增压中冷技术


柴油机轿车在欧洲比较普遍。经过多年的研究和应用,现代汽车柴油机通过采用电控喷射、共轨、增压中冷等技术手段,在重量、噪音、烟度等方面已取得重大成果,达到了汽油机的水平。“涡轮增压器”和“柴油机新技术”两文已经分别介绍了柴油机的涡轮增压器、电控喷射和共轨技术,这里再介绍柴油机的增压中冷的知识。

增压可使柴油机在排量不变,重量增加不大的情况下达到增加输出功率的目的。与相同功率的非增压柴油机相比,增压柴油机不仅体积小,重量轻,功率大,而且还降低了单位功率的成本。因此,增压技术不仅广泛应用在柴油机上,而且还推广到汽油机,是改善内燃发动机的重要技术手段。但是事物总有矛盾性,空气压力的提高就是空气密度的提高,空气密度的提高必然会使空气温度也同时增高,这如同给轮胎打气时泵会发热一样。发动机涡轮增压器的出风口温度也会随着压力增大而升高,温度提高反过来会限制空气密度的提高,要进一步提高空气密度就要降低增压空气的温度。据实验显示,在相同的空燃比条件下,增压空气温度每下降10摄氏度,柴油机功率能提高3%-5%,还能降低排放中的氮氧化合物(NOx),改善发动机的低速性能。因此,也就产生了中间冷却技术。

柴油机中间冷却技术的类型分两种,一种是利用柴油机的循环冷却水对中冷器进行冷却,另一种是利用散热器冷却,也就是用外界空气冷却。当利用冷却水冷却时,需要添置一个独立循环水的辅助系统才能达到较好的冷却效果,这种方式成本较高而且机构复杂。因此,汽车柴油机大都采用空气冷却式中冷器。

空气冷却式中冷器利用管道将压缩空气通到一个散热器中,利用风扇提供的冷却空气强行冷却。空气冷却式中冷器可以安装在发动机水箱的前面、旁边或者另外安装在一个独立的位置上,它的波形铝制散热片和管道与发动机水箱结构相似,热传导效率高,可将增压空气的温度冷却到50至60摄氏度。

中间冷却技术不是一项简单的技术,过热无效果白费工夫,过冷在进气管中形成冷凝水会弄巧成拙。因此要将中冷器和涡轮增压器进行精确的匹配,使得压缩空气达到要求的冷却温度。(2001.5.26)

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