机械增压(精选13篇)
涡轮增压则是利用引擎的废气排放来驱动压缩机。最早的增压器全部都是机械增压,在刚发明时被称超级增压器(Supercharge),后来涡轮增压发明之后为了区隔两者,涡轮增压器被称为Turbo Supercharger,机械增压则被称为Mechanical Supercharger,久而久之,两者就分别被简化为Turbocharger与Supercharger。
优点:性能提升快,爆发力强、容易调校。
在工程项目中安置机械增压器时, 无需增设其他零部件, 改变原有的发动机型。这样一来, 不仅能减轻维修负担, 还可增加发动机的输出功率。在维持发动机原有结构的基础上, 尽可能提升汽缸内气体的质量及密度, 从而提升作业的整体性能, 充分满足发动机的增压条件, 提高燃烧的实用性与经济性。
现如今, 在国际燃机发展领域, 发动机进气增压技术逐步被各界人士认可, 逐渐发展成为重要的研究项目。由于发动机进气增压技术优越的性能, 在汽油机与柴油机上也采用了增压技术, 旨在提高发动机的作业效率。
(1) 可扩大原有发动机的变型系列;
(2) 有效减少在发动机作业过程中排出的有害气体及污染物质;
(3) 有效降低发动机的重量及油耗;
(4) 有效提升发动机的作业效率以及升功率。
随着时代的发展, 工艺水平以及增压器的设计水平有了显著的提高, 加之高温材料的产生, 不仅延长了增压器的使用寿命, 还减少了其质量与体积, 促进了增压技术的快速发展。
在这种情况下, 国家相关部门也开始重视增压技术的发展, 开展了大量的实践与研究活动, 取得的效果极为显著。
一般来说, 在工程中采用增压技术的主要目的即为强化发动机性能, 提升其作业强度, 从而减小汽车的滚动阻力, 提升发动机的作业效率以及升功率等。汽车增压技术于1880年首次步入人们的视野, 德国人投入了大量的人力与物力对增压技术进行了重点研究, 取得了较为显著的成果, 并将成果应用于第一次世界大战的飞机上。随后, 在1885年, 国外著名研究学者戴姆勒首次提出了汽车增压技术这一思维理论。1905年, 瑞士著名科学家比齐获得了涡轮增压这一技术的专利;1970年, 洽特魏契制造了增压发动机。在第二次世界大战中, 增压技术已经趋于完整, 美国人在飞机上广泛采用了涡轮技术, 然而, 由于性能及优势的局限性, 随着时间的推移, 涡轮技术逐渐衰落。发展至1953年, 日本出售过与其性能相同的增压柴油机。虽然可在一定程度上提升作业性能与功率, 却大幅度增加了燃油的消耗, 仅维持了一段时间便在市场上消失。由于废气涡轮增压器自身的优越性能与作业功率, 逐步受到专业人士认可, 抢占了大量的市场份额。1967年, 在开展大量的实践与研究活动之后, 日本研制出了一种名为涡轮增压的发动机, 这种发动机具有一定的经济性与实用性。除此之外, 因为美国等地区高速行驶路段颇多, 在上世纪, 就已经制造出了增压发动机, 来提升汽车作业的整体性能。
自上世纪八十年代以来, 随着增压器性能的健全以及技术水平的提高, 转子高度运转这一难题得以有效解决, 转速一般为150000r/min, 除此之外, 还有效的缩小了增压器的内部尺寸。通过深入性探索叶轮内部流动这一问题, 不仅提高了增压器的作业范围及效率, 还拓宽了其流量的应用范围。
现阶段, 我国汽油机增压技术主要以下述几个发展方向为主, 具体为:
(1) 改善传统增压器自身所具有“反应滞后”这一现象;
(2) 采用冷却增压系统。现如今, 热负荷及爆震仍然是汽油机增压技术中难以攻克的难题。采用冷却装置不仅能够有效降低热负荷, 避免发生爆震这一现象, 还能够提升系统的作业功率;
(3) 提高增压器的实用性与可靠性, 有效减少成本费用;
(4) 采用电子点火自动控制装置;
(5) 性能好、效率高, 且发展流量范围相对较广的增压系统;
(6) 将电子控制燃油直接喷射和废气涡轮增压技术结合在一起。
2 国内机械增压技术研究现状
现阶段, 国内还并未报道出与内燃机机械其增压器技术相关的新闻。自20世纪50年代伊始, 我国便开启了研制涡轮增压器的大门, 探讨其相关理论技术, 据调查, 历经五十余年的发展, 我国共设立了200余家专业生产涡轮增压器的工厂, 年生产量极高, 为每年100万台。
现阶段, 从理论上来说, 我国仍然缺少对增压器的专业性研究, 市场上所销售的产品大多数是由国外引进的, 国内生产研制的增压技术为涡轮增压。
摘要:增压技术是一种提高发动机进气能力的方法, 即采用专门的压气机将气体在进入气缸前预先进行压缩, 提高进入气缸的气体密度.减小气体的体积。一般来说, 充入气缸内的空气的充量越大, 气缸内燃油的燃烧效率越高, 可参与燃烧的燃油也越多, 则内燃机输出功率和转化的燃料热能也越高。在气缸容积不变、内燃机转速恒定的情况下, 空气充量与空气密度成成比。因此, 通过对进入气缸的空气进行预压缩, 可以提高内燃机的输出功率, 以达到改善动力性能的目的。针对国内外机械增压技术的研究现状进行了分析与阐释, 旨在为相关领域的其他研究提供一些可以参考的借鉴。
关键词:机械增压,国内外,研究现状
参考文献
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关键词:机械增压涡轮增压离心武压气机径流式涡轮机比较
中图分类号:U262文献标识码:A文章编号:1007-3973(2011)007-092-02
内燃机增压技术开始于19世纪末,在20世纪初期得到初步的应用和发展,在20世纪中期开始大规模应用。目前绝大部分内燃机都采用了增压技术。增压后的功率比原机提高40%-60%,发动机的平均有效压力可达3MPa,燃油经济性也有所提高,增压已经成为发动机强化有效手段之一。本文主要对机械增压和排气涡轮增压进行分析比较。
1原理
1.1机械增压原理
机械增压是直接利用内燃机出力来驱动增压器,将空气压缩成高密度的进气送入气缸内,从而提高了内燃机的输出功率。它的驱动力来自内燃机曲轴,一般的是利用皮带连接曲轴皮带轮,间接将曲轴运转的扭力带动增压器,达到增压目的。机械增压器的类型很多,主要有螺杆式,涡旋式,旋转活塞式和刮片式等。根据构造不同,机械增压出现过许多种类,包括叶片式、鲁氏、温克尔等型式。以鲁氏为例。鲁氏增压器有双叶与三叶转子两种型式,目前以双叶转子较普遍,其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子,转子之间保有极小的间隙而不直接相连,藉由螺旋齿轮连动,其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连结,转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器,在不需要增压时即放开离合器以停止增压,离合器则由计算机控制以达到省油的目的。机械增压可以增加进气管内的空气压力和密度,往发动机内压入更多的空气,使发动机每个循环可以燃烧更多的燃油,从而提高发动机的升功率和平均有效压力,使汽车动力性、燃油经济性和排放都得到改善。
1.2涡轮增压原理
涡轮增压的原理是利用原理利用内燃机运转时所排出来的废气,用废气来转动涡轮增压器中的排气侧转子,而排气侧转子与进气侧转子是同轴异室,当涡轮机转予达到一定转速时它带动另一侧的转子,使压气机转予引进外来的新鲜空气,经过压缩倒入进气管内,以此来实现进气增压的。内燃机排气涡轮增压系统包含压气机、涡轮机、中冷器等部件。内燃机的排气涡轮增压器可以分为两大类:径流式涡轮增压器和轴流式涡轮增压器。而车用发动机多采用径流式,以适应高转速及较高响应性能的要求。
在这里主要介绍一下径流式涡轮机的工作原理。径流式涡轮由同轴安装的涡轮和压气机组成,其中涡轮机转化发动机的排气能量,产生机械能,而压气机则消耗这部分能量,用以压缩进气,提高发动机的进气密度。
下面先简要介绍一下内燃机排气涡轮增压系统的两个主要组成部分。
2离心式压气机
单级离心式压气机主要由导流壳、叶轮罩、压气机叶轮、扩压器及蜗壳等组成。叶轮是压气机的主要部件,它与涡轮安装在同一转轴上。压气机叶轮上有一组径向叶片,叶片的前部呈弯曲形,后部为直叶片。扩压器在压气机叶轮的外缘,它是固定在机壳上的一个圆环状叶栅,叶片间形成渐扩形空气流道。
首先在很短的进口段,空气沿截面收缩的轴向进气道进入工作轮,压力下降,气流速度上升。随后气流进入高速旋转的工作轮上叶片组成的气流通道内,吸收叶轮的机械能,使气体的压力、流动速度和温度均有大幅的增加。驱动工作轮的机械功转化成空气能量的增加,而机械功又来自与同轴的涡轮。在出气蜗壳和扩压气的通道内,由于两者的截面积逐渐增大,气体的动能大部分转化为压力势能,压力和温度进一步的升高,速度下降。而出气蜗壳同时还兼有收集流出的气体以便向内燃机进气管输送的功能。
3径流式涡轮机
涡轮的功用是将发动机排出的高温燃气所拥有的能量尽可能多的转化为机械功,用来驱动压气机。径流式涡轮机由蜗壳、喷管、叶轮和出气道等组成。
涡轮机得工作原理与压气机正好相反,蜗壳的进口与发动机排气管相连,发动机排气经蜗壳引导进入叶片式喷管,叶片式喷管是由周向均匀安装、带有一定倾角的多个叶片组成,叶片之间形成渐缩通道,内燃机高温排气流过喷管时被加速,压力和温度下降,速度大大增加,一部分排气能量转化为气流的动能。具有一定方向的气流进入工作叶轮后继续膨胀,在向心流动的过程中继续加速,讲排气的能量转化为推动叶轮旋转的轴功,即气体推动叶片做功。从叶轮出口排出的气体仍然具有的一定速度,进入排气管后,该部分动能无法利用,形成余项损失。
涡轮出气道内排气的能量与进口处内燃机的排气能量相比有很大下降,表明排气的大部分能量已经传给了工作轮。
除了上述两种内燃机排气涡轮增压系统的部件外,还有一个不可缺少的部件——中冷器。由理想气体定律得出,气体在压缩时内能会增加,也就是温度升高,而同样气压下,气体密度会因温度升高而降低,所以将压缩后的高温气体降温,可以进一步的增加空气流量,而中冷器的作用就是将空气在进入气缸前降温,使发动机更多的吸入空气,并避免爆燃。经过机械增压之后的空气温度可以达到100℃,经过涡轮增压之后的温度就更高了,所以中冷器是个很有必要的部件。
4比较
两种增压方式各有好处也各有缺点。
首先是机械增压。有前面机械增压的原理可知,它是通过增压发动机的进气量来提升发动机的动力。只要发动机在运转,机械增压就会产生,且随着发动机转速的提高,压力度会变大,从而增强了动力。而在动力提升的同时,节气门的开度也是同步的,因此不会像涡轮增压一样,有一个较为明显的发力点。机械增压器的工作环境温度不高,增压后空气的温度也不高,因此对润滑和冷却的要求不高,工况稳定。总之,机械增压相比于涡轮增压在低速时的表现更好,且在车速控制方面也更加精确。
不过机械增压是需要消耗发动机动力的,并且单级压气机的增压幅度有限,一般都在0.6-1.2bar,最高也就1.5bar,而涡轮增压却可以很轻易的达到1 5bar。因此机械增压在经济性上表现稍差一些,且在高速时动力性不及涡轮增压。
再说说涡轮增压,它是以废气为动力带动涡轮为发动机提供更多的空气。在一般的民用发动机上加一个涡轮,就可将动力大幅度甚至成倍的提升。涡轮增压最大的特点是将尾气动力充分利用,因而可以在一定程度上节油。当然涡轮增压的节油效果不仅如此,在低速时,涡轮不介入,发动机处于较低的功率,相当于一台小排量发动机,油耗也就小了很多。
但涡轮增压发动机有一个通病——“涡轮迟滞”,它不能直接进行增压,低速状态下排出的废气不能推动风扇,要在一定转速以上才行,当涡轮介入,动力徒增,显得很突兀。靠涡轮增压增加动力输出虽然轻而易举,但伴随着增压所产生的高热必须妥善处理,高热会影响两部分,一个是负责直接冷却和润滑的机油,它会因为受到高热而快速氧化。因此涡轮增压引擎必须选用耐高温、抗氧化好的优质机油,而且机油更换周期会相应缩短,才不容易产生氧化物。还有一个受高温影响的就是进气部分的冷却系统。因此可以用水深火热来形容涡轮增压器的工作环境。所以涡轮增压对润滑和冷却的要求都是比较高的。
5结论
总体来说机械增压的表现形式更为稳定,工作更为线性,汽车启动就能工作,但它在告诉状态时损失动力较为明显。而涡轮增压表现更为粗暴,在低速时不能驱动涡轮增压,但在高速时动力增压很明显。
参考文献:
高考倒计时容易让考生更加紧张。高三繁忙的复习中,考生的生活相对枯燥,比较紧张。考试临近会对考生带来一些压力,如果无法正确对待,就可能影响备考情绪。高考倒计时,容易让考生产生时间紧迫的感觉,无益于考生缓解压力,反而会更加紧张。本报记者就曾采访过这样的考生:距高考已经很近了,每天早上一起床,倒计时牌上的数字就在眼前晃,接下来一整天都感到焦虑,精力不能集中,看书不进脑子,复习毫无效果。
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作好日常保养可使涡轮增压发动机更长寿!
由于涡轮增压发动机的特殊性,决定了其对油品的使用有很苛刻的要求,这主要是为了防止油品质量不好,杂质过多而对机器造成损伤。
在使用过程中,需要经常检查涡轮增压器的密封环是否密封。如果密封环不密封,废气会通过密封环进入发动机润滑系统,弄脏机油,并使曲轴箱压力迅速升高。此外,发动机低速运转时机油也会通过密封环从排气管排出或进入燃烧室燃烧,从而造成机油的过度消耗产生“烧机油”的情况,
进口泵
(1)柴油机的启动与加速
柴油机启动后,涡轮增压器即开始运转,务必先低速运行3-5min,待机油温度上升、流动性能好转,涡轮增压器得到充分润滑后,再提高转速并带负荷作业,以确保在高转速下增压器涡轮转子轴及轴承的润滑,避免柴油机负荷加大时增压器转子轴及轴承出现无油干磨擦或烧卡现象。
停机时间较长的柴油机,应做好预润滑,用机油壶往增压器的进油口注入一定量的机油,并用手转动叶轮,以保证涡轮转子轴与浮动轴承有承载油膜保护,发动机熄火前,要逐渐减少负荷,怠速运转3-5min后再停机,以防止发生结焦和轴承损坏;另外,柴油机不可长时间怠速运转,这样会增加油耗、加剧机件磨损,增压器也会因润滑压力过低而润滑不良,导致早期损坏。为此,怠速运转的时间一般不应超过10min。
(2)空负荷运转
防止长时间低速空转,怠速运转时间过长,排气侧正压力过低,涡轮端密封环的两侧气压不平衡,机油就会渗漏到涡轮壳。如果泄漏很轻微,会在负荷下烧尽而不致发生故障,但会污染涡轮叶片。因此,不要让涡轮增压柴油机在怠速下运转超过10min。
(3)停机
高温、高速运转的柴油机不可突然停机,以免润滑油中断,造成增压器转轴与轴套之间“咬死”。一旦停机,通信增压器的润滑油也停止流动。如果此时排气岐管的温度很高,其热量会传到增压器壳体,将停留在那里的润滑油熬成积炭。当这种积炭越积越多时就会阻塞进油口,导致轴套缺油,加速转轴与轴套之间的磨损,甚至会发生“咬死”的严重后果,
因此,柴油机停机前一定要先卸荷,使其空转,待机温下降后再熄火。
停机后,机油泵不工作,机油压力迅速降至零,然而,增压器只要还在旋转,就需要机油润滑和冷却,一旦断油,残存在增压器内部的机油因高温而炭化,轴颈轴承和止推轴承很快会烧结。
柴油机工作时,涡轮直接暴露在高温排气中。若在全速下突然停机,高温的叶轮和涡轮壳体也会向转子轴传热,浮动轴承和密封环的温度将高达 200-300℃,若无机油润滑、冷却,足以使转子轴变色发蓝。停机前怠速运转数分钟后,增压器内部零件的温度会大幅度下降。故停机前,应先逐渐拉小油门,怠速运转3-5min后再停机。
(4)预防维护
使用增压柴油机时,要有良好的维护保养习惯,特别是对空气滤清器、润滑油和机油滤清器等要做到定期更换。
A、增压器转子轴及轴承对润滑油的要求很高,必须按照技术规范使用增压型柴油机机油。机油应保持清洁、无污物,如机油中掺入灰尘、泥沙和金属屑粒等杂质,则会加速轴承的磨损,严重时会使增压器的叶片与壳体发生摩擦而使转速下降,造成增压器及柴油机性能急剧恶化,出现功率下降、黑烟过多、噪声增大、严重时转子轴两端和排气管的机油流出等现象。因此,必须严格按照技术规范对柴油机进行强制维护,定期检查、清洁机油滤清器或更换机油及滤芯。
B、确保柴油机润滑系统完好,确保所有通道的管路畅通,润滑油有足够的流量和压力。如果润滑油路阻塞,高转速运转的涡轮增压器在很短时间内,就可能造成涡轮转子轴及浮动轴承的严重摩损,使增压器失效。
一、电控旁通阀式涡轮增压器的组成及原理
电控旁通阀式涡轮增压器(即带有旁通阀的废气涡轮增压器)的组成如图1所示。该系统的主要装置有涡轮增压器、膜片执行器、中间冷却器、排气旁通阀和机械式换气阀等。系统的电控元件有发动机控制模块J220、增压压力调节电磁阀N75、增压空气再循环电磁阀N249、空气流量计G70、发动机转速传感器G28和增压压力传感器G31等。
1.涡轮增压器
涡轮增压器由涡轮机、压气机及中间体三部分组成,如图2所示。
2.膜片执行器(膜片控制阀)
膜片式控制阀的右室通大气,内有弹簧作用在膜片上。左室则连到增压压力控制电磁阀N75。
与膜片连接的联动杆用来控制排气旁通阀的开启与关闭。当左室压力低时,弹簧推动膜片左移,并带动联动杆将排气旁通阀关闭。当左室压力高时,膜片右移,并通过联动杆将排气旁通阀打开,使部分排气直接排入大气,从而降低涡轮机转速和增压压力。
3.增压压力控制电磁阀
增压压力控制电磁阀的结构如图3所示,增压压力控制电磁阀N75是1种两位三通式电磁阀。其3个管口分别通高压空气端(增压器下游)、低压空气端(增压器上游)和增压器膜片执行器。增压压力控制电磁阀N75的通断由发动机控制模块J220控制。当电磁阀断电时,膜片执行器的左室与低压空气端连通。当电磁阀通电时,膜片执行器的左室与高压空气端连通。
4.增压空气再循环电磁阀和机械阀
大负荷行驶时,突然松开加速踏板,节气门开度迅速减小,而涡轮转速仍然较高,若不加以控制,增压空气继续流向节气门,可能造成节气门的损坏。
此时,发动机控制模块J220将增压空气再循环电磁阀(N249)打开,接通空气再循环机械阀的真空回路。这样,增压气体在管路中形成局部循环,避免了增压空气冲击节气门,如图4所示。
二、增压压力的调节
增压压力与增压器转速有关,而增压器转速又取决于废气能量。发动机在高速大负荷时的废气能量多,增压压力高;在低速小负荷时的废气能量少,增压压力低。因此,涡轮增压发动机的低速转矩小,加速性差。为了获得低速大转矩和良好的加速性,轿车用涡轮增压器的设计转速常为标定转速的40%。这样,在高速时的增压压力将会过高,增压器可能超速。同时,还会使汽油机的热负荷过大并发生爆燃,为此必须对增压压力进行调节。
如图5(a)、(b)所示,排气旁通阀的开闭由电控单元ECU控制的增压压力控制电磁阀操纵。电控单元ECU根据发动机的工况,由预存的增压压力脉谱图确定目标增压压力,并与增压压力传感器检测到的实际增压压力进行比较,然后根据其差值来改变控制电磁阀开闭的脉冲信号占空比,以此改变电磁阀的开启时间,控制膜片执行器室右腔的气体压力,进而改变排气旁通阀的开度,控制排气旁通量,借以精确地调节增压压力。
三、涡轮增压系统增压压力不足的原因
1.电气系统故障
(1)增压压力控制电磁阀可能会出现线圈老化、断路等故障。
(2)控制电路可能会出现断路、短路和接触不良等故障。
(3)发动机控制模块可能会出现程序错乱、硬件损坏等故障。
2.机械故障
(1)增压压力控制电磁阀可能会出现卡死、堵塞等故障。
(2)膜片执行器可能发生损坏的故障。
(3)涡轮增压器可能会出现卡死、烧毁等故障。
(4)管路空气泄漏故障。
四、增压压力不足的检测步骤
1.检测进气歧管压力
查找进气歧管压力信号偏低的原因。检测涡轮增压器增压口到节气门之间的管路,查看是否有老化或裂口漏气出现;中冷器是否有腐蚀及裂口现象,如果上述部件有老化或漏气,在发动机急加速时一般可听到空气泄漏的声音。检查进气管到增压控制电磁阀软管、增压控制电磁阀到膜片执行器软管是否有断裂老化,如果有,应更换。
2.就车检测涡轮增压器的性能
拆下节气门处进气软管,用手堵住废气涡轮增压器增压气流的方向,起动发动机,应感觉压力有变化。如果急加速时没有明显压力变化,则为涡轮增压器、膜片执行器或电气系统故障。
3.膜片执行器的动作测试
将膜片执行器的连接软管取下,用真空泵施加一定的真空度,若膜片执行器的中心阀杆能自由运动,说明膜片执行器正常。
4.废气旁通阀的检测
若膜片执行器正常,用真空泵对膜片执行器施加一定的真空度,然后将中心阀杆吸到顶部,起动发动机怠速运转,用手感知来自废气涡轮增压器的气流,应明显感觉增压压力变大,急加速时,手的力量堵不住进气软管口,否则说明涡轮增压器机械部分故障。
5.电气系统检测
(1)控制电磁阀供电电压的检测:用多媒体诊断仪KTS-650万用表测试功能检查控制电磁阀,接通点火开关,用通道CH1黄色探针接端子(+),另一探针接地(-),测量电压值应为12V,否则为供电电路故障。
(2)控制电磁阀线圈电阻的检测:断开点火开关,拔下控制电磁阀线路插接器,用万用表测量控制电磁阀线圈电阻,阻值应在规定范围内。
车型2011款奇瑞A3 1.3S
发动机1.3L直列4缸机械增压
点评奇瑞A3 1.3S与普通版最大的区别在于车前翼子板处的“Supercharge”标识。早在2010年北京车展上,它就以一袭红衣、颇具赛车气息的运动版身份登场,如今量产时机已成熟。其机械增压器由伊顿提供,最大功率达95kW,峰值扭矩为182Nm,最新测试的工信部综合油耗不过7L/100km。
MARCH
车型东风日产玛驰
发动机1.2L直列3缸机械增压
点评玛驰DIG-S车型已于今年日内瓦车展亮相,搭载了1.2L直喷3缸机械增压发动机。此款发动机采用米勒循环燃烧方式,可通过延迟进气阀关闭时间,使实际做功行程大于压缩行程,降低泵气损失,提高热效率。新发动机压缩比达13.0:1,最大功率71.3kW,最大扭矩148Nm,官方百公里油耗仅3.4L。
NEW AUDI A6L
车型全新奥迪A6L
发动机3.0LV型6缸机械增压
点评全新一代奥迪A6L即将国产,虽然尚无法确定发动机是否依然还是2.0T FSI、2.4L、2.8LFSl和3.0T FSl,但至少获得2010年全球十佳发动机之首的3.0TFS机械增压肯定不会缺席。此款发动机有很多调校版本,新款A6L预计将在老款车型的性能数据基础上略有增加,但仍可能属于低功率版本。
MITSUOKA DROCHI
车型2011款光冈大蛇
发动机3.5LV型6缸机械增压
点评光冈旗下的车型少得可冷,要不是这次说到机械增压,恐怕真找不到合适机会来聊它。大蛇的动力来自丰田,3.5机械增压发动机型号为3MzFE,拥有228kw的最大功率和425Nm的最大扭矩。总体来看,这是一组不错的数字,相比3.3L自然吸气版本有不小的提升,但价格也飙升至189万元。贵!
CAYENNE SHYBRID
车型2011保时捷卡宴S混合动力
发动机3.0LV型6缸机械增压
点评保时捷开始追求环保,但绝不会放弃速度,因此新卡宴S混合动力搭载了3.0L机械增压发动机和同步电机,总输出功率达279kW,最高时速242km/h,百公里加速仅需6.5s,综合油耗不过8.2L/100km而已。说句题外话,卡宴S混合动力在纯电动模式下行驶速度可达156km/h,真不愧是保时捷啊!
车型全新捷豹XKR-S
发动机5.0LV型8缸机械增压
点评捷豹XKR-S在今年上海车展刚刚上市,售价高达251.8万元。它使用了XKR的5.0L V8机械增压发动机,经重新调校之后,最大功率达405kW,峰值扭矩为680Nm。尽管车身重量没有任何减轻,但动力性能依然暴增一一最高车速达到惊人的300km/h,从静止加速到100km/h只需短短的4.4s。
ROHENS
车型2011款现代劳恩斯
发动机46LV型8缸机械增压
一、常见几种供水方式
一般二次增压采用以下几种供水方式:
1、水池-水泵(恒压变频或气压罐)-管网系统-用水点
此方式是集中供水。对于一、二层是商业群房,群房上建有多幢住宅的建筑,目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座,集中恒压变频供水,不设屋顶水箱,最不利用水点是顶层住宅。主水泵一般有三台,二开一备自动切换,付泵为一小流量泵,夜间用水量小时主泵自动切换到付泵,以维持系统压力基本不变(气压罐一般不用于生活用水)。
2、水池-水泵-高位水箱-用水点
此方式也是集中供水。单幢次高层和高层建筑的高压供水区较多采用该种方案。一般也需要设计有一座地下水池,通过两台水泵(一用一备)抽水送至高水箱,再由高位水箱向下供水至各用水点。
3、单元水箱-单元增压泵-单元高位水箱-各单位无水点
此方式已简化为单元总水表进水。单元水箱和单元增压泵实际上是一个整体,我们称之为单元增压器。九四年与上海海鹰机械厂合作研制开发了第一代的单元增压器,并用于我所管理的工程中。经过半年使用,又发现了需要改进的地方,并作了多次修改,现在使用的是第三代产品。
二、比较(经济和社会效益)
从现论上讲第一种方式恒压变频供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变,根据用水量大小进行变频供水,既节约电能,又保证水泵软启动(对电网电压冲击不大),延长了水泵寿命。各台水泵自动轮换使用,即最先投入使用的水泵最早退出运行,这样,各台水泵寿命均等,而且,一旦水泵出现故障,该系统能自动跳过故障泵运行。从造价上看较省,一般13万元左右一套,只需考虑水泵房的变频供水设备费、地下贮水池费,不需要屋顶水箱(约1500元/只),还可减少屋顶水箱的二次污染和保证顶层的供水压力(用热水器压力也没问题)。
但是,在实际使用中,却遇到了许多问题,给工作带来了麻烦,公司社会效益直接受到影响。我所承建的一个项目就采用了无屋顶水箱的集中变频供水方式,它的使用和日常管理所反映出的问题,就很有代表性。首先,由于是集中供水,进地下水池的总水表属自来水公司产权,他们只按此总水表所走的度数收取水费,表内管网的跑冒滴漏与他们无关。而一般管网跑冒滴漏总是难免的,即使没有,各单元的单元分表度数与地下水池的总水表也有误差,再到各分户水表度数相差更大,谁来承担这一差价,再加上水泵的`电费(经测算约0.9度电/吨水)使得这里水价很高,住户无法承担,收交水电费成了很伤脑筋的事。从九四年至今,我开发公司一直在承着水泵电费和水费差价,这样无止尽地下去,不知到何时,这项费用是无法估算的。也无帐可出(因为这里没有实行物业管理)。而另一方面,通过四年多来的使用,我还发现,虽然该设备可以完全自动化,无需人天天管理,但它还有致命的弱点:水泵在自动切换时(卸载或加载时)水泵供水会出现短暂的低压,特别是电脑判断有故障需跳过故障泵运行时时间会更长。随着设备使用年限加长,设备房潮湿造成电脑元器件老化加快,水管路系统止回阀的失录,反映故障和处理故障的时间也延长,直接受害者就是顶层住户。一旦压力减低他们就无水,当跳过故障泵启动备用泵时压力又增大,所以顶层住户怨声不断。集中供水还有一最大的毛病就是,一旦供水系统有问题,无法供水,几百户人家都要遭殃。而且,由于水泵运行是由变频控制柜来完成的,如果变频控制柜出故障,一般的电工无法处理,需要厂家专业技术人员来解决,造成设备不能及时维修,供水无法保证。虽然设备房管理简单了,但住户用水缺乏保障,社会效益受到影响。
第二种方式是较成熟的水泵、水箱供水方式。水泵控制柜采用最简单的电器元器件,如出现故障,普通的电工就能维修,而且元器件的费用也低。再加上有高位水箱,不会造成一停电就停水,供水保障率高。但用在单幢次高层建筑同样也存在收交水电费难的问题。用在高层建筑,则可以由物业管理公司一并考虑解决。
第三种方式,是在吸取了以上两种供水方式的经验教训后产生的,虽然一次性投资较大,每个单元都要设增压器(约1万元/台),增加单元屋顶水箱(约1500元/只)增加进水总表安装费(约4000元/只),单元泵电表安装费(约4000元/只),还有各单元小水泵房土建费用等,总费用比上两种方式增加一、二十万元,但管理上解决了许多麻烦。首先,水电费各单元住户自己交,一旦水泵出故障,只影响该单元的十几户。房地产商一般宁愿一次性投入大一点,也不愿一背上个包袱,特别是与住户打交道。由于有屋顶水箱,高水位时停泵,低水位时启泵,这样,水泵也有了停息时间,既省电又不至于一停电就停泵无水供应,用水有了保障。社会效益明显好于前两种供水方式。但是,如果设备本身返修率大的话,也会给管理带来麻烦,必竟一个大泵房分成了许多小泵房。所以,选择品质优良、性能卓越的单元供水设备尤为重要。
三、单元增压器性能简介
从上面的介绍可知,单元增压器性能的优劣,直接关系到用户的使用和开发商的信誉。通过四年多的实际使用,我认为上海海鹰机械厂的第三代单元增压器质量很好,用电省,故障率低。而且,当市政管网压力高得足以使屋顶水箱夜间进水时,增压器的压力控制器会自动控制水泵停止工作,由旁通管直接供水。我所作的工程中采取了这种方式,运行效果很好。特别是近来市政管网的压力有了很大提高,夜间可达3.5kg/cm2左右,所以,实际使用中九层楼的住宅,水泵运行时间短、次数少,用电非常省,大约0.02元/吨水的电费。但是,我又发现了另外一个问题:当水压较高,水泵较长时间不运转时,会出现水泵卡死。对此,我已建议厂家在水泵控制柜中增加定时器,每天定时运转泵两分钟左右。对于该单元增压器,我认为还应不断改进,以满足不同用户的需要。
四、结语
内燃机车涡轮增压器是高速旋转的部件,目前,涡轮增压器故障是全路国产大功率内燃机车的惯性故障,而故障后的增压器经解体发现绝大部分均出现转子轴拉伤,轴承烧损,压气机叶轮扫膛,涡轮端大量积碳及涡轮盘裂损叶片飞出等现象,有的转子轴承烧死无法解体,甚至出现增压器严重破损,很难分析出故障源头是从那个配件开始引起的。而现在有的检测仪不能准确地诊断故障隐患及故障点,以此,难以制定出有效的防范措施。
正是基于以上原因,5月我段与中国运载技术火箭研究院北京京航公司成立了增压器动态检测装置联合研制小组,经过近两年的努力,共同研制了内燃机车涡轮增压器工作状态检测仪。
2 开发检测仪所要达到的目标
本方案以振动检测技术为主,结合其它参量设计出诊断模式,对增压器危害较大的集中故障进行分析,研究有效的故障诊断判断参数。
首先,通过对振动频率,振动能量检测数据的积累,诊断涡轮增压器轴承及转子的工作状态,摸索并确定振动(综合参数)门限值,提前发现问题,处理问题。
其次,对轴承烧损等故障原因准确分析出故障源头,从而找出造成增压器故障的原因,在修程中制订有针对性地防范措施,解决内燃机车增压器轴承烧损等惯性故障,将低检修成本,降低职工劳动强度。
3 技术方案的确定
该检测诊断装置采用了便携式离线采集方式,系统主要由主机,传感系统,检测诊断系统软件系统等部分组成。采用嵌入式计算机系统,通过ICP加速度传感器,转速传感器及相应的软硬件系统,对表征机组主要机械动态特性的振动量,转速,惰转时间实时测试和分析,达到对机车涡轮增压器工作状态检测目的,
3.1 信息获取
涡轮增压器是高速运行的旋转机械,运行过程中,其内部零件必然受到机械应力,热应力,化学应力等作用,随着时间的推移,作用的累积将使机组正常运行的技术状态不断发生变化,随时可能产生异常,故障或劣化状态。伴随着这些变化,又必然产生相应的振动,噪声,温度等二次效应。
可以利用机车涡轮增压器在运行过程中的二次效应,或称机械图像所提供的信息,诸如振动,噪声,温升,压力,润滑油状态等有关物力变化的信息。机械系统状态检测的方法是多种多样的,但目前公认的行之有效的3种方式是:振动,油液分析和表面温度测量。由于振动检测技术具有多参性,多维性,可传递性和可实现性等优点而得到了迅速发展,因而将振动检测确定为“内燃机车涡轮增压器故障检测系统”的主要内容。
3.2 基本分析方法
将振动传感器所提供的振动信息转变为电信号,采用人工智能监测诊断的新技术,进行时域,频域等分析,监视,诊断机车涡轮增压器的状态及变化趋势,得出状态是否正常的结论。选择振动加速度级值作为涡轮增压器状态的敏感因子。振幅有效值反映涡轮增压器的整体运行状态,振动频率分量揭示涡轮增压器主要部件的运行状态。将实测机械振动特性参数与档案库数据进行智能化对比分析,实现状态判断的自动化。
4 涡轮增压器检测系统得测试参数及原理
您好!
我是一名汽车爱好者,我想请教以下几个问题,希望您能在百忙之中给予解答。
1.汽车增压器有几种形式?它们各有哪些优缺点?
2.最近我看到一篇有关我国汽车工业关税方面的文章,该文中这样写到:“《产业政策》第44条规定,凡达到下列国产化标准的,可享受不同的优惠税率:M类整车技术40%、60%、80%;N类、L类整车技术50%、70%、90%;引进汽车、摩托车总成及关键零部件50%、70%、90%……”请问M类、N类和L类车指的是什么车?
3.“罗尔斯·罗伊斯”轿车与“本特利”轿车都是由英国罗尔斯·罗伊斯公司生产的,它们之间有何不同?
最后祝《大众汽车》越办越好!
(江西·杨晓伟)
杨晓伟车迷:
您好!
汽车增压器主要有涡轮增压器和机械增压器两种形式。下面分别介绍它们的优缺点:
涡轮增压器
利用燃烧后废气的热量推动空气增压器,增加进气量,随之加大进油量,因而能提高发动机的功率,提高燃料的经济性。优点:涡轮增压器能提供额外需要的功率;能使发动机提高功率并降低油耗;用于柴油机时,可使柴油机发出同排量的汽油机所发出的功率。缺点:保修工作如果跟不上可能会引起严重事故;增压器在较高的温度下工作,对机油的级别要求高;增压器起作用的时间要滞后于油门踏板。
机械增压器
它是一种由发动机曲轴通过皮带驱动的空气压缩机向发动机提供额外的空气以增加功率的增压器。优点:机械增压器不接触高温,所以比涡轮增压器易于保养,故障也少;机械增压器和涡轮增压器同样可以增加功率,但它不像涡轮增压器那样存在滞后性,而是在驾驶员踏下油门踏板时即能起作用;如果装上旁通离合器之后,机械增压器只是在需要额外功率时才起作用,这就提高了发动机在低功率时的经济性。缺点:机构增压器增加了发动机的复杂性,也就增加了保养维修的工作量。
我国《产业政策》第44条中提到的M类、N类及L类车,实际上指的是机动车按照国家有关安全标准分类的一种形式。
在各种类型的汽车中,由于它们的用途不同、行驶的范围不同,结构及性能也有较大的差别,对它们的安全性要求也就不完全相同。我国的汽车安全标准在内容上主要参照欧洲汽车法规制订,其分类方法是按汽车安全性能和试验要求来划分的。
按照有关安全标准,可将机动车分为四大类:M类为载客车、N类为载货车、O类为挂车、L类为摩托车,而且每一类又可分为相应的几个小类,具体如下:
M1类——除驾驶员座椅外,乘客座位数不超过8个的载客汽车。
M2类——除驾驶员座椅外,具有8个以上乘客座位数,且最大总质量不超过5t的载客汽车。
M3类——除驾驶员座椅外,具有8个以上乘客座位数,且最大总质量超过5t的载客汽车。
N1类——最大总质量不超过3.5t的载货汽车。
N2类——最大总质量大于3.5t,但不超过12t的载货汽车。
N3类——最大总质量超过12t的载货汽车。
O1类——最大总质量不超过0.75t的单轴挂车。
O2类——最大总质量不超过3.5t的挂车。
O3类——最大总质量大于3.5t,但不超过10t的挂车。
O4类——最大总质量超过10t的挂车。
L1类——发动机排量不超过0.05L,最高车速不超过50km/h的两轮摩托车。
L2类——发动机排量不超过0.05L,最高车速不超过40km/h的三轮摩托车。
L3类——发动机排量超过0.05L,最高车速超过40km/h的两轮摩托车。
L4类——发动机排量超过0.05L,最高车速超过40km/h的三轮摩托车。
L5类——发动机排量超过0.05L,最高大总质量不超过1t的正三轮摩托车。
“罗尔斯·罗伊斯”和“本特利”2个车名实际上是同一种车,只不过根据不同的用户将2种车做得各具特色,魅力不同而已。
罗尔斯·罗伊斯轿车代表着传统、高质量及颇为讲究的工艺技术,是达官显贵们的财富和地位的象征。而本特利轿车则是为了满足富有的年轻人,追求高速驾驶、寻求刺激的需要。罗尔斯·罗伊斯轿车分为银灵、银魂和银影3个系列。银灵系列是黑、蓝等深颜色的,只卖给国家元首、政府高官、王室成员和有爵位者;银魂系列为中性颜色,卖给绅士名流;银影系列是白灰等颜色,卖给一般的集团和富豪。购买罗尔斯·罗伊斯轿车,光有钱不成,还要经过资格审查。审查合格后方可预订,但最快也要半年后交货。卖给你银灵、银魂还是银影,则要由罗尔斯·罗伊斯公司根据你的资格来决定,买主并无挑选的权利,当然英国王室成员例外。而本特利轿车对买主就没有这些烦琐的要求。
随着人类生存环境污染问题的日益突出, 调整能源结构、增加绿色能源 (天然气) 的使用量是必然的选择。目前世界正处于天然气取代石油而成为首要能源的过渡时期。天然气作为一种优质、高效、环保能源, 在世界能源格局中取代石油而成为第一能源已为期不远。
秦皇岛市燃气总公司于2006年正式引进了先进的液化天然气技术。2007年开始筹建液化天然气 (LNG) 储配站, 建设内容为液化天然气 (LNG) 储罐区1 500m3、工艺装置区、压缩天然气 (CNG) 卸气柱和电子汽车衡等。主要工艺设备包括:10台低温储罐、25台各种气化装置、3台卸车装置、调压装置及各种运输设备等。利用10台低温储罐储存零下196℃的液化天然气, 经气化、调压、加臭、计量后进入到输配管网, 向行政区内各类用户供气。
1 储罐增压器工艺技术改造
1.1 设计理论的初步形成
国内的LNG场站设计原引用于国外设计, 其设计依据长期以来一直沿袭国外设计理念, 基本没有改变。
在我公司委托设计院设计的原图纸中, 每台储罐配备一台储罐增压器。其设计意图为:储罐内储存的零下196℃的低温液化天然气经储罐增压器升温气化, 变成气体后从储罐上部回流至罐内, 使罐体内部升压, 再将罐体内部的低温液体从罐体底部压出输送至气化装置区 (见储罐增压器原设计示意图) 。
由于液化天然气工艺是输送零下196℃的低温液体流质, 属于高危行业, 一对一设计最大的优点就是保证生产安全可靠的运行。
1.2 设计变更
经过多方考察研究, 我发现一对一的设计并没有增加系统工艺容量。每次系统工作, 只能保证一台储罐和一台储罐增压器进行流体输送工作, 多台储罐之间并不能实现并联工作。一对一的布置明显造成了设备冗余, 资源浪费。
通过改动工艺管道的布置, 利用一台储罐增压器完全能够满足五台储罐生产使用 (见储罐增压器流程技术变更图) 。
综合上图进行简单描述:
在1#储罐工作时, 关闭其它储罐进出口阀门。打开1#储罐的2#阀门, 储罐内部低温液体从罐体低温流出, 流入储罐增压器, 经气化后变成气体经1号阀门回流至储罐上部, 使储罐内部压力升高, 调节压力后将低温液体压出流向气化装置区。
关闭1#和2#阀门, 结束1#储罐生产运行。打开3#和4#阀门, 同样可以实现2#储罐的生产运行功能。其它储罐生产运行原理相同。
通过工艺变更, 使用一台储罐增压器就可以实现同多个储罐一对一方式的生产工艺需求。通过5#及6#阀门的开启, 还可以实现1#和2#储罐增压器互为备用, 满足安全生产及设备一开一备的规范要求。我公司最终选择一台储罐增压器对应五台储罐的方案。
1.3 变更结果
此项设计变更直接减少了8台储罐增压器, 同时减少每台增压器应配备的低温截止阀、低温安全阀、低温调压阀、管线及附件等;简化了工艺, 节约了设备用地, 用极少的资源将生产能力最大化, 直接经济效益达到150多万元。
2 增压器工艺技术改造
2.1 设计理论的初步形成
在原工艺设计中, 由于考虑液化天然气储配站的气源远在内蒙古鄂尔多斯, 运输成本较高;储配站建成后, 只能作为基础气源站使用, 并没有考虑其它功能。
可是从远期规划考虑, 长输管线的引进是我市城市燃气规划的必然趋势。秦皇岛市有关部门、秦皇岛市燃气总公司在与中石油进行永清—唐山—秦皇岛输气的立项建设工作, 秦皇岛市长输管道天然气引进工作预计在2010年左右实现。
那时液化天然气储配站将作为备用气源站不仅可作调峰使用, 其储存的洁净度极高的液化天然气还可作为市场拓展产品, 向周边地区运输供给, 以得到更广阔的应用。
2.2 设计变更
实现产品向周边扩展, 首先要将液化天然气充装入能储存低温液体的槽车内, 运输至周边贸易。而场站的原设计中并没有此项功能。工艺条件是否满足需求, 配套设备是否满足需求;场地条件是否满足需求等都成为制约储配站功能扩展的因素。
通过研究设计规范我发现, 槽车的充装原理与储罐充装原理相似。在相同的工作压力、工作温度等条件工艺条件下, 不需要增加其它设备, 只需要在卸车工艺区增加一个能连接槽车接口的充装管路, 利用0.4MPa的系统工作压力, 就可以充装槽车。
为了实现充装槽车的功能, 在尊重原设计的基础上, 即要满足安全要求, 又要考虑投资成本。我考虑不再增加新管路, 而是在原卸车主管道上增加并联旁通管路, 在两条管路上分别增加一个低温止回阀 (单向阀) 和一个低温截止阀 (见卸车增压器主管道技术改造示意图) 。
工艺描述如下:卸车时, 低温截止阀关闭, 实现卸车功能, 并保证低温液体无法倒流, 确保安全生产。
充装槽车时, 打开低温截止阀, 通过升高储罐压力, 将低温液体反向充装入槽车内部。
2.3 变更结果
此项工艺变动在全国同行业属独创技术, 使秦皇岛市燃气总公司的液化天然气储配站功能实现结构化转变, 不仅成为华北地区规模最大的储配站之一, 也成为了华北地区最大的中转站。截止到目前, 我公司的液化天然气经营可以辐射到河北省内及辽宁、山东、山西、河南等其它各地。
1.勿启动后立即行驶 (或作业) 。
柴油机发动后, 特别是在冬季, 应让其怠速运转一段时间, 以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。所以刚启动后千万不能猛轰油门, 以防损坏增压器油封。
2.勿运行中立即熄火。