[科普中國]-增壓度

背景

由于采用增壓技術后，內燃機的輸出功率得到很大程度的提高，增壓度成為衡量增壓技術對內燃機動力性提高的重要指標之一。內燃機增壓技術萌生于十九世紀末，在二十世紀初得到初步應用和發(fā)展。隨著材料科學以及制造技術的進步，柴油機的渦輪增壓技術在二十世紀中葉開始大規(guī)模應用，并逐步推廣到汽油機。絕大部分的大功率柴油機、半數(shù)以上的車用柴油機以及相當比例的高性能汽油機均采用了增壓技術。一般而言，增壓后的功率可比原機提高40%-60%甚至更多，發(fā)動機的平均有效壓力最高可達到3MPa。1

計算公式增壓度的定義是采用增壓技術的發(fā)動機，其增壓后的功率與增壓前的功率之比,，用φ表示。廣泛被大家接受的表述方式有兩種：

一種是發(fā)動機增壓后的功率與原機功率之比，用公式表述為： 。

其中， 表示增壓后的內燃機功率， 表示增壓前的內燃機功率； 表示增壓后空氣密度， 表示增壓前空氣密度。

另一種表述是發(fā)動機增壓后增加的功率與增壓前的功率之比，用公式表達為：

增壓度 。

增壓系統(tǒng)分類根據(jù)增壓比的大小，增壓系統(tǒng)又可分為低增壓系統(tǒng)、中增壓系統(tǒng)、高增壓系統(tǒng)和超高增壓系統(tǒng)4類。

低增壓系統(tǒng)：ηk3.5，Pk>0.35MPa，超高增壓柴油機。

大型船用柴油機的Pk一般為0.3MPa左右。

壓縮比與增壓度一臺發(fā)動機壓縮比的高低是判斷其性能高低的一個重要標準。發(fā)動機壓縮比越高，汽油與空氣的混合越充分，能夠發(fā)出的功率也就越高，因此許多廠家也都想把自身發(fā)動機的壓縮比提高。

增壓技術的效果與提高發(fā)動機自身壓縮比的效果有著異曲同工之妙。兩者都是通過在壓縮行程時提高空氣與汽油的混合程度，從而提高發(fā)動機性能，換句話說，增壓就是一種變相提高發(fā)動機壓縮比的方法。當然單單通過提高發(fā)動機壓縮比帶來的性能是不能夠跟增壓相提并論的，因為通過增壓方式提高發(fā)動機的壓縮比，汽缸內部的壓力會更大，產(chǎn)生的扭矩也因此更大。正因為增壓方式的使用是一種變相提高了發(fā)動機壓縮比的方式，所以當發(fā)動機運用了增壓技術時，發(fā)動機自身的壓縮比也就不能夠設定得太高，因為一旦發(fā)動機帶動增壓系統(tǒng)運作后，發(fā)動機的壓縮比會在自身的基礎上大幅增大，因此不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)今無論是機械增壓還是渦輪增壓的發(fā)動機，在自身發(fā)動機壓縮比的設定上都會比同排量自然吸氣發(fā)動機的壓縮比低，避免因增壓方式的使用而導致發(fā)動機壓縮比提高所帶來的一系列問題。傳統(tǒng)增壓發(fā)動機，無論是機械增壓還是渦輪增壓，在壓縮比的設定上一般都在8.0-9.5之間。 2

應用增壓度與增壓比等指標共同作為衡量增壓內燃機增壓程度的指標。增壓比是壓縮機壓縮后與壓縮前的壓力之比。由于對增壓度的定義缺少統(tǒng)一的標準，很多人對增壓度的理解有不同之處，因此，增壓度的應用還不是很廣泛，人們更多地習慣于用增壓比來表示增壓發(fā)動機的增壓程度。3