文档视界 最新最全的文档下载
当前位置:文档视界 › 涡轮增压技术及算法详解

涡轮增压技术及算法详解

涡轮增压技术及算法详解
涡轮增压技术及算法详解

涡轮增压技术103

这篇文章涉及较多的涡轮技术,包括描述压缩机的部分特性曲线图、计算发动机的增压比和空气质量流量,怎样在特性曲线图上绘制点来帮助你选择合适的涡轮增压器。把你的计算器放在手边吧。

一压缩机部分特性曲线图

[1]压缩机特性曲线图是详细描述压缩机压缩效率、空气质量流量范围、增

压性能和涡轮转速等性能特性的一种图表。下面展示的是一幅典型的压

气机特性曲线图:

[2]增压比

增压比()被定义为出口处绝对压力除以进口处绝对压力

注:=增压比、P2c=压气机出口绝对压力、P1c=压气机入口绝对压力

[3]在压气机入口和出口处使用绝对压力为计量单位非常有必要,一定要记

住绝对压力的基础是14.7磅/平方英寸(在这个单位下“a”代表绝对压力)这被称为标准大气压力和标准情况。

[4]表压即计示压力(在计量单位为磅/平方英寸下“g”代表表压力)测量

的是超过大气压力的大小,所以表压力在大气压力下应该显示为“0”。

增压表测量的岐管压力是相对于大气压力的,这就是表压力。这对于决定压缩机出口处的压力是非常重要的。比如说增压表上读出的12磅/平方英寸意味着进气歧管的压力高于标准大气压力12磅/平方英寸。

即:歧管压力26.7磅/平方英寸=12磅/平方英寸(表压力)+14.7磅/平方英寸(标准大气压力)

[5]这个条件下的增压比就能计算了:

(26.7磅/平方英寸[绝对压力])/14.7磅/平方英寸(标准大气压力)=1.82

[6]然而这是在假定压气机入口处没有空气滤清器影响的情况下

[7]在决定增压比的时候,压气机入口处的绝对压力时常比环境压力小,特

别是在高负荷时。为什么会这样呢?因为任何对空气的阻碍(这其中就包括空滤器管道的限制)都会对进气造成压力损耗,在决定增压比时,压气机上游的损耗都需要被计算。这种压力损耗在某些进气系统上可能达到或超过1磅/平方英寸的表显压力。在这种情况下压气机入口处压力应该如下取值:

压气机入口绝对压力=14.7psia – 1psig = 13.7psia

[8]带入最新的入口处压力进行增压比计算应该是下面这样

(12 psig + 14.7 psia) / 13.7 psia = 1.95.

[9]以上计算方法很好,但是如果你不是在标准大气压下呢?在这种情况下,

在计算工式中简单地用真实的大气压力替代标准大气压力14.7psi能够使计算更精确。在较高的海拔下会对增压比有显著的影响。

比如说:在丹佛5000尺的海拔高度下,大气的平均压力在12.4psia,在这种情况下带入的进气真空度在压缩比计算时:

(12psig + 12.4psia)/(12.4psia – 1psig)=2.14(增压比)

这样的结果和最原始计算的增压比1.82相比有很大的不同。

[10]从以上的例子总可以看出增压比取决于很多参数,不仅仅是增压器。

1.空气质量流量

[1]空气质量流量是在给定的一段时间空气流过压气机(或发动机)的量,

常被表示为lb/min(磅/分钟)。质量流量可以使用物理方法测量。但是许多情况下在选择适当的涡轮过程中估计质量流量就已经足够了。

[2]许多人使用体积流量(表达为:立方英尺/分钟CFM或者ft3/min)代替

质量流量。体积流量可以通过乘以空气密度转换成质量流量。标准大气压下空气密度为0.076 lb/ft3。

[3]质量流量我应该取多少?一般情况下涡轮增压的汽油引擎每1 lb/min质

量流量可以产生9.5-10.5马力(飞轮上测得),所以如果一个引擎想要400马力那就要求空气质量流量为36-44 lb/min,这样的计算只能粗略地帮助你缩小增压器的选择范围。

2.喘振线

[1]喘振线是压气机特性曲线图的左边界,喘振线的左边是流动不稳定的区

域。这一区域内压气机内气体从小波动变化到大波动。如果在这一区域内连续运转会因为涡轮的高轴向负载导致涡轮失效。

[2]根据经验在以下两种情况下涡轮喘振经常发生。第一种也是最严重的一

种就是在负载过轻时的喘振。这种情况下很明确就是涡轮太大。喘振经常发生在增压后节气门快速关闭时。随着节气门快速关闭气体质量流量快速减少,但是节气门仍然高速旋转长生压力,导致喘振发生。这立刻驱使涡轮工作状态远远超出压气机特性曲线图左边的区域立刻导致喘振。

一旦涡轮转速减到足够小减少增压并将工作状态移到稳定工作区域喘振将会减弱。这种情况常用一个泄压阀或者式旁通阀解决。泄压阀的作用是减少进气压力到大气压力以至于缓慢地降低气体质量流量,防止涡轮喘振发生,在使用循环旁通阀的情况下,气流会再循环到涡轮进气口。

[3]一个有旁通道的涡壳(看图2)组成了压气机汽缸的一部分,它的作用

是通过允许气流不通过涡轮叶片直接通过涡轮,把喘振线移到更左边(看图3),防止出现喘振。这增加了额外的可用范围同时允许更大的增压器被使用在对气流有更高要求同时要求增压器不能出现喘振的条件下。涡壳旁通道有一个较小的副作用,那就是降低了压气机效率。

3.阻塞线

阻塞线是压气机特性曲线图的右边界。对于Garrett增压器曲线来说,典型的阻塞线被定义为特性曲线图上效率低于58%的点。除此之外快速下降的增压效率经过这个点,涡轮转速将接近或者超过涡轮的极限转速。如果你确实或者打算让我轮工作超过这个极限转速,建议你还是换个大涡轮吧。

4.涡轮转速线

涡轮转速线是许多固定的转速线。在这些线之间的涡轮转速可以通过插值法计算。随着涡轮转速的升高,增压比和、或气体质量流量增加。根据以上多余阻塞线的描述,涡轮速度线非常靠近特性曲线图的右边缘。一旦压气机的工作超过了阻塞极限,涡轮转速升高非常快,此时涡轮就已经超速了。

5.效能区域

增压效能区域是指特性曲线图上一些代表增压器效率的任意点所形成的同心区域。靠近特性曲线图中心的最小的区域是效率最高的区域。随着转速离开这一区域,增压效率下降直到达到喘振或者阻塞区域。

二计算增压器特性曲线图数据

这一部分将呈现,计算增压压力和气体质量流量的方法来达到所要求的目标马力。这些计算的数据将用来指导你选择合适的压气机和涡轮增压器。在选择过程中有明确的马力目标在心里是很重要的。除此之外增压压力和空气流量的计算也是必要的,把马力作为目标就要求选择适合的喷油器、喷油泵、调整器、以及发动机的其它部件。

1.估算要求的空气流量和增压压力达到既定的马力目标

[1]需要知道的参数:

1)马力目标

2)发动机排量

3)最大转速

4)环境条件(大气压力和温度,大气压力经常给定的数据时汞柱的尺

寸,需要进行换算到psi)

[2]需要估算的值:

1)发动机的体积效率,现在常用的顶置四气门多缸发动机最大体积效

率范围在95%~99%,两气门发动机在85%~95%。如果你有发动机的

扭矩曲线,那么你可以用它计算出发动机不同转速体积效率。在一

个调整好的发动机上,体积效率会随着转矩到达最高点。这个数可

以被用来等比例计算其他转速的体积效率。一个典型的四气门发动

机比两气门发动机有更高的体积效率。

2)进气歧管温度,具有高体积效率的压气机会带来更低的进气歧管温

度。有中冷器的歧管温度一般在华氏100~103度。没有中冷的歧管

能够达到华氏175~300度。

3)单位燃油消耗率(BSFC),描述产生每一马力所需要的燃料流率。对

于涡轮增压汽油机来说燃油消耗率的大体在0.5~0.6之间变动,或者

更高。它的单位是lb/(hp*hr)。燃油消耗率越低则说明产生相应功率

时消耗燃油的速率越小。为了达到上述的最低燃油消耗率,需要选

择好燃油种类和做好积极的匹配调整。在下面的方程式中我们将除

以60将小时化为分钟计算。

4)为了绘制压气机的工况点,首先计算空气流率。

Wa = HP * (A/F) * (BSFC/60)

其中Wa = 实际空气流率(lb/min)

HP = 飞轮端目标马力

A/F = 空燃比

BSFC/60 = 单位燃油消耗率[lb/(hp*hr)]/60

[3]举例

我有一台发动机,我想要它输出400马力我想要选择空燃比为12,燃油消耗率为0.55,把这些参数带进方程式计算

Wa = 400*12 *(0.55/60) = 44.0(lb/min)

这样,我的压气机特性曲线图上就要有泵44磅气体每分钟的能力作为起始点。

注意:我们在这个计算中没有输入任何发动机排量和转速。这就意味着对于任何发动机想要输出400马力那么他就需要44磅每分钟的泵气量(这是在假定任何发动机的燃油消耗率都是0.55的时候得出的)

显然,一个小排量的发动机和大排量发动机相比就需要更多大的增压或者更高的转速。那么究竟需要多高的增压呢?

[4]计算达到目标马力或者进气量需要的歧管压力:

MAPreq = 想要达到目标马力需要的歧管绝对压力

Wa = 实际空气流率

R = 气体常数= 639.6

Tm = 进气温度(F)

VE = 体积效率

N = 发动机转速(RPM)

Vd = 发动机排量(CI)(CI = L * 61.02 )

[5]举例:

继续上面举到的例子,假设一个2.0L的发动机其他参数如下:

Wa=44lb/min(上一例子所得)

Tm =130(F)

VE = 体积效率92% (峰值)

N = 发动机转速7200(RPM)

Vd = 发动机排量122(CI),(CI = L * 61.02 )

=41.1psia(记住,这是绝对压力需要减去大气压力得到表压力)

41.1 psia – 14.7 psia (标准大气压) = 26.4 psig 表压力

[6]作为比较,让我们再计算更大排量的发动机5.0L

Wa=44lb/min(上一例子所得)

Tm =130(F)

VE = 体积效率85% (峰值)(一台带推杆的V8 发动机)

N = 发动机转速6000(RPM)

Vd = 发动机排量4.942*61.2 = 302(CI),(CI = L * 61.02 )

=21.6 psia(表压力为6.9)

这个例子阐明了想要达到400马力,一个更大排量的发动机需要的歧管

压力更低,但是仍然需要44lb/min的泵气量。这对于我们选择增压器有

显著的指导作用。

随着进气流量和歧管压力的计算,我们已经快要准备好在特性曲线图上

绘制点了。下一步就是确定进气歧管和压气机之间有多少压降。最好的

方法就是使用数据采集系统记录压降,但是多数情况下不现实。

根据上面计算空气流量,中冷器特性、管尺寸、转弯的数量、节气门体

的限制等,气管内的压降可以计算出来,在一个设计的很好的进气系统

中,压降可能是1psi或者更少。在某些限制性的设置下,尤其是那些已

经高于气流水平的设置下,压降会达到4psi或者更大。

对于我们的举例,我们假设压降为2psi。所以在确定压气机出口处压力

时,我们需要加上上面计算的2psi压降

P2c = 压气机出口绝对压力(psia)

MAP = 歧管绝对压力(psia)

ΔPloss = 歧管到压气机的压降

对2.0L发动机来说

= 43.1psi

还记得我们在讲解压力比时讨论过的进气压力会因为进气系统形状和

空滤器而降低吗,我们说过典型的压降大概是1psi,所以那将被带入到计算,比如说,假设我们在海平面,那么标准大气压力为14.7psi

那么我们将减去1psi把大气压力换算成压气机入口处的压力。

P1c = 压气机入口处压力

Pamb = 环境压力

ΔPloss = 进气系统压力降低值

P1c = 14.7 – 1 = 13.7 psia

这样一来我们就能计算增压比了

对2.0L发动机来说

= 3.14

[7]到现在为止,我们有足够的信息在压气机特性曲线图上画出这些工况点

了。首先我们来试试GT2860RS这款涡轮,这款涡轮压气机叶片60mm,60°的压气机叶轮。

显而易见这款压气机叶轮太小了,两款发动机的工况点都远远超出了阻塞线。

我们再来试试这款GT3076R发动机,压气机叶轮直径76mm,56°

对于2.0排量的发动机,这是一个比较合适的压气机。它工作的点略微接近压气机特性曲线的阻塞边界,但这可以得到附加的喘振裕度。发动机较低的转速将会处于高效率区同时增压器会较好的输出表现而且响应较快。

对于5.0排量的发动机,这款压气机显然太小了,无需考虑。

既然我们已经找到了可以接受针对2.0发动机的压气机,那么我们计算一个更低转速下压气机工作点在特性曲线上所在的位置,然后看一下发动机的运行曲线图。我们可以根据下面的方程来计算:

我们将会根据经验或者理论推断使发动机工作在最大扭矩点。这种情况下我们首先选择5000rpm。

式中:

Wa=空气流量(磅/每分钟)

MAP=歧管绝对压力=35.1磅/平方英寸

R=气体常数=639.6

Tm=歧管进气温度=130F

VE=充气效率=0.98

N=发动机转速=5000rpm

Vd=发动机排量=122立方英寸

把这个点绘到GT3071R压气机的特性曲线上,如下图。

这个图中几个点可以很好地代表在该增压水平下的压气机运行线,可以看出,非常适合该压气机的特性曲线。当发动机工作在5000转以下时,增压压力较低,增压比也比较低,防止压气机出现喘振。

回到5.0升的发动机上,我,我们来看一下一款更大压气机的特性曲线。这次我们要使用GT3582R这款压气机。

这里我们可以看出,与GT3076R相比,此时的工作点里阻塞线较远,此时

更适合发动机的高速表现。一个更加大一点的叶轮会使压气机有更好的高速表现,但这的代价是降低低速时的表现以及涡轮响应和驾驶乐趣。

希从这篇文章能够学会压气机的特性曲线的意义是什么和怎样选择压气机。正如你看到的,通过一些简单的计算和推断就能给选择压气机提供一个基本方向。如果我们有真实数据来代替推断的话,当然结果也会更加精确。

涡轮增压器

一、历史(简略) 说到涡轮增压器,它已问世了100多年了,可也就是近10年才被人们常常提到。在1905年,sulzer brot hers research and development 公司的alfred buchi博士申请了第一款涡轮增压器的专利——动力驱动的轴向增压器,1911年在瑞士的winterthur增压器厂开工,在1915年制造出了原型航空器发动机增压器,利用发动机废气驱动,主要目的是用来克服高海拔稀薄空气对动力的负面影响。 早在1919年,美国通用电气公司制造的增压器将飞行器升到了一万米高空。当时的人们还没有完全认识到增压器的潜力,直到1938年第一款带增压的卡车发动机面市。 虽然buchi是涡轮增压器之父,可garrett将它广泛推广。到了1961年,小轿车才开始试探性地安装增压器,首先出现在oldsmobile f85上, 并在1962年上市。 使用了增压技术的oldsmobile jetfire3.5升v8发动机达到了215马力,而非增压的最好成绩只有185马力。对于轿车,20世纪70年代是涡轮增压器的一个转折点。 带增压的porsche911于1975年面市。1977年saab 99 又将涡轮增压器技术传播得更广泛,使2升发动机的动力性能与3升发动机基本相同。接着是奔驰300d turbo,它的动力性能给人留下了很深的印象。1978年别克regal和le sabre运动款安装了涡轮增压器。在20世纪最后20年中,带涡轮增压器的车型一款款的出现了。涡轮增压器在赛车中也起着重要的作用,包括wrc、勒芒24小时。 二、发展 涡轮增压器可以产生更大的扭矩来满足开车人的驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了几何可变增压的涡轮增压器(vnt)。在发动机低速时,涡轮增压器减小流道容积,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器流道容积增大,保证增压不会超出需求。 流道容积可用真空管控制,优点是提高了发动机低速时的加速性能。今天的涡轮增压器已经变得部件更少、体积更小、转速更高(高达280000rpm),压缩比已经达到2-2.5∶1(汽油机)和4-6∶1(柴油机)。 涡轮增压器的工作原理虽然简单,但制造工艺要求高,涡轮增压器就是一个气泵,由发动机排出的废气来驱动涡轮增压器一侧的叶轮,当它越转越快时,另一侧的叶轮也在同步加快,增大了进入燃烧室的进气量。就像你所理解的,压缩后的空气会变得很热,所以在进入燃烧室前要进行冷却,就是我们常说的中冷。中冷也帮助降低了燃烧室的温度。 涡轮增压器的原理很简单,但实际上它是很复杂和精密的。不仅需要内部配件的严密配合,涡轮增压器还要和发动机严密匹配,否则就会降低发动机的效率甚至造成损坏。 今天,随着排放标准的越来越严格,汽车制造商不仅要满足环保要求,同时又要满足客户的需求,保证足够的驾驶乐趣。涡轮增压器正好能满足降低排放并提高燃油经济性,同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。 虽然涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性,因为增压会给燃烧室提供更多的空气,使小排量发动机可以榨取更大的功率输出,而且对于汽油机,有涡轮增压器后,co2的排放与相同功率的自然吸气发动机相比要少10-20%。但是,涡轮增压工作的过程需要很多的热量使涡轮排气叶轮进入工作转速,而且涡轮压缩后的空气散热的过程也是在消耗热能。所以,涡轮增压系统的工作过程,也是一个能量浪费的过程。 三、品牌简介 日本:三菱Mitsubishi, 石川岛IHI,日历Hitachi 欧洲:KKK 美国:Honeywell& Garrett, Borg Warner, Holset, Precision, Turbonectics, etc. 中国涡轮市场状况: 1、外国品牌在中国市场开战

发动机涡轮增压器的特点及使用注意事项

发动机涡轮增压器的特点及使用注意事项 汽车发动机涡轮增压器主要由涡轮机罩、压气面罩及增压壳等组成。 废气涡轮增压就是利用柴油机排出的能量来驱动涡轮机,从而带动压气机,来提高进气压力增加充气量。增加发动机的进气压力,主要是靠装在发动机上的一个径流式废气涡轮增压器来实现。当发动机运转时,利用发动机排出的废气流经涡轮机的力量,迫使涡轮机叶轮高速旋转。因涡轮机叶轮与压气机叶轮同在一根轴上,所以在涡轮机叶轮高速旋转的同时,也带动压气机叶轮做相应的调整旋转,从而使通过压气机内的空气速度和压力增加。又因压气机出气口是和发动机进气支管相连接的,所以,这些经过增压后的空气,也就能顺利地进入发动机的燃烧室以供燃油燃烧。 柴油机采用废气涡轮增压不仅可提高功率,还可减少单位功率质量、缩小整机外形尺寸、降低燃油消耗。 1、废气涡轮增压的优点 1.1增压器与发动机只有气体管路连接而无机械传动,因此增压方式结构简单,不需要消耗功率。 1.2在发动机重量及体积增加很少的情况下,发动机结构无需做重大改动,便很容易提高功率20%-50%。 1.3由于废气涡轮增压回收了部分能量,故增压后发动机经济性也有明显提高,再加上相对减小了机械损失和散热损失,提高了发动机的机械效率和热效率,使发动机涡轮增压后燃油溺消耗率可降低5%-10%。 1.4涡轮增压发动机对海拔高度变化有较强的适应能力,因此装有废气涡轮增压的汽车在高原地区具有明显的优势。 2、废气涡轮增压器在使用中应注意一下几点: 2.1增压器的转子轴转速高达80000-100000r/min,若用一般机械中的轴承将无法正常工作。因此,增压器普遍采用全浮动轴承。全浮动轴承与转子轴和壳体轴承之间均有间隙,当转子轴高速旋转时,具有0.25-0.4Mpa压力的润滑油充满这两个间隙,使浮动轴承在内外两层油膜中随转子轴同向旋转,但其转速却比转子轴低得多,从而使轴承相对轴承孔和转子轴的相对线速度大幅度下降。由于有双层油膜,可以双层冷却,并产生双层阻尼。由此可知,浮动轴承具有高速轻载下工作可靠等优点,但同时也发现浮动轴承对润滑油的要求很高。必须注意按规定牌号加注润滑油。 2.2所用润滑油必须清洁,否则将加速轴承磨损,甚至导致增压器及发动机性能恶化。因此,必须严格按照保养规定,定期清洗机油滤清器滤芯。15000km磨合期更换一次机油和滤芯,以后每10000km更换一次机油。 2.3应按保养规定定期清洁空气滤清器,每两年便更换一次空气滤清器滤芯或按行驶里程定期更换。使用中应经常检查进气系统和排气系统的密封性。 2.4为确保浮动轴承的润滑,发动机刚起动时,应怠速运转几分钟(至少30s),因为机油的压力以及机油循环至浮动轴承处需要一定时间,否则浮动轴承的润滑条件得不到保障,加剧轴承磨损,甚至发生卡死故障。停机时也同样如此,逐渐减少负荷,直至怠速运转几分钟后方可停机。 2.5增压器在使用了2000-2500h后,应在发动机不解体的状态下测量转子轴的轴向移动量。测量前应先将进、排气管从增压器上拆下,把千分表触点顶在转子轴上,然后轴向推动叶轮进行测量,移动量应为0.10-0.30mm。若超差则应将增压器拆下检修,或更换增压器。

汽车发动机废气涡轮增压技术的应用与发展

序号(学号):20111570 武汉航海职业技术学院 毕业论文 汽车发动机废弃涡轮增压技术的应用与发展 姓名代文华 专业汽车检测与维修 班级2011 汽检(1)班 指导教师谭雅娟 2011年4 月30 日

汽车发动机废气涡轮增压技术的应用与 发展 《摘要》:针对发动机的废气涡轮增压技术的研究意义及研究现状、存在问题及解决措施进行了论述。废气涡轮增压器这一内燃机制造业百年最杰出的作品之一,近20年在车用发动机上越来越多的被采用,甚至CNG汽车,微型汽车和摩托车上也出现了涡轮增压器。汽车采用增压技术后,动力性,经济性不但得到了显著提高而目…排放性能也有所提高,这对消除油价飞涨满足日益严格的排放法规来说是十分重要的。最后,对废气涡轮增压技术进行了展望。 《关键词》:发动机;废气涡粉增压;热负荷;爆震;匹配 Trend and Research of Turbocharged Technology in Gasoline Engines 《Abstract》; It is introduced the meaning and the situation of exhaust 一gas turbocharged technology in gasoline engine, and then impediment and countermeasures are discussed. In the end,prospect of exhaust一gas turbocharged technology in gasoline engine is made. 《Key words》;gasoline engine;turbocharging;thermal load; deflagration; matching

涡轮增压器专业名词

工具tool tool box工具箱fixing tool固定工具hex.-headed screw六角头螺栓Copper mandrel铜棒box spanner套筒扳手extractor轴承拆卸工具Suspension device悬挂装置extracting bush拆卸衬套centring tube 定位衬套guide piece导块lifting device起吊装置guide tube导向管extension tube接长导管pin圆柱销eye nut吊环螺母C’spanner勾型扳手socket wrench内六角扳手suspension latch悬挂插销holder夹板guide bar导杆extension bar接长杆guide tube导向管thread rod complete螺杆总成thread rod螺杆hex-nut 六角螺母gasket垫片rope制动索lifting beam起吊梁jake千斤顶puller screw止顶螺钉erecting panel装配铭牌tie-bolt拉杆inner blanking cover内封闭盖板distance sleeve定距套circlip挡圈Hex.-nut六角螺母blanking cover CE封闭盖板压端blanking cover TE封闭盖板涡端disk spring/locking washer弹簧垫圈disc spring 弹簧垫圈locking device complete锁紧装置总成locking flange锁紧法兰pull ring拉圈drill bushing衬套socket screw圆柱头内六角螺钉slide T-bar手柄hex.-insert六角扳手locking sleeve complete锁紧套筒总成draw bolt拉紧螺栓mothballing of the turbocharger增压器的封存holding flange CE固定法兰压端tension washer拉伸垫圈name plate CE压端铭牌name plate TE涡端铭牌

涡轮增压技术现状及发张趋势

车用涡轮增压技术现状及发张趋势分析 自涡轮增压技术概念提出至今已有百年时间了,在这百年的时间里,涡轮增压技 术经历了轴流式、径流式、混流式及配置放气阀、电机等自身的不断改进,其在航天、航海及陆地机械上得到了广泛的应用。特别是车辆的广泛应用及当前人们对车辆节能、功率和环保要求的不断提高,为车用涡轮增压技术的应用、发展和进步提供了广阔的空间和需求。 发展背景与环境 随着排放法规的日益严格和能源危机的加剧, 在满足发动机排放要求的前提下 改善发动机燃油经济性显得格外迫切。在近来各厂家采用的发动机新技术中, 增压技术当仁不让的成为了各厂家追逐的对象增压指的是能够将进人发动机气缸 新鲜空气或者混合气的压力、密度提高到高于周围大气压力、密度的方法, 其可以明显地提高发动机的动力性、经济性及排放性, 并且可以降低发动机重量和尺寸( 给定功率下) 。。一般来说, 汽车的最高车速越高, 需要装备的发动机功率就越大, 那么发动机增压的意义也就越大。增压技术对于中高级汽油机轿车来说, 是很有实际的意义。目前, 国外有相当数量的汽油机轿车都采用了增压技术, 而在国产轿车中只有个别车型的汽油机采用增压技术, 但是国内各大汽车主机厂 都在加快汽油机增压技术的开发应用。 近20年,随着涡轮增压技术的普及、深入, 有关涡轮增压方面的新技术、新工艺、新材料、新理念开始不断涌现。可以说,正是由于各种排放、噪声法规的大量出台和人们对涡轮增压技术的更高要求,特别是涡轮增压技术对高原发动机的功率补偿,车用涡轮增压技术迎来了发展的黄金时期。 涡轮增压技术的现状 传统的增压器很难在发动机高低负荷下均与之合理配合,而增压器与发动机的良好匹配是保证燃油消耗率以及排放性能的关键,因而近些年来采用各种设计理念的增压系统已经成功得到应用。 2.1.1 相继增压(STC) 在研制高压比、流量的增压器同时,涡轮增压器的可靠性、寿命也不断提高,其制造工艺也相应的简化。如ABB 采用了一种新的润滑油泵,它能利用离心力的作用分离出润滑油中的杂质,从而提高轴承的寿命。再如三菱的 SUPER MET 涡轮增压器采用新的进气消音器后使压气机效率提高 1.5%~3.5%。相继增压 STC 的基本原理是采用多个小流量的增压器,随着柴油机工况的提升,依次投入运行。它改变了增压系统在低工况时废气能量不足而引起的涡轮转速下降,增压压力不足,从而引起的增压器喘振、柴油机功率下降等问题。在柴油机额定工况下,每台增压器都在高效区运行;而在柴油机部分负荷时,减少投入使用的增压器数量,使得投入运行的增压器运行线仍处在高效区附近,从而改善柴油机的经济性及排放性能。 2.1.2 可变截面涡轮增压 可变截面涡轮增压是柴油机废气通过喷嘴环时,根据涡轮增压柴油机外界负荷的变化来改变喷嘴环叶片的角度,使流入涡轮叶片的气流参数改变,通过涡轮焓降的变化实现涡轮做功的变化,进而让压气机出口的增压压力发生变化,从而使得

废气涡轮增压器工作原理详解

废气涡轮增压器的工作原理 来源:机房360 作者:袁仁光、林由娟更新时间:2010/10/8 16:28:43 废气涡轮增压器由涡轮、中间壳和压气机组成。它的工作原理如图1所示。 图1库气涡轮增压器工作原理示意图 1-排气管2-喷嘴环3-涡轮4-涡轮壳5-轴6-轴承7-扩压气8-压气机叶轮9-环形压气机壳10-进气管 柴油机排出的具有800~1000K高温和一定压力的废气经排气管1进入涡轮壳4里的喷嘴环2。由于喷嘴环通过的面积是逐渐收缩的,因而废气的压力和温度下降,速度提高,使它的动能增加。这股高速废气流,按定的方向冲击涡轮,使涡轮高速运转。废气的压力、温度和速度越高,涡轮转的就越快。通过涡轮的废气最后排入大气。 因为涡轮3和离心式压气机叶轮8固装在同一根轴5上,所以两者同速旋转。这样,将经过空气滤清器的空气吸入压气机壳,高速旋转的压气机叶轮8把空气甩向叶轮的外缘,使其速度和压力增加并进入扩压器7。扩压器的形状做成进口小出口大,因此气流的

流速下降,压力升高,再通过断面由小到大的环形压气机壳9使空气流的压力继续提高,压缩的空气经柴油机进气管10进入气缸。 废气涡轮增压器用的压气机多采用离心式,它的出口气体压力可达140~300kPa,甚至可达到500kPa。 废气涡轮增压器的一个主要性能指标是压力升高比,简称压比πk。它是指压气机的出口气体压力(Pk)与进口气体压力P1之比值。 废气涡轮增压器按压比可分为低、中、高三种类型,低增压的压πk≤l.4;中增压的压比πk=1.4~2.0;高增压的压比πk≥2。现代柴油机多采用高压比增压器。 汽车用废气涡轮增压器的涡轮多采用径流向心式。进入涡轮的废气流则多利用脉冲式,以使废气的能量得到充分利用。为此,进入增压器的排气管做成分置式,如对发火顺序为1-5-3-6-2-4的6缸机而言,一般1、2、3缸共用一根排气管,沿着涡轮壳上的一条进气道通向半圈喷嘴环;4、5、6缸共用另一根排气管,沿着涡轮壳的另一条进气管通向另外半圈喷嘴环。这样,每根排气管里的排气间隔为240°大于一个冲程,使排气互不干扰,可以充分利用废气的脉冲能量驱动涡轮。并且压力高峰后的瞬时真空有助于气缸扫气(见图2)。

涡轮技术详解

涡轮增压百年魅力: 1905年,苏尔寿(Sulzer)兄弟研发公司发明了世界上第一台涡轮增压器,为此后高性能发动机的产生提供了良好的解决方案。早期的涡轮增压器主要应用在航空领域。到20世纪30年代,由于在赛车上的应用,涡轮增压发动机已经变得广为人知。随后,涡轮增压器逐渐扩展到量产车领域,先是卡车,然后是轿车。 在涡轮增压器长达一个世纪的开拓和发展方面,盖瑞特(Garrett)公司起到了至关重要的作用。1953年,盖瑞特公司研发了T02涡轮增压器,并取得巨大成功。1954年,盖瑞特成立空研工业部,专门从事涡轮增压器的设计与制造。到1961年,又在汽车界首次尝试将涡轮增压器应用到轿车上。在随后的发展中,盖瑞特逐渐演变成世界上最著名的涡轮增压器厂商。到1999年,盖瑞特并入霍尼韦尔(Honeywell)公司,但增压器产品仍沿用盖瑞特商标。———————————————————— 涡轮的定义: Turbo,即涡轮增压,简称T,最早时候由瑞典的萨博(SAAB)汽车公司应用于汽车领域。现在很多人都知道了,涡轮增压简称TURBO,如果在轿车尾部看到TURBO或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。例如大众宝来的1.8T、帕萨特的1.8T、通用汽车的1.6T,2.0T系列车型等等。这些汽车的发动机工作,是靠燃料在发动机气缸内燃烧作功,从而对外输出功率。在发动机排量一定的情况下,若想提高发动机的输出功率,最有效的方法就是多提供燃料燃烧。然而,向气缸内多提供燃料容易做到,但要提供足够量的空气以支持燃料完全燃烧,靠传统的发动机进气系统是很难完成的。 涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。—————————————————— 要想知道涡轮为什么在工作的时候会这么通红,看了下面的工作原理,你就明白了! 据资料显示: 普通涡轮发动机能够在启动后不久轻松达到600摄氏度 而使用AVG技术的涡轮会产生1000摄氏度的高温 令人称奇的布加迪威龙,其4涡轮发动机的最高温度能突破1600摄氏度 下面照片中这个1000匹马力的发动机,其工作温度也达到了1600度左右

汽车发动机技术教案

自然吸气相对涡轮增压的优点: 1.相比之下温度稍低,从而产生的积碳问题轻一些。 2.发动机寿命相对长些。 3.动力输出相对较为线性。 4技术可靠性高、耐久性好 以同等动力输出而不是同等排量来比较,涡轮发动机因为排量更小,所以在涡轮不全力工作的状态下,它比同等动力水平的自然吸气发动机更加省油。例如:一台1.8T发动机动力水平相等于另一台2.4L自然吸气发动机,彼此都全力工作时,大家的油耗可能差不多;但当这两台发动机在90km/h等速巡航这种低负荷工作时,1.8T发动机的涡轮由于未充分介入工作,这时气缸内部实际工作排量只有1.8L,而另一台自然吸气发动机工作排量始终为2.4L,这时候1.8T带涡轮的比2.4L自然吸气的更省油。

增压就是将空气预先压缩然后再供入气缸,以期提高空气密度、增加进气量的一项技术。由于进气量增加,可相应地增加循环供油量,从而可以增加发动机功率。同时,增压还可以改善燃油经济性。实践证明,在小型汽车发动机上采用涡轮增压或机械增压,当汽车以正常的经济车速行驶时,不仅可以获得相当好的燃油经济性,而且还由于发动机功率增加,可以得到驾驶人所期望的良好的加速性。 第一节概述

增压有涡轮增压、机械增压和气波增压等三种基本类型。实现空气增压的装置称为增压器。各种增压类型所用的增压器分别称为涡轮增压器、机械增压器和气波增压器。 机械增压器由发动机曲轴经齿轮增速器驱动,或由曲轴齿形传动带轮经齿形传动带及电磁离合器驱动。机械增压能有效地提高发动机功率,与涡轮增压相比,其低速增压效果更好。另外,机械增压器与发动机容易匹配,结构也比较紧凑。但是,由于驱动增压器需消耗发动机功率,因此燃油消耗率比非增压发动机略高。 第一节概述

汽车涡轮增压毕业设计

摘要 涡轮增压简称Turbo,如果在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。现今装有涡轮增压的车辆越来越多了,也越来越多的被人们所熟知,它的好坏决定着现代汽车动力性,本文介绍了涡轮增压的定义及涡轮增压器的构造和原理,对它的保养及使用进行了阐述,同时,通过分析常见故障,对改进措施以及发展方向有了一定的看法。 【关键词】:涡轮增压使用维护常见故障改进措施

ABSTRACT Turbocharged \"Turbo, if in the car to see the Turbo or T, namely that the car is the engine Turbo engine. Now a turbocharged vehicles more and more, also more and more be known, it depends on the quality of the modern car performance, this paper introduces the definition and the turbocharged turbocharger structure and principle, it's the maintenance and use were introduced, and at the same time, through the analysis of the common faults, to the improvement of the measures and the direction of development have certain of views. key words : turbocharged use common breakdown maintenance measures for improvement

涡轮增压技术及算法详解

涡轮增压技术103 这篇文章涉及较多的涡轮技术,包括描述压缩机的部分特性曲线图、计算发动机的增压比和空气质量流量,怎样在特性曲线图上绘制点来帮助你选择合适的涡轮增压器。把你的计算器放在手边吧。 一压缩机部分特性曲线图 [1]压缩机特性曲线图是详细描述压缩机压缩效率、空气质量流量范围、增 压性能和涡轮转速等性能特性的一种图表。下面展示的是一幅典型的压 气机特性曲线图: [2]增压比 增压比()被定义为出口处绝对压力除以进口处绝对压力 注:=增压比、P2c=压气机出口绝对压力、P1c=压气机入口绝对压力

[3]在压气机入口和出口处使用绝对压力为计量单位非常有必要,一定要记 住绝对压力的基础是14.7磅/平方英寸(在这个单位下“a”代表绝对压力)这被称为标准大气压力和标准情况。 [4]表压即计示压力(在计量单位为磅/平方英寸下“g”代表表压力)测量 的是超过大气压力的大小,所以表压力在大气压力下应该显示为“0”。 增压表测量的岐管压力是相对于大气压力的,这就是表压力。这对于决定压缩机出口处的压力是非常重要的。比如说增压表上读出的12磅/平方英寸意味着进气歧管的压力高于标准大气压力12磅/平方英寸。 即:歧管压力26.7磅/平方英寸=12磅/平方英寸(表压力)+14.7磅/平方英寸(标准大气压力) [5]这个条件下的增压比就能计算了: (26.7磅/平方英寸[绝对压力])/14.7磅/平方英寸(标准大气压力)=1.82 [6]然而这是在假定压气机入口处没有空气滤清器影响的情况下 [7]在决定增压比的时候,压气机入口处的绝对压力时常比环境压力小,特 别是在高负荷时。为什么会这样呢?因为任何对空气的阻碍(这其中就包括空滤器管道的限制)都会对进气造成压力损耗,在决定增压比时,压气机上游的损耗都需要被计算。这种压力损耗在某些进气系统上可能达到或超过1磅/平方英寸的表显压力。在这种情况下压气机入口处压力应该如下取值: 压气机入口绝对压力=14.7psia – 1psig = 13.7psia [8]带入最新的入口处压力进行增压比计算应该是下面这样 (12 psig + 14.7 psia) / 13.7 psia = 1.95. [9]以上计算方法很好,但是如果你不是在标准大气压下呢?在这种情况下, 在计算工式中简单地用真实的大气压力替代标准大气压力14.7psi能够使计算更精确。在较高的海拔下会对增压比有显著的影响。 比如说:在丹佛5000尺的海拔高度下,大气的平均压力在12.4psia,在这种情况下带入的进气真空度在压缩比计算时: (12psig + 12.4psia)/(12.4psia – 1psig)=2.14(增压比) 这样的结果和最原始计算的增压比1.82相比有很大的不同。 [10]从以上的例子总可以看出增压比取决于很多参数,不仅仅是增压器。

内燃机涡轮增压技术研究综述

网络信息检索与知识产权保护作业题目:内燃机涡轮增压技术研究(综述) 姓名冯登全 学号 2011201213 学院机械工程 专业动力工程 2012年 1月 1日

目录 1. 检索报告 (1) 1.1 选题原因 (1) 1.2 检索策略 (1) 1.3 检索系统 (2) 1.4 检索结果 (2) 2. 综述报告 (2) 2.1 摘要 (2) 2.2 选题意义及背景 (3) 2.3 国外研究现状与发展趋势 (3) 2.4 国内研究现状与已有基础 (5) 2.5 关键科学问题与重点研究方向 (5) 2.6 结论 (6) 参考文献 (6)

题目:内燃机涡轮增压技术研究 1. 检索报告 1.1 选题原因 汽车产业的快速发展给人们生活带来便利的同时也产生了能源与环境问题。近年来,节能、能源与环境相容问题成为备受关注的重大科学问题。而内燃机作为汽车动力源是产生问题的根本所在,因此改善汽车性能的关键在于开发内燃机节能减排技术。涡轮增压技术通过利用内燃机排气能量压缩进气,有效降低了内燃机的燃油消耗,改善了内燃机的排放性能,是新时代内燃机节能减排的核心关键技术之一。通过检索内燃机涡轮增压技术方面的相关文献和专利,对结果进行分析,全面了解国内外研究动态与热点研究方向,为硕士期间开展课题打好基础,争取对我国内燃机涡轮增压技术的发展有所贡献。 1.2 检索策略 在中英文文献及专利数据库上检索内燃机涡轮增压技术方面的文章,使检索结果尽量全面。中文数据库主要包括CNKI和维普数据库,英文数据库主要包括SCI数据库和Derwent Innovations Index数据库。为了尽量多的命中高水平文献,初步拟定中文文献的检索限制在核心期刊范围,SCI及Derwent数据库的文献检索限制在期刊范围,不对会议论文进行检索。使用数据库结果分析功能对检索结果进行分析,主要包括:发文年度分析、学者和学术机构分析、出版物分析、文献被引情况与热点研究内容等。通过文献检索及结果分析,了解国内外在涡轮增压技术方面的研究动态、研究方向和研究方法。 1.2.1 检索词 中文检索词:“内燃机”、“发动机”、“柴油机”、“汽油机”、“涡轮增压”、“废气涡轮增压”、“涡轮增压器”; 英文检索词:engine,“gasoline engine” diesel,supercharger,turbo turbocharger; 1.2.2 检索式 中文检索式:主题(题名或关键词)=(内燃机+发动机+柴油机+汽油机)*涡轮增压;期刊=核心期刊 英文检索式:主题=(engine or diesel)and turbo*;数据库= Science Citation Index Expanded(Derwent Innovations Index)

汽车涡轮增压技术-几种涡轮泄压阀简介

如今,涡轮增压技术正受到越来越多厂商的青睐,由于能够有效提升发动机效率,它似乎已经成为目前汽油能源时代节能环保的主流趋势之一,另一方面作为能明显提升动力的相对低成本手段,使得它也成为众多汽车爱好者的改装对象。 尽管涡轮增压本体是功率提升的核心部件,但必须在周边一系列设备的协同下才能正常运转,本篇文章我们就来说说涡轮增压系统中一个经常被众多改装者所提到的部件:涡轮泄压阀。相信各位读者都知道,这个部件之所以著名,是因为它能够发出“呲呲”的噪音,这种噪音就好像美妙音乐一般吸引着很多汽车爱好者,甚至很多人想方设法要为自己的自然吸气发动机也加装一个能发出类似声音的装置。 听起来确实不错,可是对于广大普通汽车爱好者来说,各种“专业”词汇又让人实在摸不着头脑,比如进气泄压阀、排气泄压阀、内排式、外排式,以及各种关于这些装置到底是有用还是没用的争论,即使很多“圈内”人恐怕也说不清楚,当然你要指望我能给一口气说清楚了也太可能,在此我只是尽量用浅显易懂的文字来给大家做简要的介绍。 我承认涡轮泄压阀很酷,当你把什么东西看做很酷的时候,它自然就变得很神秘了,其实理性思考一下也没什么新鲜的,无非是一个简单的工业零件,甚至有些乏味。泄压阀顾名思义就是释放压力的阀门,很多气压、液压装置都有,很可能你家热水器上也有类似的部件。我是不是把它说得有些太乏味了?放心,我不会拿热水器上的泄压阀做讲解,然后告诉你说涡轮泄压阀就是采用相同的原理,我们是要说真正的涡轮泄压阀!

进气、排气、内排、外排...该从哪里说起呢?那么就先从涡轮增压器上的那个部件说起吧,下图是一部大众系列发动机所使用的涡轮增压器,其中右半部分浅色的是吸气涡轮,新鲜空气经过这里被压缩,然后经中冷器再通向节气门;左半部分深色的是排气涡轮,由排气歧管出来的高温废气驱动叶片产生高达每分钟十几万的转速,是涡轮增压器的动力来源。 关于涡轮增压器的具体工作原理这里就不再详述,不太清楚的朋友可以在网上找到很多相关资料。这里要说的是右边这个部件,在吸气涡轮端有一个气罐状的装置,下方一根金属连杆连接到排气涡轮一端。

当今涡轮增压四大新技术教程文件

当今涡轮增压四大新 技术

技术剖析] 浅析当今涡轮增压四大新技术 一、传统涡轮增压技术简介 涡轮增压技术的基本原理 涡轮增压技术就是采用专门的压气机将气体在进入气缸前预先进行压缩,提高进入气缸的气体密度,减小气体的体积,这样,在单位体积里,气体的质量就大大增加了,这样就可以再有限的汽缸容积内喷入更多的燃油进行燃烧,从而达到提高发动机功率的目的。 涡轮增压由废气推动的涡轮机、压缩进入汽缸空气的压缩机以及中 间部分组成。 涡轮增压器利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的压缩机的叶轮,压缩机叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。 当发动机转速增快(当加速的时候),废气排出速度与涡轮转速也同步增快,压缩机的叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,这样就可以增加发动机的输出功率了。

在现有的技术条件下,涡轮增压器是唯一能使发动机在“工作效率不变”的情况下增加“输出功率”的机械装置。一般能使发动机增加输出功率在10%到40%左右。 二、涡轮增压新技术 1、可变增压涡轮叶片几何技术 当发动机转速较低时,由于排气的流量较小,不容易推动涡轮叶片。这时可变涡轮几何系统中装在和涡轮叶片平行位置并且围绕它的那几片可变导流板的角度就会变小(如左图)。这样可以使气流通过的空间缩小,加大流速,更容易推动叶片。 在转速高的时候气体流量充足,这个时候可变导流板的角度会变大(如右图),让涡轮获得最大增压值。 有了可变涡轮叶片几何技术,便能在较低发动机转速下达到更高的涡轮速度。汽缸增压有明显的改善,功率及扭力方面相应也有明显的提升,在较低转速时可达到最大扭力,并可维持在一个较广的旋转范围内。 2、涡轮增压中冷技术 涡轮增压可以提高空气的密度,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

汽车发动机涡轮增压与自然吸气比较

汽车发动机涡轮增压与自然吸气比较 从技术可靠性、耐久性角度看,自然吸气的平均分要高于涡轮增压,但这只是一个方面。如果只着眼于技术可靠,那么产品都不需要更新换代了,用历经沧桑考验的老技术是最可靠的。不过汽车业是应该有追求的,希望让发动机有更大马力,更省油,更有驾驶乐趣……所以才有了不断改进的自然吸气发动机-----涡轮增压技术的出现!1)自然吸气的发动机比较容易做得完善。怠速的安静平顺性、冷车发动时的噪音和运转平稳度,自然吸气发动机普遍会做得更好。涡轮发动机,毕竟带了额外的“外设”,所以在平顺、静音这些方面不容易做得很好(当然我说的是同样20多万的车的比较,上百万高档车用的涡轮发动机可以做得非常完善,这关乎成本应用)。 2)涡轮发动机加速表现更好。这是因为涡轮发动机有着更大的肺活量,肺活量大的人运动起来当然更有劲。涡轮增压发动机动力普遍能达到相当于其排量1.3~1.5倍左右的自然吸气发动机的水平。但这只是笼统程度,实际表现上,涡轮发动机在3000转后的“后劲”会比自然吸气发动机强,部分出色的涡轮增压发动机更能提供令人兴奋的“高潮”。相对来说,自然吸气发动机的后劲即使有,来得也没那么刺激。 3)自然吸气发动机的动力收放更容易掌控。主要表现在细微操控油门时力度的输出上,例如你一直保持油门在某一个开度不变,自然吸气的车子加速会比较畅顺、加速度相对比较平均;涡轮发动机的车子

则会呈一种渐入高峰的变化性输出。不过这种差异有缩小的倾向,有些自然吸气发动机也会有较大的力量波幅,而有些涡轮发动机的输出已经调校得非常平均。但某些时候还是能见到它们的先天特性,例如在一个较斜的坡道上倒车时,开自然吸气的车,你很容易找到一个让车子稳定、精细地发力的油门位置,而涡轮的车子,这个油门位置就比较难掌握,往往要踩一下、放一下,即是说涡轮车子的极低速度下的线性度是明显不及自然吸气的。这个现象不但发生在十多二十万的涡轮增压车(如我们的新君威2.0T、昊锐1.8T)上,就连一些高级大排量涡轮增压车也难以避免。 4)涡轮发动机究竟是更费油,还是更省油?这个问题相信不少人觉得困惑,因为不少厂商宣传它们的涡轮发动机时都提到了经济省油。事实上,涡轮这技术本身是为榨取大马力而诞生的,在有限的排量限制下,获得超过其排量的动力输出,是这项技术诞生的出发点。所以同排量对比,一台1.8T带涡轮的发动机,其油耗肯定高过1.8L自然吸气发动机。不过现在人们转变了思维的角度,以同等动力输出而不是同等排量来比较,涡轮发动机因为排量更小,所以在涡轮不全力工作的状态下,它可能比同等动力水平的自然吸气发动机更加省油。比方说,一台1.8T发动机动力水平相等于另一台2.4L自然吸气发动机,彼此都全力工作时,大家的油耗可能差不多;但当这两台发动机在90km/h等速巡航这种低负荷工作时,1.8T发动机的涡轮由于未充分介入工作,这时气缸内部实际工作排量只有1.8L,而另一台自然吸气发动机工作排量始终为2.4L,这时候1.8T带涡轮的比2.4L自然吸气

废气涡轮增压器在汽车上的应用

毕业综合技能训练工作报告废气涡轮增压器在汽车上的应用

摘要 当今时代,科学技术的迅猛发展,极大的促进了汽车技术和汽车工业的高速发展,汽车正日益广泛地深入到社会和人们日常生活的各个方案,这使得汽车修理称为引人注目、迅猛发展的行业。 废气涡轮增压型发动机是利用发动机本身排出的压力废气驱动涡轮旋转,涡轮轴带动叶轮式压气机来提高进气的压力,增加气缸的充气量。采用涡轮增压技术能使发动机功率提高30%~100%,并降低发动机的比油耗和比质量,同时减轻发动机的排气污染,还可以扩大发动机的变形系列。 关键字:发动机废气涡轮增压热负荷爆震匹配

目录 1 增压技术的结构和工作原理 (1) 1.1概述 (1) 1.1.1 增压技术简介 (1) 1.1.2 发动机进气增压的基本原理 (3) 1.1.3 增压发动机的特点 (4) 1.2 废气涡轮增压器及其增压系统 (4) 1.2.1 废气涡轮增压器的工作原理 (4) 2 涡轮增压的优缺点及使用注意 (8) 2.1涡轮增压器优缺点分析 (8) 2.1.1 涡轮增压器优缺点的对比 (8) 2.1.2 比较奥迪A6 1.8T与奥迪A6 1.8 (9) 2.1.3 涡轮增压器的不足之处 (9) 2.2 涡轮增压器的使用注意 (10) 2.2.1 工作环境 (10) 2.2.2 不能着车就走 (10) 2.2.3 不要立即熄火 (10) 2.2.4 注意选择机油 (11) 3 未来废气涡轮增压的发展趋势 (12) 4 结束语 (15) 参考文献 (16)

1 增压技术的结构和工作原理 1.1概述 1.1.1 增压技术简介 近年来,发动机进气增压技术已经成为国内外内燃机发展的重要方向之一,过去增压技术主要应用于柴油机上,现在汽油机上也开始大量采用增压技术。这是因为发动机进气增压技术具有许多优点: 1)能够提高发动机升功率——提高了发动机的动力性; 2)能够降低发动机比油耗和比质量——提高发动机的经济性; 3)能够减轻发动机排气污染——提高了发动机的排放性; 4)能够扩大发动机变形系列等。 当前,由于汽车一方面在向高速、重载方向发展,对发动机的动力性和燃料经济性提出更高的要求;另一方面发动机尾气的排放污染,各国排放法规的日益苛刻,使人们极力寻求减小大气污染的措施。这种种方面的原因,使汽车发动机进气增压技术获得迅速发展,其中以美国、英国、德国、瑞典等国家发展较快。 发动机增压方法很多,其中涡轮增压器在技术上最为成熟,并具有很多突出的优点,因此涡轮增压成为汽车发动机增压的主要类型为获得广泛应用。此外,在研究和发展废气涡轮增压系统的同时,其他增压系统也相继有所发展,例如气波增压系统。 随着推进技术的发展,涡轮增压器及其增压系统的应用使柴油机的性能得到大幅度提高(它可使发动机的功率比以前的自然吸气方式提高4倍),并改进了操作灵活性,降低环境污染。涡轮增压器对二冲程和四冲程发动机提供各种所需的输出功率起着重要的作用,它能通过其精巧的设计装置传送更高的压比、综合效率以及容积流量比等,而且增压器的更简单和更紧凑设计使涡轮机更加容易检修,提高了可靠性和耐用性.。

涡轮增压器的安装说明

涡轮增压器的安装说明 注意 不按照本说明进行安装引起的过早损坏,质保条将不于承认 1.总述 A.在安装替换的涡轮增压器时,必须确保在空气滤清器,压气机进气管及排气管中无外来物 体,因为即使是少的或软的物体也会造成涡轮增压器叶轮的严重损坏. B.谨防杂物及碎屑片进入涡轮增压器的进口中. C.为安装方便起见,对新的和替换的涡轮增压器,会故意不拧紧螺栓,可能会有个别螺栓松脱. 如果涡轮增压器上的螺栓都是拧紧的,所有的锁紧垫片都是翘边锁紧的,并且碰压气机壳和涡轮壳的相对位置都是正确的,则进行步骤4,否则进行步骤2. 2.重新调整两端壳体的相对位置 A.压气机壳(铸铝)和涡轮壳(铸铁)的螺栓和/或V型箍的螺母,直到两端壳体可以沿中间壳周向转动为止。 注意:若把壳子拧得太松,会使叶片碰壳,造成叶轮损坏。 拧紧螺栓不得大于一圈半。 B临时用语两个螺栓把滑轮增压器固定在发动机排气管出吕的法兰上。 C转动中间壳体,使涡轮增压器的润滑油进出油孔的密封垫片能同发动机润滑油管道相接,润滑油出油孔(大孔)必须朝下,孔的中心线偏离垂直方向不得大于35度。略微拧紧至少两个螺栓或V型箍(视不同情况),以把中间壳固定在涡轮壳上。 D转动压气机壳体,直到压气机出口对准发动机的进气管或者中冷器的连接管为止,略微拧紧至少两个螺栓或V型箍,以把压气机壳固定在中间壳上。 E把涡轮增压器从发动机卸下来,拧紧涡轮增压器上所有的螺栓或V型箍上所有的螺母。拧紧螺栓时应对角交替进行,以防壳体单边翘起。拧紧V型箍上的螺母时应慢慢地转动,所使有的扭矩要接近近似值。用软质锤轻轻地敲V型箍,以使它完全贴合。 3.锁紧垫片的翘边锁紧。 如果壳体是用螺栓固定,而锁紧垫片未翘边锁紧的话,则把锁紧垫片的边向上翻起靠在螺栓头的平面上。在翻起垫片时要朝着使螺栓拧紧的方向。V型箍的螺母是自锁的。 4.涡轮增压器的安装和预先润滑 A.如果是使用密封垫片的话,则把旧的密封垫片从排气管连接法兰处取下来,检查法兰面的锈蚀情以及平整度,然后换上新的密封垫片。 B.检查润滑油管道是否有扭折,阻塞,节流和其他的损坏现象。 C.把涡轮增压器安装到发动机上,需要时都换用新的垫片和O型圈,但暂不连接压气机进气管和润滑油进油管。按规定的扭矩值拧紧连接涡轮增压器与排气管的螺栓和螺母,建议在螺栓和螺母的螺纹上涂以耐高温的润滑剂。 D.把清洁的发动机机灌入润滑油进油孔,转动压气机叶轮数次,使涡轮增压器的轴承涂满润滑油,再向润滑油进油孔灌入润滑油,并连接润滑油进油管道。 E.如果压气机叶轮不能用手自由地转动或者有磨擦和刮壳的感觉,要在发动机启动之前查明原因。叶轮摩擦现象的原因之一是压气机壳或涡轮壳没出息装平。对T104和T04B 型涡轮增压器,在磨合之前会稍稍有点阻尼,这种情况是正常的。用管子或软管把空气滤清

汽车用Turbo涡轮增压技术

汽车用Turbo涡轮增压技术 应用涡轮增压技术来提升发动机的功率,已经有30多年的历史了,1998年以后,国内的汽车制造厂也开始使用Turbo技术。尤其是南、北大众出的汽车,比如AudiA6/1.8t, Bora1.8T,PasstB5/1.8T逐渐多了起来,而且也比较好卖。加速性能确实很爽,比如PassatB5/1.8T,只有10秒多指针就到100公里了。 主要工作原理 1、一般我们叫通俗了,都说涡轮增压,实际上它的实现是通过涡轮增压器来达到的。涡轮增压器通俗地理解就是空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。 2、涡轮增压器利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。 3、当发动机转速增快(当加速的时候),废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,这样就可以增加发动机的输出功率了。 4、在现有的技术条件下,涡轮增压器是唯一能使发动机在“工作效率不变”的情况下增加“输出功率”的机械装置。一般能使发动机增加输出功率在10%到40%左右。那么可以推断,如果使PassatB5/1.8的发动机,加了涡轮增压器以后的“输出功率”应该相当于2.3L排量发动机的输出功率了。可想而知,这东西使让发动机的工作效率不变,就那么大的机器,还让人家多干点活,加个涡轮增压器来压缩空气,扩大进气量,从而增大输出功率,真有点电脑上CPU超频的意思啊。想想还是人还是很聪明的,发动机体力不够,想办法硬让它够,呵呵...... 涡轮增压器的构造 一般人想象这样的涡轮增压技术可能十分复杂,其实不然,一个空气压缩机再复杂也是一个机械装置。它是由涡轮室和增压器组成,请注意他们的链接: 1、涡轮室进气口与排气歧管相连,排气口接在排气管上; 2、增压器进气口与空气滤清器管道相连,排气口接在进气歧管上。 3、涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内,二者同轴刚性联接。 这样,一个整体的涡轮增压器就形成了,发动机就“超频”了。 常见的涡轮增压机 1.废气涡轮增压系统:利用发动机排出的废气达到增压目的。增压器与发动机无任何机械联系,压气机由内燃机废气驱动的涡轮来带动。一般增压压力可达180~200kPa,或300kPa左右,需要增设空气中间冷却器来给高温压缩空气进行冷却。国内轿车1998年开始在排量1.8的奥迪200上运用,以后又有奥迪A6的1.8T、奥迪A41.8T,直至帕萨特1.8T、宝来1.8T。 优点:增加效率高于机械增压; 缺点:发动机动力输出略滞后于油门的开启,加大油门后一般需要等片刻,稍后发动机会有惊人的动力爆发(也不能算是缺点)。 2.机械增压系统(Supercharger):装置在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接,从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气增压吹到进气岐道里。 优点:转子的速度与发动机转速是相对应的,所以没有滞后或超前,动力输

相关文档