机械增压器由曲轴通过传动带驱动,利用内部的压气机压缩空气后输送到发动机进气歧管,而涡轮增压器依靠发动机的排气驱动,依靠涡轮带动泵轮运转,对发动机进气进行压缩。机械增压器输送的空气量取决于发动机的转速,一般可以提升约20%的发动机动力。 根据压气机工作原理的不同,机械增压器可分为离心式、罗茨式、螺旋式、滑片式和转子活塞式等类型。目前汽车发动机上常用的增压器类型主要是离心式和罗茨式,其中罗茨式的应用最为广泛。 1.离心式增压器离心式增压器依靠叶轮进行工作,原理类似于鼓风机,如图19-1所示。它的好处是转速极高,一般可以达到5万~6万转,从外观上看,很像现在常见的涡轮增压器,不过它的弊端还是很明显的,由于靠叶轮转动产生的离心力来传动,所以空气向外扩散的时候,会形成乱流,从而影响到叶轮的工作效率。另外叶轮转动时产生的噪声也是其缺点之一。
2.罗茨式增压器罗茨式增压器应用较为广泛。罗茨式增压器的压气机采用容积泵转子结构设计,如图19-2所示,其重量大,噪声高,一般多用在大型柴油机上。目前应用在汽车发动机上的罗茨式机械增压器是一种双螺杆结构增压器(图19-3)。双螺杆增压器以其较小的体积、较低的噪声、良好的密封性、可靠的气体压缩等优势得到应用及推广。通用汽车公司的凯迪拉克STS轿车发动机上采用了双增压装置,其中之一就是罗茨式双螺杆结构机械增压器。本单元机械增压器部分内容仅以罗茨式双螺杆结构机械增压器为例进行讲解。
机械增压器结构:
通用凯迪拉克STS轿车采用罗茨式双螺杆结构机械增压器。如图19-4所示,其结构主要由两个带有螺旋齿形叶片的螺杆式转子、主动齿轮、从动齿轮、进气旁通执行器及电磁阀等部件组成。两个螺杆的螺旋齿形叶片的渐开线为60°,并相互啮合。两个螺杆的前端分别装配主动齿轮和从动齿轮。主动齿轮与增压器驱动轮同轴相连并与从动齿轮相互啮合。增压器驱动轮与曲轴驱动轮通过传动带相连。
机械增压器工作原理：
当发动机工作时,曲轴旋转,并通过传动带驱动增压器带轮运转,主动齿轮也会随之转动,同时带动从动齿轮一起旋转,增压器开始工作。机械增压器工作原理如图19-5所示。
1.发动机低速运转时在传动带及齿轮的传动下,增压器内部两个螺杆式转子的叶片在旋转时将空气从进气口吸入并碾压,被压缩后的高压空气从出气口进入进气歧管。此时,旁通阀门是关闭的。机械增压器在发动机低速运转时就开始增压,提高了发动机低速时的扭矩。
2.发动机高速运转时此时进气量的需求增加,气门开闭的频率很高,气流运动速度很快。如果增压器继续工作,增压器反而会造成进气受阻,所以应停止增压器的工作。发动机ECM通过相关传感器如发动机曲轴位置传感器、冷却液温度传感器、空气流量传感器、进气增压压力传感器等)提供的信息计算是否需要停止增压器的工作。如果需要,ECM则向真空电磁阀发送指令,打开通向旁通阀执行器膜盒的真空管路,真空负压施加在执行器膜片上方,在真空负压和弹簧力的作用下,旁通阀开启,大部分空气不再经过增压器而直接通过旁通阀门进入进气歧管。
3.车辆挂入倒挡或减速时当车辆挂入倒挡或减速时,发动机不需要增压器工作。
机械增压器维修使用机械增压器的车辆必须使用符合规定的机油,并按照厂商推荐的维护规定定期检查和更换发动机机油,同时也要定期检查增压器的驱动带是否损坏,或检查是否出现异响,通常情况下,一旦机械增压器岀现故障,不可以进行维修,直接更换总成。
