車用汽油發動機現狀,渦輪增壓控制技術很關鍵,可以提升動力

現在,發動機進氣增壓技術可以有效地提高發動 機的進氣密度,以較小的發動機排量獲得較大的扭 矩和功率,同時還可以有效改善發動機排放性能,常見的增壓系統有機械增壓、壓力波增壓、廢氣渦輪增壓、複合增壓和電輔助增壓,相比於機械增壓、壓力波增壓和複合增壓系統,廢氣渦輪增壓具 有不消耗發動機機械輸出功率、體積較小、結構相對簡單等優點,在目前的車用增壓器中佔據了主導地位。

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儘管從原理上講,汽油機的渦輪增壓與柴油機 相比並沒有本質的區別,但是對於汽油機而言,由 於增壓後氣缸內的壓力和温度的上升,容易引起爆震,同時由於汽油機過量空氣係數較小,燃燒温度 較高,膨脹比小,廢氣温度也比柴油機高200。C~ 3000C,這導致了汽油發動機熱負荷的增力,此外,汽油機轉速運行範圍較柴油機寬,進氣流量變化範圍大,可能出現低速時增壓壓力不足、高速時增壓壓力過高的情況,因此,增壓壓力控制對於 汽油發動機性能有着非常重要的影響。

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增壓壓力電子控制一般是通過調節旁通閥開度 或可變噴嘴渦輪(variable nozzle turbocharger,VNT) 的噴嘴環開度實現的,由於通過調節旁通閥開度 是以放走一部分廢氣為代價來調節壓縮機轉速的, 浪費了一部分廢氣能量,因而效率較低,限制了渦輪增壓系統性能的進一步提升,可變噴嘴渦輪增壓 系統是通過電液控制結構調節渦輪噴嘴環葉片的開 度來調節渦輪轉速進而實現增壓壓力的精確控制的。

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在發動機低速時,通過減小渦輪噴嘴環葉片開度使增壓壓力提高以改善發動機的低速特性;發動 機高速時,增大葉片開度,使增壓壓力不至於過高,可變噴嘴渦輪增壓系統還可以擴大發動機低油耗運行區域,改善發動機的瞬態響應特性。

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因此,可變 噴嘴渦輪增壓器是一種較為理想的增壓方案.目前 關於如何根據發動機實時運行工況對增壓壓力進行 快速、精準控制是可變噴嘴渦輪增壓器電子控制系 統的研究熱點.王恩華等採用數字PID控制方法,通過控制步進電機的步數實現對噴嘴開度的調節,通過發動穩態實驗驗證了可變噴嘴渦輪增壓器對發動 機性能的改善效果。

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日本的Nissan公司與美國的 Allied Signal,Garret公司共同開發了一種可變噴嘴 渦輪增壓系統,該系統採用以電動真空泵為動力源 的膜片式負壓執行器,控制器通過調整真空泵壓力 控制閥的開啓和關閉時間比來調整負壓的大小,實現對渦輪噴嘴環葉片開度的連續調節.控制器採用 PI控制對增壓壓力進行閉環控制,同時為了提高非 穩態工況下系統的穩定性和平滑性,又增加了前饋控制作為PI控制器的補充。

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所以好的渦輪增壓控制技術很關鍵,可以提升動力,大家是怎麼看待的呢

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