汽車(chē)電動(dòng)壓氣機(jī)性能試驗(yàn)研究

田 芳，安永東

(黑龍江工程學(xué)院 汽車(chē)與交通工程學(xué)院，哈爾濱 150050)

隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的油耗和排放法規(guī)要求日益嚴(yán)格，電動(dòng)汽車(chē)得到了迅速發(fā)展，但由于目前電池技術(shù)發(fā)展的制約，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍將占有較高的比例。

目前，傳統(tǒng)汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家推出的采用增壓器的車(chē)型越來(lái)越多，所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)也向小型化發(fā)展[1]，小型化發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度更大，一定程度上降低了節(jié)流損失，從而降低泵氣損失，有利于降低燃油消耗率[2]。小型發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率不斷提高，推動(dòng)了兩級(jí)和多級(jí)渦輪增壓技術(shù)的迅速發(fā)展[3-4]，但相應(yīng)地增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，導(dǎo)致成本大幅增加，同時(shí)，采用多級(jí)增壓技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)態(tài)加速響應(yīng)特性不如傳統(tǒng)的自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，近年來(lái)電動(dòng)增壓作為一種新型技術(shù)逐漸進(jìn)入人們的視野[5-6]。電動(dòng)壓氣機(jī)作為電輔助增壓系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部件，其性能直接決定了增壓系統(tǒng)的優(yōu)劣[7]。同時(shí)，電動(dòng)機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化使得電動(dòng)增壓系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛[8]。

小排量汽油車(chē)主要通過(guò)減小發(fā)動(dòng)機(jī)排量的措施來(lái)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，排量下降后，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能大大降低，在爬坡或加速時(shí)，經(jīng)常表現(xiàn)為動(dòng)力不足[9]，即使配備了渦輪增壓系統(tǒng)，但渦輪增壓的滯后作用對(duì)小排量發(fā)動(dòng)機(jī)影響非常大，易使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出與車(chē)輛行駛負(fù)載不匹配[10]。同時(shí)，低轉(zhuǎn)速工況下的渦輪增壓器增壓遲滯，往往需要駕駛員降低檔位并提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)獲得更好的駕駛體驗(yàn)，導(dǎo)致實(shí)際油耗增加[11]。電動(dòng)壓氣機(jī)在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用可以提升低速扭矩，提高瞬間加速響應(yīng)，有效提升汽車(chē)動(dòng)能[12]。

謝文尚等[9]對(duì)小排量汽油機(jī)匹配電動(dòng)增壓器系統(tǒng)進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，結(jié)果表明：采用電動(dòng)增壓器后，汽油機(jī)動(dòng)力性顯著提高，其中，最大扭矩提高了15%，最低燃油消耗率降低了2%。張衛(wèi)波等[13]設(shè)計(jì)了一套電動(dòng)增壓系統(tǒng)并進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明可以提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)6.7%的輸出扭矩，降低14.3%的燃油消耗量。許為亮等[14]針對(duì)汽油機(jī)通過(guò)聯(lián)合仿真驗(yàn)證了電動(dòng)增壓器對(duì)提升發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)性能的有效性。楊南杰[15]基于增壓柴油機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行了電動(dòng)增壓試驗(yàn)，結(jié)果表明發(fā)動(dòng)機(jī)低速工況性能明顯提升，動(dòng)力性最大提高4.9%，燃油消耗率降低了4.4%。馮浩等[2]開(kāi)展了電子增壓器對(duì)增壓米勒循環(huán)汽油機(jī)性能影響的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明電子增壓器的應(yīng)用提高了發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速大負(fù)荷EGR引入能力，大幅降低燃油消耗率。刁一峰等[12]應(yīng)用電子增壓器在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行性能研究，結(jié)果表明電子增壓器有效提升了發(fā)動(dòng)機(jī)低速扭矩，但在中高轉(zhuǎn)速區(qū)域?qū)τ谔嵘l(fā)動(dòng)機(jī)性能并沒(méi)有明顯效果。黃英銘等[16]通過(guò)軟件仿真和臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證了復(fù)合增壓系統(tǒng)能顯著地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的低速扭矩、瞬態(tài)響應(yīng)和最大功率。

目前，對(duì)于電動(dòng)壓氣機(jī)的研究大多集中于理論和仿真，相關(guān)試驗(yàn)研究也多集中在柴油機(jī)和復(fù)合增壓技術(shù)等方面。在借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，文中開(kāi)展了電動(dòng)壓氣機(jī)對(duì)自然吸氣汽油機(jī)中低速性能影響的研究，進(jìn)行了相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，分析了電動(dòng)壓氣機(jī)對(duì)汽油機(jī)輸出扭矩、功率與油耗率等方面的影響。

1 試驗(yàn)設(shè)備與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

臺(tái)架試驗(yàn)采用的發(fā)動(dòng)機(jī)為哈爾濱東安汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司生產(chǎn)的4G15，該發(fā)動(dòng)機(jī)為自然吸氣式電子燃油噴射汽油機(jī)，其具體參數(shù)如表1所示。

表1 試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)特征參數(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)采用湖南湘儀動(dòng)力測(cè)試儀器有限公司的FC2000 發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)和GW160電渦流測(cè)功機(jī)，此外，還使用了元征X431故障診斷儀、電動(dòng)壓氣機(jī)試驗(yàn)裝置等設(shè)備。

1.2 試驗(yàn)方案

目前電子增壓器的控制參數(shù)有 3 種：增壓壓力、噴嘴開(kāi)度位置以及增壓器轉(zhuǎn)速[17]。試驗(yàn)所采用的電動(dòng)壓氣機(jī)為單獨(dú)改裝，受改裝電動(dòng)壓氣機(jī)葉輪承壓能力的限制，其最高試驗(yàn)轉(zhuǎn)速不超過(guò)15 000 r·min-1，為了更好地了解壓氣機(jī)的性能，試驗(yàn)選取的控制參數(shù)為增壓器轉(zhuǎn)速，即壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速。設(shè)定壓氣機(jī)初始轉(zhuǎn)速為5 000 r·min-1，轉(zhuǎn)速變化梯度為3 000 r·min-1，則壓氣機(jī)試驗(yàn)轉(zhuǎn)速序列為5 000 r·min-1、8 000 r·min-1、11 000 r·min-1和14 000 r·min-1。

因電動(dòng)壓氣機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速段的性能提升效果明顯[18]，試驗(yàn)所用電動(dòng)壓氣機(jī)能力轉(zhuǎn)速有限，試驗(yàn)中發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍設(shè)為1 000～4 000 r·min-1，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化梯度為500 r·min-1。本研究擬定節(jié)氣門(mén)變化梯度為25%，試驗(yàn)中節(jié)氣門(mén)開(kāi)度值分別為25%、50%、75%和100%。

1.3 試驗(yàn)環(huán)境

試驗(yàn)時(shí)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度為15～17 ℃，相對(duì)濕度21%～23%，大氣壓力95～96 kPa。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 動(dòng)力性試驗(yàn)結(jié)果與分析

圖1～4為不同節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的轉(zhuǎn)速-扭矩/功率曲線(xiàn)，其中,實(shí)線(xiàn)為扭矩曲線(xiàn)，虛線(xiàn)為功率曲線(xiàn)。

從圖1可以看出，在節(jié)氣門(mén)開(kāi)度為25%時(shí)，自然吸氣狀態(tài)的扭矩和功率比壓氣機(jī)參與工作時(shí)還要高一點(diǎn)。尤其是壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速為5 000 r·min-1、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3 500 r·min-1時(shí)，相對(duì)自然吸氣狀態(tài)，進(jìn)氣壓力降低了3.0%，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，扭矩和功率反而比自然吸氣狀態(tài)時(shí)下降更多，最高下降了61.4%。在壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速11 000 r·min-1、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3 500 r·min-1時(shí)，扭矩和功率增幅最大，增加了17.1%，雖然增幅較大，但此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩較小，只有8.2 N·m，功率也只有3 kW。

圖1 25%節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的轉(zhuǎn)速-扭矩/功率曲線(xiàn)

導(dǎo)致上面結(jié)果主要是因?yàn)?5%的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度相對(duì)過(guò)小，節(jié)氣門(mén)對(duì)氣流的過(guò)度限制大幅度減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，同時(shí)導(dǎo)致壓氣機(jī)即使在較高轉(zhuǎn)速下增壓效果也并不明顯。產(chǎn)生扭矩和功率的損失是因?yàn)閴簹鈾C(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)較低，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常吸氣起到了阻滯作用，導(dǎo)致吸入的空氣量比自然吸氣狀態(tài)時(shí)要少，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)在較高轉(zhuǎn)速狀態(tài)條件下，壓氣機(jī)的氣流阻滯作用非常明顯，導(dǎo)致功率和扭矩大幅度下降，該發(fā)動(dòng)機(jī)工況對(duì)于車(chē)輛運(yùn)行的實(shí)際意義不大。

從圖2可以看出，當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度為50%時(shí)，在不同的壓氣機(jī)試驗(yàn)轉(zhuǎn)速條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率都得到了提升，并且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，提升的幅度也不斷加大。其中，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速為14 000 r·min-1、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1時(shí)，扭矩和功率較自然吸氣狀態(tài)時(shí)提高了9.7%，其中，扭矩增加了7.6 N·m，功率增加了0.8 kW；同壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在4 000 r·min-1時(shí)，扭矩和功率較自然吸氣狀態(tài)時(shí)提高了8.8%，其中，扭矩增加了7.5 N·m，功率增加了3.1 kW。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2 000 r·min-1左右、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速為14 000 r·min-1時(shí)，扭矩增量顯著，并隨著轉(zhuǎn)速的不斷增加，基本保持了這一增量。本組試驗(yàn)中，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速為14 000 r·min-1工況下的扭矩/功率平均增幅達(dá)到了7.0%，說(shuō)明壓氣機(jī)在50%節(jié)氣門(mén)開(kāi)度條件下的增壓效果顯著。

圖2 50%節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的轉(zhuǎn)速-扭矩/功率曲線(xiàn)

從圖3可以看出，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度為75%時(shí)，在不同的壓氣機(jī)試驗(yàn)轉(zhuǎn)速條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率基本都得到了提升，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速14 000 r·min-1時(shí)，各發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下扭矩和功率的平均增幅為4.0%，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1 000 r·min-1時(shí)，扭矩和功率提升最大，達(dá)到了8.0%，其中，扭矩增加了6.7 N·m，功率增加了0.7 kW。從曲線(xiàn)中看出，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于2 800 r·min-1、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速為5 000 r·min-1時(shí)的輸出扭矩小于自然吸氣狀態(tài)，說(shuō)明該工況下的進(jìn)氣受到了壓氣機(jī)的阻滯，導(dǎo)致進(jìn)氣量減少。

圖3 75%節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的轉(zhuǎn)速-扭矩/功率曲線(xiàn)

圖4為節(jié)氣門(mén)開(kāi)度為100%時(shí)的特性曲線(xiàn)， 在不同的壓氣機(jī)試驗(yàn)轉(zhuǎn)速條件下，除了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3 000 r·min-1點(diǎn)外，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率基本都得到了提升，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r·min-1時(shí)，扭矩和功率的增幅最大，達(dá)到12.8%，其中,扭矩增加了13.1 N·m，功率增加了2.7 kW。從圖中可以看出，壓氣機(jī)參與工作后的扭矩曲線(xiàn)變化較大，尤其發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在區(qū)間1 500～2 800 r·min-1時(shí)，輸出扭矩增幅明顯，轉(zhuǎn)速大于2 800 r·min-1時(shí)，增幅不明顯，但局部峰值有明顯后移趨勢(shì)。出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)全開(kāi)，沒(méi)有了節(jié)氣門(mén)的阻力，釋放了發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力，在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速段，壓氣機(jī)的效能得以充分發(fā)揮，進(jìn)氣量增加較大，從而大幅度提高了輸出扭矩，而在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速段，發(fā)動(dòng)機(jī)需要更多的進(jìn)氣量，壓氣機(jī)后備能力減弱，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩能力受到影響，峰值有所下降。

圖4 100%節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的轉(zhuǎn)速-扭矩/功率曲線(xiàn)

通過(guò)以上的試驗(yàn)曲線(xiàn)分析可知，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣進(jìn)行增壓，并不能提高發(fā)動(dòng)機(jī)所有工況條件下的輸出扭矩和功率，如果節(jié)氣門(mén)開(kāi)度較小(如本試驗(yàn)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度25%以下)，壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)速又偏低，進(jìn)氣壓力低于相同節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速條件下自然吸氣時(shí)的進(jìn)氣壓力，則會(huì)導(dǎo)致扭矩和功率的損失。在節(jié)氣門(mén)開(kāi)度50%以上時(shí)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩會(huì)出現(xiàn)兩次比較明顯的波動(dòng)，這種波動(dòng)是該發(fā)動(dòng)機(jī)的正常扭矩輸出特性。

動(dòng)力性能試驗(yàn)中扭矩和功率增幅最大值為17.1%(節(jié)氣門(mén)開(kāi)度25%，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速11 000 r·min-1，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3 500 r·min-1)，此時(shí)的功率值為3 kW；增量最大值為13.1 N·m(節(jié)氣門(mén)開(kāi)度100%，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速14 000 r·min-1，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2 000 r·min-1)。該結(jié)果表明，壓氣機(jī)進(jìn)氣增壓對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能改善比較明顯，尤其是節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中速段扭矩輸出影響較大。

2.2 經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)結(jié)果與分析

圖5～8為不同節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的轉(zhuǎn)速-油耗率/進(jìn)氣壓力曲線(xiàn)，其中,實(shí)線(xiàn)為油耗率曲線(xiàn)，虛線(xiàn)為進(jìn)氣壓力曲線(xiàn)。

在節(jié)氣門(mén)開(kāi)度為25%時(shí)，如圖5所示，在壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速為5 000 r·min-1、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3 500 r·min-1時(shí)，油耗率急劇增加，增幅達(dá)到157.7%，但油耗卻減少0.02 kg·h-1。這主要是因?yàn)楣?jié)氣門(mén)開(kāi)度比較小，為了達(dá)到較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，測(cè)功機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下降較大，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大幅度下降，而ECU控制下的噴油量變化不大導(dǎo)致。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速為11 000 r·min-1時(shí)，油耗率降幅最大，達(dá)到10.4%，油耗增加了0.12 kg·h-1。壓氣機(jī)在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速下對(duì)油耗率的影響有增有減，沒(méi)有體現(xiàn)出比較一致的規(guī)律性。

圖5 25%節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的轉(zhuǎn)速-油耗率/進(jìn)氣壓力曲線(xiàn)

如圖6所示，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度為50%時(shí)，相對(duì)自然吸氣狀態(tài)，在各個(gè)壓氣機(jī)測(cè)試轉(zhuǎn)速下，進(jìn)氣壓力基本都得到了提高，最高增幅為3.73%(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3 500 r·min-1、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速14 000 r·min-1)。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速14 000 r·min-1時(shí)，油耗率降幅最大，達(dá)到10.3%，油耗量減少了0.07 kg·h-1。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r·min-1和2 500 r·min-1時(shí)，各個(gè)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速下的油耗率都有所增加，而在發(fā)動(dòng)機(jī)的其他轉(zhuǎn)速下，油耗率基本呈下降狀態(tài)。

圖6 50%節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的轉(zhuǎn)速-油耗率/進(jìn)氣壓力曲線(xiàn)

圖7為節(jié)氣門(mén)開(kāi)度為75%時(shí)的轉(zhuǎn)速-油耗率/進(jìn)氣壓力曲線(xiàn)，各壓氣機(jī)測(cè)試轉(zhuǎn)速下的油耗率相比自然吸氣狀態(tài)時(shí)的油耗率基本都有所增加，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2 500 r·min-1、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速8 000 r·min-1時(shí)油耗率增幅最大，達(dá)到9.8%，油耗率增量為26.8 g·(kW·h)-1，油耗量增加了0.9 kg·h-1。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速5 000 r·min-1時(shí)，油耗率降幅最大，達(dá)到3.0%，油耗率降低了10.2 g·(kW·h)-1，油耗量基本無(wú)變化。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速14 000 r·min-1時(shí)，進(jìn)氣壓力增幅最大，增幅為3.6%。

圖7 75%節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的轉(zhuǎn)速-油耗率/進(jìn)氣壓力曲線(xiàn)

從圖8可以看出，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速8 000 r·min-1、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3 000 r·min-1時(shí)，油耗率增幅最大，為9.4%，此時(shí)的扭矩和功率均下降了1.9%；壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速14 000 r·min-1、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2 000 r·min-1時(shí)，油耗率降幅最大，為8.5%，降低了25.0 g·(kW·h)-1，油耗量增加了0.2 kg·h-1，此時(shí)的進(jìn)氣壓力增幅也最大，為5.1%,增加了5 kPa，扭矩和功率增幅達(dá)到了本組試驗(yàn)的最大值12.8%(其中扭矩增加了13.1 N·m，功率增加了2.7 kW)。

圖8 100%節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的轉(zhuǎn)速-油耗率/進(jìn)氣壓力曲線(xiàn)

通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速-油耗率/進(jìn)氣壓力曲線(xiàn)的分析，壓氣機(jī)的節(jié)能效果在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速條件下是不同的。在較高壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)的油耗率降幅相對(duì)較大。這主要是因?yàn)閴簹鈾C(jī)的介入增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，使燃油效率得到較大的提高所致。同時(shí)，在節(jié)氣門(mén)開(kāi)度超過(guò)50%的所有試驗(yàn)中，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度100%、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速14 000 r·min-1、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2 000 r·min-1時(shí)，扭矩、油耗率降幅以及進(jìn)氣壓力增幅均達(dá)到本組試驗(yàn)的最大值。說(shuō)明壓氣機(jī)的高轉(zhuǎn)速所帶來(lái)的性能提升并不隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加，而是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中等轉(zhuǎn)速工況的效果更突出。

3 結(jié) 論

文中通過(guò)電動(dòng)壓氣機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，得到了不同壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：

1)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣進(jìn)行增壓，并不能提高發(fā)動(dòng)機(jī)所有工況條件下的輸出扭矩和功率，如果節(jié)氣門(mén)開(kāi)度較小(節(jié)氣門(mén)開(kāi)度25%)，同時(shí)壓氣機(jī)又在較低的轉(zhuǎn)速下工作，則可能會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在某些轉(zhuǎn)速段的進(jìn)氣產(chǎn)生阻滯作用，降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和功率。對(duì)于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大于等于50%的工況，進(jìn)氣增壓基本都能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率輸出。

2)在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速條件下，壓氣機(jī)的節(jié)能效果不同。在較高的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速(壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速11 000～14 000 r·min-1)和發(fā)動(dòng)機(jī)中等轉(zhuǎn)速(2 000 r·min-1左右)時(shí)的油耗率降幅相對(duì)較大。同時(shí)，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度對(duì)壓氣機(jī)節(jié)能效果也有較大影響，在節(jié)氣門(mén)全開(kāi)、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速最大、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在中等轉(zhuǎn)速2 000 r·min-1左右時(shí)，油耗率降幅最大。