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涡轮增压系统分类

涡轮增压系统分类
涡轮增压系统分类

d涡轮增压系统基本分四类:机械式增压、废气涡轮增压、复合式增压和气波增压。目前市场上大部分用的都是废气涡轮增压。

废气涡轮增压系统包括一个涡轮机和压气机,他们是同轴的,涡轮机利用废气能力带动其叶轮旋转,进而同轴的压气机也跟着旋转,压缩空气滤清器过来的空气。

从原理上讲,它就是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,进气量即可满足燃料的燃烧需要,从而达到提高发动机功率和扭矩的目的。

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。

什么是涡轮增压器?

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,使之增压进入汽缸。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汽缸,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。

原理

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。

涡轮增压原理

在进入正题之前先让我们复习一下涡轮增压的工作原理,是利用弓障的废气排放经头段头段进入排气侧涡轮Housing内的涡卷室中,此刻排废气将来推动驱动轮(Turbine)的叶片,所以排气侧叶片是整颗涡轮增压器的动力来源,废气一边绕行著驱动轮叶一边流向排气管前段,由前段排气出口排出(FrontPipe),藉由驱动输旋转带动连接反侧的进气侧压缩叶片,因此当废气推动排气侧叶片时,另一端的进气侧压缩叶片也会顺势跟著运转。此时进气侧压缩的中间吸气口便开始积极从中央吸气口吸入空气,使将空气吸入涡旋室中,被吸入的空气在先经过轮毂内压缩叶片的运转压缩后,再进入内管径越柬越小的压缩通道作二次压缩後送入出气口,直接经过中间冷却器进入节气门内,最后使这些已获得高压缩处理的空气被注入汽缸内燃烧。

Hybrid混合型Turbine

增压值是影响引擎动力的参数之一,“增压值”所指的是涡轮送入引擎中的空气压力,一般大多是kg/m、bar或是psi为单位,至于是否涡轮的增压值越高就可以榨出越大的动力呢?如果以两个排气量结构完全相同,但增压值分别为0.7kg/cm和1.2kg/cm的引擎来比较,只要引擎能够提供足够的供油品质,由于Boost高的引擎能送入引擎中的空气压力较多,那么气缸内的容积效率也提升,因此在动力输出上必然是以Hi=Boost的引擎比较占优势。

面对于Tubro引擎再Boost Up之后最重要的改装便是将扮演着把空气压缩成高密度进入引擎的重要角色-涡轮本体。由于量产车为了顾及运转精度、油耗、耐用性等多方面考虑,在涡轮容量、增压值或者A/R值方面通常都采取比较保守的设定,所以就改装的观点来看,原厂的Turbine当然还有在升级的空间。而在进行Turbine升级的时候很多人都会感到困惑,到底是选择能够发挥大马力的最高速式样涡轮?还是要擅长反应低转速就能够发挥扭力型Tubrine好呢?事实上内部容量大小不过是配合各式涡轮有所不同的特性来设计的,而引擎当然也有属于自己的特性,单凸和双凸就各有长处,选择涡轮时也要考虑其引擎的特性,此外排气量也非常重要,举例来说,大排量的引擎上装置扭力型的小容量涡轮,虽然它有低转反应佳的优点,Tubro很快就出现效果,但容量很快也就塞满了,转眼间Turbine转速已经达到高点了,压力也很难再增加上去,因此到了排气量比较大的高转区域,增压值已经到了极限早成过给效率不足,无法提供引擎所需的空气量,这是要它再将马力随引擎转速向上提升实在非常勉强。当然也无法期待能够输出高马力,这便是小型涡轮的不利点。

相反的若是想让涡轮到高转速产生大马力才开始发挥作用,则加大涡轮本体的体积是提升增压风量最快的方法。不过,涡轮的容量越大,虽能够将更多的空气送入气缸内,但是驱动涡轮的动力也就必须加大。也就是说,要驱动容量越大的涡轮并使其完全发挥增压效果,引擎本身也就必须具备越大的排气量。而如果在小拍量的引擎上采用过大尺寸的涡轮,在引擎排放废气很少的低转速区域,涡轮本身的旋转速率相对的无法提高,增压值也很难提升上去,所以只要叶片的转速降下去便也很难再快速的加上来,也就形成了涡轮最严重的缺点Tubro leg。所以引擎再同样增压值得情况下,分别使用一大一小不同容量的涡轮时,就动力输出来看,使用大涡轮的引擎再马力方面绝对比较有利,但是在增压反应和整体运作上来看大涡轮显然无法和小的抗衡。所以如何能同时拥有马力和反应是许多性能狂的梦想。因此便有厂家推出进气侧大配合排气侧小的Hybrid混合型Turbine,十分受到欢迎,日本最近流行的原厂交换式涡轮,也是以此为设计中心点。其优点在于有反应很快的高马力输出,可兼顾全转速域表现。以HKS 2530为例,其便是由A/R80的驱动轮再组合A/R60的压缩轮。不过,这种搭配太过极端的话,很容易发生排气压过大烧毁叶片,对英方发出了使用动作灵敏的排气卸压筏、大口径FrontPipe之外,最彻底的方法还是使用高强度的钛合金排气叶片,当然,其轻量化的材质顺道对应Turbine反应的增进也有不少帮助。

几号涡轮的由来:

大家经常听到3号4号5号甚至6号涡轮,到底3号体积有多大,这个台湾本地测量方法到底从何而来?就要追溯到90年代初期曾在台湾叱诧风云的穷人跑车Misubish Eclipse,因为当时这台车非常热买,所以造成车上那颗为三菱制造的TD-04 Turbine也很有名,之后台湾便以它作为一个基准,和它看来相同大小的就叫4号涡轮,小一点的3号,大一点的5号以此类推。

Ball Bearing滚珠轴承

理论上引擎排气量的多少,应该和涡轮的体积成正比,如果将同一涡轮使用在2.0升和3.0升引擎上,结果也必然会产生两种完全不同的出力特性。可是Turbine并不能完全依据容量体积设计的多少来决定,这还和轴承的设计、进排气配置、叶片的设计、出入口口径、Trim比和重要的A/R值等都有极大的关联。

对于大多数驾驶者而言,最佳的涡轮类型莫过于是高转速域能提供充足的出风量,而低速不会出现Tubro leg。所以各大涡轮制造厂也用尽心力以此方向为目标,由赛车经验和不断测试发展出许多Turbine的改良构造。谈到目前最新的开发架构上,基础的进化点就是把中心轮轴形式改为能减少摩擦损耗提升增压反应特性的Ball Bearing滚珠轴承,其优点也是摩擦系数小,对增压反应极限的提升更是有帮助。但缺点是耐用性不如传统的波司式轴承,大约7-8万公里就要达到寿命极限,且昂贵、维修不易。

大家常听到A/R值是指涡轮进气侧(housing)的形式,A指的是排气入口处最狭窄的横切面积部分(入口第一个弯角),R为涡轮轴承中心到排气出口横切面中心点的距离,两者的比值为A/R值。基本上,A/R值越小,也就是说排放废气的流量虽然小,但由于流速较高,涡轮在地转速的增压反应越快,涡轮迟滞显现便能获得减低,也就是说,废气气流强烈撞击涡轮叶片,涡轮的运转速度当然能加快,也就能在较低的转速区域取得较高的增压。但因为A/R值小的关系,高转速气流量将不足,同时排气背呀也会跟着增大,这些都对高转速进气效益不利,因此当转速提升后,出力也比较有限。相对的,A/R值越大,涡轮在地转速的反应越差,但尽管引擎的低转速增压难以上升,不过在高转速区域可以产生更大的动力,高转出高力的倾向相当明显。总而言之,A/R值小属于低速扭力型涡轮,而A/R值大则是高转大出力涡轮。

进气外毂(housing)间隙

就Tubrbine本体的构造来看,压缩轮叶端缘和进气外毂(housing)间隙是对涡轮性能十分重要的设计,如果这两者的间隙能做到最小限度的话,冲填效率自然大幅提高,因为相形之下吸入的压缩空气就不会出现逆流现象,并还可降低进气温度,进而激发更大的马力。所以很改装多涡轮厂商都用填充树脂或Coating将间隙做到只有0.06mm的超薄境界。

涡轮增压

这是目前全世界汽车厂商运用最为广泛的发动机增压技术,国内非常常见的国产的奥迪、帕萨特、宝来的1.8T发动机就是采用的这种技术。这种技术的优势很明显,它可以利用发动机排出废气产生的能量,来大幅度提高发动机的动力输出。这里简单介绍一下涡轮增压的工作原理:发动机排出的废气驱动废气涡轮高速旋转,废气涡轮再带动进气涡轮以同样的速度旋转,进气涡轮将空气压缩到气缸内燃烧,。这种状况下产生的进气压力,要远远高于大气压力;换句话说,通过涡轮增压器产生的进气量,远远超过了自然吸气产生的进气量。

由于大大提升了进气量,一台小排量的发动机在安装了涡轮增压器以后,能输出比他排量大很多的发动机的功率。例如:一台涡轮增压值为1.5bar的2.0排量发动机,它的实际输出功率能够相当于一台3.0排量的自然吸气式发动机。

除了大幅度增加功率输出以外,涡轮增压发动机在获得相等功率的同时,比与它相等功率的自然吸气式发动机的尺寸和重量都要小很多。显而易见,装配涡轮增压发动机的车子,比装配相同功率的自然吸气式发动机的车子提速更快,制动也更快。同时由于发动机的重量减轻还有利于获得更好的操控性能。

除了性能上的提高以外,涡轮增压发动机比同等功率的自然吸气发动机更省油,这在如今能源极度紧张的今天显得尤为重要。

涡轮增压发动机虽然有上述的众多优点,但它也有先天的缺陷:涡轮迟滞。特别是在早期的涡轮增压发动机上,这种情况更加明显,以至于影响到当时涡轮增压发动机的发展和普及。

最早的汽油涡轮增压发动机运用在量产车型是在60年代。当时的通用集团率先在它的量产车型雪佛兰Corvair上采用了涡轮增压发动机。当时,这个车有一个让人很难容忍的缺点,那就是在低转速的时候动力非常差,甚至还比不上一台同等排量的自然吸气式发动机,这种强烈的涡轮迟滞使得这台发动机的动力输出很不流畅。

涡轮迟滞是涡轮增压发动机面临的最大难题。尽管涡轮增压能给发动机带来更强的动力输出,但是作为一台民用汽车,流畅的动力输出也是非常重要的。早期的涡轮增压器,其涡轮迟滞非常严重,发动机要保持在3500转以上才能获得充沛的动力,在低转速时发动机动力输出非常弱。除此之外,涡轮增压发动机的压缩比还得降低到6.5:1以下,来避免气缸过热。即便采用了这些保护发动机的设计,当时的涡轮增压发动机仍然比自然吸气式发动机的可靠性差。

涡轮迟滞会给普通民用车的日常行驶带来很大麻烦:在低转速时,涡轮增压器没有介入,同时废气仍然要驱动涡轮旋转,排气没有自然吸气发动机顺畅,此时的发动机扭力输出比同等排量的自然吸气式发动机还要弱。随着发动机的转速升高,例如突破3500转以后,涡轮增压器突然介入,这个时候的产生的动力将陡增。这种动力的突然“陡增”不但损害了动力输出的平顺性,让开车和坐车的人感觉很不舒服,同时还会使车辆难以控制,因为这个时候产生的扭力的增加是非常大而且非常突然的,在路面湿滑的情况下甚至会出现车轮打滑,对于驾驶员的操作是很大的考验。

涡轮迟滞还会破坏汽车的操控精度。对于喜欢玩操控的驾驶者来说,他希望发动机的动力输出是线性的,在每个转速范围扭力都能线性输出,这样才能更精确的控制转向的时点。但是涡轮增压发动机这种迟滞,会让喜欢玩操控驾驶者很难把握其扭力的输出,因为驾驶者经常会遇到踩下油门几秒钟以后发动机才响应的情况,这足以让这位驾驶者抓狂。可以想象,在当时驾驶一台装配这样的涡轮增压发动机的汽车在城市和弯道公路上行驶,是一件多么痛苦的事情!这也就是为什么这种严重迟滞的涡轮增压发动机从来就没有装配在跑车上的原因。

第一台装配涡轮增压的跑车出现在1975年,它是保时捷911 Turbo 3.0。为了减小涡轮迟滞,保时捷的工程师们设计了一套机械装置,它能在涡轮增压介入之前允许空气从旁通阀进入到气缸。这样的核心是旁通导管和旁通阀的设计。在废气达到驱动废气涡轮的压力之前,废气通过旁通阀绕过涡轮增压器直接排出。当废气压力升高到足以驱动涡轮时,旁通阀关闭,此时废气才能驱动废气涡轮高速旋转,从而带动进气涡轮高速压缩新鲜空气。这样,就可以解决由于安装了涡轮增压器而导致低转速时发动机的排气阻力大的问题,可以相对提高涡轮

增压发动机在低速时的扭力输出,从而适当减小涡轮迟滞,让发动机的输出相对平顺。

到了80年代,涡轮增压的公路性能进一步被改进。随着材料和工艺的进步,涡轮的重量被设计的越来越轻,运动惯性也就越来越小。这些改进显著提高了涡轮增压器的响应性,改善了涡轮迟滞。

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。

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

浅析涡轮增压系统工作原理和应用

浅析涡轮增压系统工作原理和应用 发表时间:2020-01-09T10:00:07.330Z 来源:《基层建设》2019年第27期作者:马争光[导读] 摘要:随着我国经济技术的不断发展,在涡轮增压系统性能技术方面也有了很大的提升与进步,如何再提升涡轮增压器性能的同时有效实现故障预测成为目前涡轮增压器研究的热点。 宁波威孚天力增压技术股份有限公司浙江省宁波市 315031摘要:随着我国经济技术的不断发展,在涡轮增压系统性能技术方面也有了很大的提升与进步,如何再提升涡轮增压器性能的同时有效实现故障预测成为目前涡轮增压器研究的热点。该文将从涡轮增压器结构及工作原理出发,对增压器相关性能及常见故障进行简要分析,实现涡轮增压器性能检测与故障预测系统的研制与开发,以期能为涡轮增压器研究发展带来一些启发和帮助。 关键词:涡轮增压器;工作原理;应用分析引言 涡轮增压系统就是通常所说的涡轮增压装置,其最大优点是,增压器与发动机无任何机械联系,体积小,便于拆装、检修。在不增加发动机排量的基础上,通过增压器工作,压缩更多的空气进入汽缸,使空气压力和密度增大,提高充气系数,从而使燃料燃烧的更加充分,增加发动机的输出功率;据统计,同一排量的发动机,加装废气涡轮增压器后的发动机,其输出功率及扭矩要比非增压的发动机增大20%~30%。因而,增压器技术在工程机械发动机上得到广泛应用。 1涡轮增压器理论基础 涡轮增压器(废气涡轮增压)通常可以根据涡轮形式的区别分为径流式、轴流式以及混流式,其中径流式涡轮增压器中废气是沿着涡轮径向流动、轴流式涡轮增压器中废气沿涡轮轴向流动,而混流式则是介于二者之间的斜向流动。涡轮增压器主要包括压气机以及涡轮机其余还有相关润滑系统、冷却系统、密封系统以及支承系统等。涡轮增压器工作原理简单来说就是利用发动机运行过程中产生的废气,在惯性作用下来驱动增压器进行旋转,从而实现增压作用。 2涡轮增压系统工作常见故障 2.1转子故障 涡轮增压器发生转子故障的概率很高,常见的有叶片故障、转子摩擦、不平衡、转子弯曲等,当发生转子故障时会对涡轮增压器工作产生巨大影响。 2.2漏油 涡轮增压器漏油会造成燃烧恶化、油压不足、积碳等不良影响,主要原因在于回油管路堵塞等现象的发生,从而造成回油不畅、密封失效等问题。 2.3喘振 产生喘振故障的主要原因有:首先气面分离是压气机喘振的内因,由于流量的减小,在压气机叶轮和扩压器内产生气流与叶片的低压分离现象,随着压气机流量减小到一定程度,压气机叶轮和扩压器流道内低压区连通,导致一部分高压气体周期性向外倒流,使得叶轮进口与扩压器叶片流道内产生强烈的气-面分离现象,即喘振。其次,柴油机与涡轮增压器匹配不当,即柴油机运转过程中会发生柴油机转速下降而增压器转速升高这样的背离现象,即失配。产生这种现象的原因可能是在手柄不变的情况下,某气缸气阀卡死、气缸高压油泵损坏、喷油器发生故障或活塞环断损等。造成的后果:供给增压器的空气量远大于主机的需求,从而引发喘振。所以我们在柴油机和增压器投入运行生产前,一定要经过严格的调校和配套试验。 2.4保养缺失造成增压器早期损坏 首先是空气滤清器破损。由于工程机械大多作业于施工现场、物料装卸现场等场所,工作场所粉尘、微小矿物颗粒多,因此,当空气滤清器破损后,微小矿物颗粒随进气管进入进气系统,严重磨损浮动轴承的工作面,致使轴承间隙过大、油膜不易保持,进而导致润滑不良,造成增压器早期损坏。其次,空气滤清器堵塞。空气滤清器因积灰积尘过多,会造成空气滤清器进气孔堵塞,造成供气不畅,这样会导致增压器上的空气压缩机进气负压太高,这使得空气压缩机一端就会因内压高于外压,润滑油在压力差的作用从增压器去进气管的一侧流出,其结果就是增压器润滑不良,早期损坏。 3解决涡轮增压器故障研究方法与应用 3.1开发环境 开发环境主要基于LabVIEW与MATLAB进行联合开发,以实现对涡轮增压器的性能检测以及故障预测。LabVIEW是一款功能强大、处理灵活的分析软件系统,能够结合多平台仪器,充分发挥计算机数据处理功能从而创造出更多功能仪器,但由于其数学算法有限,因此可以结合MATLAB实现联合开发,充分发挥2种软件的特点和优势,实现预期目标。 3.2总体方案设计 为实现涡轮增压器性能检测与故障解决目的,在进行系统开发时需要满足以下要求。首先,系统需要具备数据收集、数据分析、参数显示、绘制图表曲线等功能。其次,系统需要能够实现对各项参数的有效检测且保证数据精确度要求。最后,系统需要具备抗干扰能力,确保运行过程稳定可靠。在进行系统设计时,主要包括了测试与控制2个板块,可以有效实现对增压器各性能参数的有效检测。在实验过程中,可以利用传感器实现对振动、压力、温度、流量、转速等信号的有效检测与收集,在进行相关信号预处理之后,对数据进行上传处理和存储。 3.3性能参数检测 温度检测主要包括了对涡轮机进出口、压气机进出口、润滑油进出口、冷却水进出口等温度的检测。压力检测包括了对压气机进出口、涡轮进出口、润滑油进出口以及冷却水浸出口的压力检测。这些压力数据可以在一定程度上反映增压器性能,且对于其他性能参数计算以及特性曲线绘制都有着非常重要的意义。振动信号的检测也是参数检测中非常重要的一环,关键部位振动信号能够有效反映增压器性能,且对于增压器故障预测可以起到非常重要的作用。此外还需要进行转速测试与流量测试。转速测试通常会选择磁电方法实现,流量检测包括了对压气机、涡轮机废气、润滑油以及冷却水的流量检测。 3.4检修保养涡轮增压器技术分析应用

涡轮增压器常见故障及原因对策

涡轮增压器常见故障及原因对策 涡轮增压器是一种很精密的机械,广泛应用在工程机械、发电机组等工程设备中,在不改变发动机原有结构的基础上,增压器曾增加动力30%左右,使燃油油耗降低5%左右,收到很好的经济效益。但是,增压器在其使用过程中往往因安装、使用不当,达不到预期的使用寿命,下面从增压器的结构与原理分析一下增压器的常见故障。 结构原理:利用排气管中排出的废气,推动涡轮高速旋转,同时通过转子轴带动压气机叶轮高速旋转,其旋转可高达50000-230000r/min,高速旋转的压气机叶轮将吸入的空气增压,使进入汽缸的空气密度大大增加,增高了燃油燃烧的效率,提高了经济效益。 一、而对这样高的转速和高温工作环境,增压器其常见的故障有以下几种: 1、增压效果差 主要表现在动力下降,冒黑烟,燃油经济性差。 2、增压器一端或两端漏油 这是比较常见的故障,也是影响增压器使用寿命的主要原因 3、增压器使用寿命离理想值相差太大 换上一个增压器,很快就出现浮动轴承损坏、两端漏油、动力下降等故障。 二、针对以上故障表现,现分析原因如下: 1、对增压效果差,主要原因有: ①空气滤清器太脏,进气条件不好,不能向发动机内提供高密度的洁净空气。 ②叶轮破损引起进气量不足; ③进入的灰尘太多,在叶轮和增压器壳接缝处形成油泥,影响了增压器叶轮转速。这些情况都能造成进气量不足,使发动机不能高效工作,引起动力下降。 2、增压器一端或两端漏油主要原因有: 因增压器转速太高,其浮动轴承的润滑全靠来自油底壳的润滑油润滑。从理论上,当以正常压力进入轴承间隙的机油在通过轴承工作面后,机油压力变为零,靠自身重力流回油底壳,不会从增压器两端流出。并且在正常工作时,增压器两叶轮之间有一定的压力,机油是不会从低压的轴承区流向两端高压区的,况且两叶轮

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。

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)。

涡轮增压的常见故障及改进措施论文

目录 【引言】 (1) 一.涡轮增压器的作用和构造以及工作原理 (1) (一)作用 (1) (二)构造 (2) (二)工作原理 (3) 二.汽车涡轮增压器的维护及使用常识 (3) (一)涡轮增压器的维护 (3) (二)涡轮增压发动机的使用 (6) 三.汽车涡轮增压器的分类及优缺点 (7) (一)汽车涡轮增压器的分类 (7) (二)汽车涡轮增压器的优缺点 (8) 四.涡轮增压器的常见故障及案例分析 (9) (一)故障现象 (9) (二)故障检修 (10) (三)废气涡轮增压器漏油 (11) (四)案例分析 (12) 五.涡轮增压器的改进措施 (13) (一)现代化设计方法和制造技术方面 (13) (二)新材料的应用方面 (14) 六.涡轮增压器的发展趋势 (14) (一)柴油机涡轮增压技术现状 (15) 【结束语】 (16) 参考文献 (17)

汽车涡轮增压的常见故障及改进措施 【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。本文介绍了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】涡轮增压废气常见故障改进措施 【引言】 涡轮增压器,一个近十年出现的词语。人们只知道汽车排量后面带T的车辆就是带有涡轮增压器的发动机,汽车的加速就会快,性能也好。 涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了可变增压的涡轮增压器(VNT)。在发动机低速时,涡轮增压器减小喉口,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器喉口增大,保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。优点是提高了发动机低速时的加速性能。目前,涡轮增压器已经占到了50%,在亚洲、美国也都在增长。现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法,涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。 本文着重介绍涡轮增压常见故障及改进措施,针对故障的案例进行分析,调研。 一.涡轮增压器的作用和构造以及工作原理 (一)作用 涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。他们的作用分别如下: 1.废气涡轮增压器是利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功,废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮,在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。废气涡轮与压气机通常装成一体,便称为废气涡轮增压器。其结构简单,工作可靠,一般柴油机合理地加装废气涡轮增

汽车涡轮增压的毕业设计

【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。本文介绍了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】涡轮增压废气常见故障改进措施 【引言】 涡轮增压器,一个近十年出现的词语。人们只知道汽车排量后面带T的车辆就是带有涡轮增压器的发动机,汽车的加速就会快,性能也好。 涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了可变增压的涡轮增压器(VNT)。在发动机低速时,涡轮增压器减小喉口,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器喉口增大,保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。优点是提高了发动机低速时的加速性能。目前,涡轮增压器已经占到了50%,在亚洲、美国也都在增长。现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法,涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。

一.涡轮增压器的作用和构造以及工作原理 (一)作用 涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。他们的作用分别如下: 1.废气涡轮增压器是利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功,废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮,在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。废气涡轮与压气机通常装成一体,便称为废气涡轮增压器。其结构简单,工作可靠,一般柴油机合理地加装废气涡轮增压系统后,可提高功率20% ~ 30% ,降低比油耗 5% 左右,有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质,因而得到广泛应用。 2 .复合式废气涡轮增压器。废气涡轮增压器是将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起来工作,称为复合式废气涡轮增压器。在某些增压度较高的柴油机上,废气能量除驱动废气涡轮增压器外,尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮,该动力涡轮通过齿轮变速器及液力耦合器与发动机输出轴联接。这样,废气涡轮增压器达到增压的目的,而废气动力涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。 3.组合式涡轮增压器。组合式涡轮增压器由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。在该增压系统中,除废气涡轮增压器外,还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统,利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。 (二)构造 废气涡轮增压器一般由单级离心式压气机和单级轴式涡轮机或径流式涡轮机组成为机组,并分别称为轴流式废气涡轮增压器和径流式废气涡轮增压器。压气机和涡轮机二者的工作轮装在同一根轴上,称为转子,转子由发动机排出的废气驱动。这种涡轮增压器工作的条件,除压气机和涡轮机的转速相同外,在任何工况下其效率也是相同的。 涡轮增压器按转子的支承情况有各种不同结构方案,最常见的有几种: 1.外双支承式

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。

BMW发动机废气涡轮增压器系统(1)

技术培训 产品信息 废气涡轮增压器系统结构原理 BMW经销商内训

产品信息 废气涡轮增压器系统结构原理 发动机废气涡轮增压器系统 ?涡轮增压器 ?增压压力调节系统 ?循环空气减压系统 ?增压空气冷却系统 N54发动机废气涡轮增压系统 N55发动机废气涡轮增压系统 N63发动机废气涡轮增压系统 N74发动机废气涡轮增压系统 概述

废气涡轮增压系统 涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来提高进气密度和增大发动机进气量的一种发动机,涡轮增压器实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内,叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,经过中冷器降低进气温度,从而提高进气密度再送入气缸。当发动机转速加快废气排出速度与涡轮转速也同步加快,空气压缩程度就得以加大,发动机的进气量就相应地得到增加,就可以增加发动机的输出功率了。 废气涡轮增压系统组成 ?涡轮增压器 ?增压压力调节装置 ?循环空气减压控制 ?增压空气冷却系统

涡轮增压器 涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器。 ?涡轮室进气口与排气歧管相连,排气口接在排气管上; ?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; ?涡轮与叶轮分别装在涡轮室和增压器内,两者同轴 工作原理: 涡轮增压器是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内,叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气再送入气缸。 涡轮增压器的润滑: 由于涡轮增压器连接在排气侧,所以温度相对较高,涡轮轴采用全浮式轴承结构,所以涡轮轴的润滑完全由发动机润滑系统提供润滑。

汽车改装之——可变截面涡轮增压技术

汽车改装之——可变截面涡轮增压技术 今天小编在网上看到一句很有道理的话“跑道上的车的状态是很复杂的,只有多调整,体会各种设定下车的姿态和感觉,才能真正明白怎么调车”。其实改车就如同在跟车对话,当你听得懂它的时候,就能调校出一部好的改装车了。改车是一个发挥主观能动性的过程,如何更好地提高原车性能,不光是机械系统的问题,也需要我们发挥辩证思维不断的尝试,同样的东西,在不同人手下也是千变万化。优秀的汽车改装技师,不仅需要过硬的技术,扎实的理论基础,还需要热情、细心、爱心与探索的精神。 今天我们来讲一讲可变截面涡轮技术,我们知道,涡轮大小、涡轮进气量和涡轮迟滞是三个统一的矛盾体。普通涡轮增压器在全负荷状态下时进气量非常可观,但当发动机转速较低时,就会由于废气驱动力不足而无法达到工作转速,这样造成的结果就是,在低转速时,涡轮增压器并不能发挥作用,这时候涡轮增压发动机的动力表现甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机。 对于传统的涡轮增压发动机来说,解决涡轮迟滞现象的一个方法就是使用小尺寸的轻质涡轮。首先,小涡轮会拥有较小的转动惯量,因此在发动机低转速时,也能驱动涡轮能达到工作转速,从而有效改善涡轮迟滞的现象。不过,使用小涡轮也有它的缺点:当发动机高转速时,小涡轮由于排气截面较小,会使排气阻力增加,即产生排气回压,因此发动机最大功率和最大扭矩会受到一定的影响。而对于产生回压较小的大涡轮来说,虽然高转速下可以拥有出色增压效果,发动机也会拥有更强的动力表现,但是低速下涡轮更难以被驱动,因此涡轮迟滞也会更明显。 为解决上述矛盾,让涡轮增压发动机在高低转速下都能保证良好的增压效果, VGT(Variable Geometry Turbocharger)或者叫VNT可变截面涡轮增压技术便应运而生。在柴油发动机领域,VGT可变截面涡轮增压技术早已得到了很广泛的应用。由于汽油发动机的排气温度要远远高于柴油发动机,达到1000°C左右(柴油发动机为400°C左右),而VGT 所使用的硬件材质很难承受如此高温的环境,因此这项技术也迟迟未能在汽油机上应用。近年来,博格华纳与保时捷联手克服了这个难题,使用了耐高温的航空材料技术,从而成功开发出了首款搭载可变截面涡轮增压器的汽油发动机,保时捷则将这项技术称为VTG(Variable Turbine Geometry)可变涡轮叶片技术。 VGT可变截面涡轮技术的核心部分就是可调涡流截面的导流叶片,从上图我们可以看到,涡轮的外侧增加了一环可由电子系统控制角度的导流叶片,导流叶片的相对位置是固定的,但是叶片角度可以调整,在系统工作时,废气会顺着导流叶片送至涡轮叶片上,通过调整叶片角度,控制流过涡轮叶片的气体的流量和流速,从而控制涡轮的转速。当发动机低转速排气压力较低的时候,导流叶片打开的角度较小。根据流体力学原理,此时导入涡轮处的空气流速就会加快,增大涡轮叶片处的废气压强,从而可以更容易推动涡轮转动,有效减轻涡轮迟滞的现象,也改善了发动机低转速时的响应时间和加速能力。而在随着转速的提升和排气压力的增加,叶片也逐渐增大打开的角度,在全负荷状态下,叶片则保持全开的状态,减小了排气背压,从而达到一般大涡轮的增压效果。举一个简单的例子,在有风的天气,大家在空旷处感受到的风力会明显比在非封闭的狭窄的通道处(比如两个相隔很近的楼宇之间)小很多。此外,由于改变叶片角度能够对涡轮的转速进行有效控制,这也就实现对涡轮的过载保护,因此使用了VGT技术的涡轮增压器也就不需要设置排气泄压阀。

《废气涡轮增压系统检修》学习手册

《废气涡轮增压系统的检修》学习手册 知识要求 4.4.1 增压系统的作用及类型

内燃机增压装置可在发动机工作容积和转速不变的条件下,通过压缩供燃料燃烧所需的空气,提高进入气缸内的空气质量,进而提高发动机功率。 内燃机增压装置一般称为“增压器”,增压器可分为机械增压器、废气涡轮增压器和气波增压器三种类型。机械增压器所需的压缩功率取自发动机曲轴(发动机与增压器机械耦合)。废气涡轮增压器所需的压缩功率取自废气中的能量(发动机与增压器流体耦合)。气波增压器所需的压缩功率同样取自废气能量,但需要一个机械驱动装置(机械与流体耦合)。下面主要讲述废气涡轮增压系统。 废气涡轮增压器由两个流体机械组成,即涡轮和压气机,它们装置一个共同的轴上,利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,带动同轴的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。 在废气涡轮增压系统中,涡轮增压器的涡轮位于发动机的排气管路上,被发动机排出的废气推动旋转,并带动与其同轴的压气机泵轮工作。泵轮位于发动机的进气管路上,它转动时使进气管内的空气压力升高。新鲜空气经压气机增压后进入气缸,因此气缸的进气量提高,如图4-4-1所示。 图4-4-1 废气涡轮增压系统的模型 1-排气管;2-涡轮机及涡轮;3-压气机及泵轮;4-进气管 4.4.2 废气涡轮增压系统的组成和工作原理 一个整体的涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成,涡轮室进气口与排气歧管相连,排气口接在排气管上;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,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,涡轮增压结构联接如图4-4-2所示,图4-4-3是涡轮增压的实物图。

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。

废气涡轮增压系统及其常见故障分析

废气涡轮增压系统及其常见故障分析 专业班级:08电控技师学生姓名:刘跃 指导老师:戴德荣职称:讲师 摘要进过一段时间的社会实践,我发现很多人对废气涡轮增压感到很神秘,很多买车的人只知道轿车尾部有T表明该车发动机采用了废气涡轮增压技术,只知道采用废气涡轮增压的发动机好,却不知它好在哪。该如何使用,如何维护保养。然而现在的一些维修工连废气涡轮增压器的结构、组成、分类,工作原理,控制模式都不理解又谈何去排除废气涡轮增压器的故障。我通过查阅有关汽车发动机及废气涡轮增压器的书籍,网络信息资料。对增压器的分类、组成。特别对废气涡轮增压器的结构、工作原理、控制模式做了细致的介绍。通过调研汽车维修站的内部资料和询问了很多维修技术人员。对废气涡轮增压器的使用、维护、保养,进行分别进行了系统的全面的介绍。对维修过程中出现的一些典型的故障进行了深度的细致的解析,如废气涡轮增压器的漏油。对其中的难点和诊断反法进行综合性的分析。废气涡轮增压在技术方面已经开始向相继增压系统、可变截面涡轮增压系统发展。在材料方面也开始使用钛铝合金的材料,它具有密度小,耐高温及抗氧化的有点。希望可以为维修技师在维护和修理时提供一些参考。 关键词:废气涡轮增压器常见故障

目录 第一章绪论 (2) 1.1内燃机涡轮增压的概念 (2) 1.2内燃机涡轮增压的发展简史 (2) 1.3涡轮增压器在汽车上的应用 (3) 第二章汽车发动机增压系统的分类及特点 (3) 2.1 汽车涡轮增压器的分类 (3) 2.2 汽车涡轮增压器的特点 (5) 第三章废气涡轮增压系统的结构以及工作原理 (6) 3.1 作用 (6) 3.2 构造 (7) 3.3 工作原理 (8) 第四章汽车涡轮增压器的使用及维护 (9) 4.1 涡轮增压器的维护 (9) 4.2 涡轮增压发动机的使用 (10) 第五章废气涡轮增压器的常见故障及案例分析 (13) 5.1 常见故障 (13) 5.2 故障检修方法 (14) 5.3 废气涡轮增压漏油 (14) 5.4 典型案例分析 (15) 第六章废气涡轮增压技术的发展 (16) 6.1 新技术方面 (16) 6.2 新材料方面 (18) 结论 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)

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

涡轮增压器常见故障排除措施范本

整体解决方案系列 涡轮增压器常见故障排除 措施 (标准、完整、实用、可修改)

编号:FS-QG-66792涡轮增压器常见故障排除措施 Turbocharger common troubleshooting measures 说明:为明确各负责人职责,充分调用工作积极性,使人员队伍与目 标管理科学化、制度化、规范化,特此制定 废气涡轮增压器(以下简称增压器)是一种很精密的装置,广泛应用在工程机械、发电机组等动力设备中,在不改变柴油机基本结构的基础上,增压器能增加动力30%甚至更多,使燃油油耗降低5%左右,收到很好的经济效益。但是,增压器在其使用过程中往往因安装、使用不当,达不到预期的使用效果,现以增压器的结构原理为基础,分析增压器的常见故障。 增压器是利用排气管中排出的废气,推动涡轮高速旋转,同时通过转子轴带动压气机叶轮高速旋转,其转速可高达50000~230000r/min,高速旋转的压气机叶轮将吸入的空气增压,使进入汽缸的空气密度大大增加,提高了柴油机功率。 1增压器常见的故障 1.1增压效果差

主要表现在动力下降,冒黑烟,燃油经济性差。 1.2增压器一端或两端漏油 这是比较常见的故障,也是影响增压器使用寿命的主要原因。 1.3增压器使用寿命离理想值相差太大 换上一个增压器,很快就出现浮动轴承损坏、两端漏油、动力下降等故障。 2故障原因 2.1增压效果差 (1)空气滤清器太脏,不能向发动机内提供高密度的洁净空气。 (2)叶轮破损,引起进气量不足。 (3)进气的灰尘太多,叶轮和增压器壳接缝处有油泥,影响了增压器叶轮转速,造成进气量不足。 2.2增压器一端或两端漏油 增压器转速很高,其浮动轴承的润滑全靠来自油底壳的润滑油润滑。以正常压力进入轴承间隙的机油在通过轴承工作面后,机油压力变为零,靠自身重力流回油底壳,不会从

帕萨特1.8T轿车废气涡轮增压系统原理与检修

帕萨特1.8T轿车废气涡轮增压系统原理与检修 1 废气涡轮增压系统的作用 一般发动机当空燃比达到某一值后,再增加燃油,除了黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外,不会产生更多的功率。发动机供油越多,黑烟就越浓,油耗就越高,污染就越重。为获得更大的功率,目前在一些较高挡次的汽车发动机上陆续安装废气涡轮增压器。废气涡轮增压发动机是利用发动机排出废气的能量将进入气缸的新鲜空气预先进行压缩,使发动机获得更高的充气效率,由于增加了压缩空气的量,所以允许喷入较多的燃油,使发动机在尺寸不变的条件下产生更大的功率并具有更高的燃烧效率,降低了油耗。 2 废气涡轮增压系统结构与原理 2.1 废气涡轮增压系统组成 帕萨特1.8T轿车搭载的发动机有AWL和BGC 等,其上装有的废气涡轮增压系统由废气涡轮增压器和增压压力控制系统组成。 废气涡轮增压器的实物如图1所示,由涡轮室和压气机室组成。在涡轮室上有两个废气接口,一个与发动机的排气总管相对接,位置设在涡轮径向中心上方;另一个与三元催化器相对接,位置设在涡轮的轴向中心部位,进入涡轮壳内的废气最终进入三元催化器进行催化净化。在压气机室上也有 两个接口,一个与空气滤清器相对接,位置设在压气机叶轮的轴向中心部位;另一个接口即高压空气出口,经过压缩的空气提高了压力、密度和含氧量,通过管道进入中冷器(增压空气冷却器)进行降温,最终经节气门体、进气总管、进气歧管充入气缸。 图1 废气涡轮增压器实物图 增压压力控制系统,主要由发动机控制单元(J220)、增压压力传感器(G31,位于发动机舱左侧增压空气冷却器的上部)、增压压力限制电磁阀(N75,位于发动机舱齿形皮带罩右侧)、增压压力调节单元、增压器空气再循环电磁阀(N249,位于发动机舱进气歧管下方)、机械式空气再循环阀、真空罐以及连接管路等组成,如图2所示。 2.2 废气涡轮增压器工作原理 废气涡轮和压气机叶轮安装在同一根轴上,当废气气流冲击涡轮时, 涡轮高速旋转,同时带动压气机叶轮以相同的速度旋转,经空气滤清器滤清的洁净空气被吸入压气机室,压缩后压力升高, 通过管道进入中冷器冷却,而后进入气缸,从而提高了发动机的充气效率。

涡轮增压技术论文(完整版)

美国汽车工程师学会 摘要 涡轮增压直喷共轨发动机相比其他自然吸气的发动机有较多的益处,不仅在功率和扭矩输出性能上具有较大的提升,同时,在燃油消耗率和排放方面也有很大的改善。这些技术也会让发动机在较稀薄的空燃比下运转成为可能,因而可以减小有害颗粒物的排放并实现通过更高的EGR流量。 在本篇著作中,为了改善输出功率和扭矩,一台搭载货车平台的两缸自然吸气的直喷共轨发动机配备了涡轮增压器,结果配备这种发动机的整车能承载较大的负重。带涡轮增压器的发动机和自然吸气的发动机本体构造和硬件配置保持不变。固定搭配,废气阀控制增压器使用时通常配有中冷器 在采用了带废气阀控制的增压器后,可以使自然吸气发动机的比功率提升20KW/lit,最大比扭矩提升60.5Nm/lit,,燃油消耗率和排放同样得到改善,同时,最大爆发压力和涡轮进口温度报纸在系统限值内。通过减小压缩比,额定功率可提高超过80%,扭矩提升接近110%。在这个NA发动机上配备VGT的增压器及减小压缩比,可使额定功率和扭矩很好的提升大约140%和130%,在燃油经济性、排放、噪声方面获得较高的利益。 在发展中国家,应用到装载车或乘用车单缸或两缸发动机,这些是典型的自然吸气,并且通常不能达到排放规范,因此,涡轮增压技术对其改善动力性和满足排放法规的要求有着重要里程碑的意义。 引言 为满足欧四或更高的排放法规要求,在直喷柴油机的优化设计上,涡轮增压技术是达到高的升功率其中一个很重要的手段。对于输出的升功率小于50kw/lit,可能会用到废气旁通阀。带废气阀的增压器对于提高额定功率、最大扭矩及排放提供了有效的成本措施。随着进气流量的调整匹配涡轮和压气轮的截面也是至关重要的。较大的压气机气缸在高速时有较多的空气流量,但是在低速负荷点有反作用。大点的涡轮壳体直径由于较低的泵气损失从而改善了高速时的进气流量和燃油消耗率。

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