所以机械增压柴油机的动力响应更快发力更早,没有迟滞,其驾驶感受更接近更大排量的自然吸气引擎。


其二就是工作温度低,运行环境比较好。机械增压不需要废气推动也就避免了高温废气对增压器本体的影响,工作环境温度低润滑难度也小同时维护也更简单。

最主要的就是降低了对进气温度的影响这样中冷器的体积就可以适当减小,同时机械增压发动机还没有涡轮增压发动机复杂的涡轮废气管路,这样就使得发动机整体更紧凑一些。


那么为什么卡车不使用机械增压呢?

最主要就是因为柴油机采用压燃,需要很高的压缩比,排出的废气压力很高,这样涡轮增压很容易就可以达到很高的增压值且不消耗动力。而机械增压是很难达到高增压值的,前面提到的机械增压会消耗一部分发动机动力就是一大问题。

需要进气压力越高,机械增压消耗的动力就越多,导致和同等功率的涡轮增压柴油机相比油耗会高很多,所以非常注重燃油经济性的柴油卡车不采用机械增压。

再者,机械增压动力响应无迟滞的优点对于卡车来说也不太重要,卡车的大自重削减了这种优势。


现在机械增压发动机主要应用在要求动力响应注重驾驶感受的汽油乘用车上,汽油机没有很高的压缩比,排气压力较小,所以机械增压的优势可以体现出来。


不过现在涡轮增压技术提升迅速,机械增压响应迅速、动力输出平顺的优势已经越来越小,而涡轮增压省油、中高转速爆发力更强的优势是机械增压所没有的。


目前乘用车领域机械增压也是绝对的小众,只有路虎揽胜、捷豹F-TYPE、英菲尼迪QX60等很少数的车型还采用机械增压汽油机,和涡轮增压的快速发展不同机械增压已经逐渐走向没落。


特性不适合柴油机的机械增压器在商用车领域更难有发展,涡轮增压和柴油机特性的完美契合,注定涡轮才是柴油机更好的搭档。


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机械增压:优点介入早打燃火就开始工作,缺点是需要消耗发动机动能。涡轮增压:优点利用废气推动涡轮不消耗发动机动能,缺点介入晚有迟滞需要转速达到2K转才开始工作。柴油发动机做工为压燃试,排气压力大可以提前推动涡轮故柴油车都是用涡轮增压,提升了动力又经济实惠



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涡轮增压的优点是显而易见的,它可在不增加发动机排量的基础上,大幅度提高功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后,其输出的最大功率与未装增压器的相比,可增加大约40%甚至更多。这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功率,或者说,一台小排量的发动机经增压后,可以产生较大排量发动机相同的功率。另外,发动机在采用了增压技术后,还能提高燃油经济性和降低尾气排放。

汽油机采用涡轮增压技术有一定难度。

凡事有利就有弊,涡轮增压也不例外。发动机在采用废气涡轮增压技术后,工作中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅度提高,从而使发动机的机械性能、润滑性能都会受到影响。

为了保证增压发动机在较高的机械负荷和热负荷条件下,能可靠耐久地工作,必须在发动机主要热力参数的选取、结构设计、材料、工艺等方面作必要的改变,而不是简单地在发动机上装一个增压器就行了。由于这个改变过程在实行中难度颇大,而且还要考虑增压器与发动机的匹配问题,因此在一定程度上也限制了废气涡轮增压技术在发动机上的应用。

相对来说,废气涡轮增压器与柴油机配合运行时,涡轮机允许工作的范围较广,高效率范围也较宽,在配合运行中产生的问题较少,所以废气涡轮增压技术在柴油机应用的比较多。而对于汽油机在增压后,提高了缸内混合气压缩和燃烧气体的温度和压力,提高了燃烧室受热零件的热负荷,很容易产生爆震。这也就是至今为止,增压技术在汽油机上得不到广泛应用

奥迪A6 1.8T的发动机在其动力输出上就充分体现了废气涡轮增压技术的优势。由其功率——扭矩曲线图可以看出,随着发动机转速的提高,其功率逐渐增大,在5700转/分钟时达到最大值110千瓦。这与未装增压器的1.8升发动机相比,最大功率提高了大约20%。观察其扭矩变化,在低转速时(1750转/分钟以下)发动机具有良好的扭矩特性。在1750转/分钟时,发动机输出最大扭矩210 N.m,并在1750~5700转/分钟之间一直保持这个最大扭矩,这一点与未装增压器的发动机有所不同。与奥迪A6 1.8相比,安装增压器后,其最大扭矩增加了25%。

奥迪A6 2.4的发动机排量比1.8T的要大许多,而其最大功率和最大扭矩却相差不多。但是从曲线图中不难看出,在低转速时,1.8T的扭矩和功率要比2.4的小。这是因为涡轮增压在中、高转速时作用更明显。因此表现为,奥迪A6 1.8T的起步就要比2.4略慢,若匹配自动变速器,这点更为明显。不过,当发动机转速较大时,涡轮增压凭借其宽广的“扭矩高原”,优势便会突出。但仅以发动机来论,1.8T满足车辆一般性需要,已是绰绰有余了。


小薛123112233


根据这个问题,我分析主要的原因,我国家庭用车最多都是汽油车,一般家庭用车选择省油,美观,噪音小的,开着舒服的,汽油车是最佳首选。而柴油车大都用在货车上面,毕竟还是很少的,我国的柴油车技术也过关,可以满足一切车辆,主要一点需求少,所以不会在柴油机方面投入太多的资金和时间去研究它,以上内容属于自己的见解,如果您喜欢一定要关注点赞吆


万盛汽修小辉


因为是农用机后机动,对广西也是很大助力,玉林柴油机,有力耐用,上山拉木头为一选择。


高普雄


您好很高兴能回答您的问题

机械增压是通过机械部件将增压器与发动机连接的,动过发动机运转带动。

汽油机工作转速高,能够将增压器带入合适的工作转速从而达到增压效果。

而柴油机运转速度较低,用机械增压效果不好,所以都是用废气涡轮增压的。

希望我的回答能帮助到您


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