浅谈涡轮增压器和存在的技术问题

浅谈涡轮增压器和存在的技术问题

摘要：随着生活水品的逐渐提高，越来越多的普通家庭已经拥有了属于自己的汽车。汽车作为一大产业，对环境的影响是不可忽视的。为了满足越来越严格的排放标准，汽车企业需要不断地进行技术改进。涡轮增压器是为柴油、汽油动力装置配套的环保、节能型高科技产品，它能够很好地改善发动机的工作状况，从而满足高标准的排放要求。

虽然涡轮增压器已经广泛使用于当现生活，但是还有大部分的人对涡轮增压器不太了解。本课题主要详细叙述涡轮增压发动机的结构组成、工作原理、使用要点，以及涡轮增压器在实际生活使用中出现的一些技术问题和问题的改进方法。旨更多的人能简单了解这种生活中常能见到的先进机械的基本情况。

关键词：涡轮增压器，叶轮，爆燃传感器，全浮式轴承，使用要点

正文：

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。

一、结构原理

先简述一下涡轮增压器的大概结构原理，废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成，当然还有其他一些控制元件。泵轮和涡轮由一根轴相连，也就是转子，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。以前，涡轮增压器大都用在柴油发动机上，现在一些汽油发动机也采用涡轮增压器。因为汽油和柴油的燃烧方式不一样，因此发动机采用涡轮增压器的形式也有所区别。汽油发动机不同于柴油发动机，它进入气缸的不是空气，而是汽油与空气的混合气，压力过大容易爆燃。因此，安装涡轮增压器必须要避免爆燃，这里涉及两个相关问题，一个是高温控制，另一个是点火时间控制。

强制性增压后，汽油机压缩和燃烧时的温度和压力都会增加，爆燃倾向增加。另外，汽油机排气温度比柴油机高，而且不宜采用增大气门重叠角（进、气排门同时开启的时间）方式来加强排气的降温，降低压缩比又会造成燃烧不充分。还有，汽油机的转速比柴油机高，空气流量变化大，很容易造成涡轮增压器反应滞后。针对汽油机使用涡轮增压器出现的一系列问题，工程师有针对性地一一做了改进，使汽油机也能用上废气涡轮增压器。

二、主要结构

涡轮增压器的主要结构可分成中冷器，叶轮，爆燃传感器和其他部分。

（1）中冷器：温度增高，这样不仅影响充气效率，还容易产生爆燃。因此要装置降低进气温度的设备，这就是中间冷却器。它安装在涡轮增压器出口与进气管之间，对进入气缸的空气进行冷却。中间冷却器就象散热器，用风冷却或者水冷却，空气的热量通过冷却而逸散到大气中去。据测试，性能良好的中间冷却器不但可以使发动机压缩比能保持一定值而不会产生爆燃，同时降低温度也可提高进气压力，进一步提高发动机的有效功率。

（2）叶轮：由于汽油发动机转速范围宽，空气流量变化大，因此涡轮增压器的压缩叶轮外形是复杂的三元曲面超薄壁叶轮片，一般有12～30片叶，呈放射线状曲线排列，叶片厚度在0.5毫米以下，采用铝材用特殊铸造法制作。叶片形状的优劣直接影响到到涡轮增压发动机的性能。叶轮形状角度越合理，质量越轻，叶轮的启动就越灵敏，涡轮增压器的天生缺陷“反应滞后”也就越小。

（3）爆燃传感器：除了降低温度来减少爆燃的可能外，还要采用爆燃传感器，它的作用就是在产生爆燃之时，传感器感到不正常的振动会立即将信息反馈至发动机ECU（电子控制单元）控制系统，将点火定时稍推迟一点，不产生爆燃的时候再恢复正常点火定时。

（4）其他部分：涡轮增压器的关键零件是轴承。这种根据润滑形式命名的轴承被称为“全浮式轴承”，工作转速极高，工作环境恶劣。因此，保证润滑是非常重要的事情。如果因油压低导致机油供给缓慢，就会损坏轴承从而导致涡轮增压器失效。在正常的发动机启动是不会发生此类故障的，但如果发动机更换机油和机油过滤器后第一次启动，就会产生机油供给缓慢现象，使轴承缺乏机油润滑。在这种情况下，启动后要怠速运转3分钟左右，不可直接将转速提升到涡轮增压器启动转速。同样，在高速及上坡后也不要使发动机立即停止，要使发动机继续怠速运行1分钟左右，使仍继续空转的涡轮增压器轴承不会缺油。因此，使用涡轮增压器汽车的司机，一定要遵循厂家的指示操作，还要十分注意机油的质量，不宜将涡轮增压器汽车视同一般汽车进行操作。

轿车的废气涡轮增压器一般安装在排气管附近，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，同步旋转。

三、涡轮增压器的优缺点

优点

（1）发动机重量和体积增加很少的情况下，发动机不需要作重大改变很容易提高功率20%~50%.由于不像机械增压时增压比受到限制，故近年来高增压的趋势越来越明显。高增压时功率提高甚至可大于100%。

（2）由于废气能量的收回发动机经济性会明显的提高，一般由于废气能量的回收能提高经济性3%~4%，再加上相对地减少了机械损失及散热损失，提高了发动机机

械效率和热效率，使发动机涡轮增压后油耗率降低5%~10%。

（3）涡轮增压发动机对海拔高度的变化有较高的适应力，在高原地区工作时比非增压发动机功率下降要减少的多，故涡轮增压除了用来提高发动机功率外，还可用作高原发动机恢复功率。

（4）涡轮增压后排气噪声相对减少，排气烟度及排气中有害成分也减少，故对减少污染是有利的。

缺点

（1）至今为止涡轮增压发动机的加速性已接近非增压或机械增压发动机，但仍有差异。

（2）与机械增压相比，涡轮增压时热负荷问题较严重。

（3）对大气温度及排气背压比较敏感，故经常在高背压下工作的发动机不宜采用涡轮增压。

四、使用中的一些问题及改进方法

（1）涡轮增压器发动机的工作效率

车用增压发动机与柴油机一样，必须有低转速大扭矩特性，要有一个较大的速度系数或一个较大的扭矩储备系数。扭矩特性交叉的原因是随着转速的增加，负荷的提高，排气温度也相应升高，增压器转速提高，增压压力上升，相应扭矩增大。这种匹配情况，不仅容易发生高速爆震，而且扭矩特性也不符合车用发动机的要求。

目前改善增压汽油机特性的措施一般有下列方法:

（a）采用放气。在增压器上装放气阀。

（b）压气机进口节流，在压气机进气处放置一个节流阀，使进口压力适当减少，相应压气机出口压力也降低。当小负荷低转速时，希望有较大的扭矩，此时，正值流量小，所以节流效果弱，增压压力没受多大的影响。当高转速大负荷时，扭矩不希望很大，而这时流量较大，节流效节流效果较强，因而增压压力得到控制。

（c）采用可变喷嘴环截面积。

（d）采用具有共振系统的复合增压。

（2）涡轮增压发动机的加速问题

涡轮增压系统在汽油机工况突变时，不能随工况变化供应的增压空气流量和增压压力，而要滞后一段时间才能适应，滞后时间越长，汽油机的加速性也越差。汽油机的增压滞后问题更显得突出，因为汽油机本身的惯性小，灵活性强，转速范围宽广，所以对增压器的反应要求更高。解决这个问题的方法有:

（a）减小进排气道的容积。过大的进排气系统的容积，特别是进气系统的容积是造成增压器反应迟缓的重要原因，因此任何有利于减少进排气系统容积的设计都有利于缩短滞后期。

（b）缩小涡轮增压器的尺寸。小尺寸的涡轮增压器具有小的转动惯量，对于提

高加速性的作用很大，为了减小转动惯量，在条件具备的情况下，宁可使用两个小增压器而不用一个大增压器。如果大增压器的叶轮比小增压器的叶轮重1.5倍，半径大1.3倍，则大增压器的转动惯性就要比小增压器大2.535倍，也就是说，小增压器的滞后时间就可以缩短两倍多。

（c）排气管尺寸的影响。排气管应该短，管子直径应该小，也就是排气管的容积较小，并且应能很好地将各缸的压力脉冲不相干扰地引入涡轮。排气系统的阻力应尽可能地小。排气管短而直以及具有一定尺寸的圆锥形扩压器均能减少排气系统的阻力，使低速扭矩特性满足于所希望的扭矩曲线，随着转速提高，扭矩能够迅速提高，保证了汽油机具有满意加速性能。

五、使用注意事项

（1）勿着车就走

发动机发动后，特别是在冬季，应让其怠速运转一段时间，以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。所以刚启动后千万不能猛轰油门，以防损坏增压器油封。

（2）勿立即熄火

发动机长时间高速运转后，不能立即熄火。发动机工作时，有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的。正在运行的发动机突然停机后，机油压力迅速下降为零，增压器涡轮部分的高温传到中间，轴承支承壳内的热量不能迅速带走，而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转，因此，发动机热机状态下如果突然停机，会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以发动机大负荷、长时间运行后，在熄火前应怠速运转3－5min，让增压器转子的转速降下来以后再熄火。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火。

（3）保持清洁

拆卸增压器时，要保持清洁，各管接头一定要用清洁的布堵塞好，防止杂物掉进增压器内，损坏转子。维修时应注意不要碰撞损坏叶轮，如果需要更换叶轮，应对其做动平衡试验。重新装复完毕后，要取出堵塞物。

（4）要进行清洗

由于增压器经常处于高温下运转，它的润滑油管线因受高温作用，内部机油容易有部分的结焦，这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。因此，润滑油管线在运行一段时间后要进行清洗。

（5）注意检修

在出车前、收车后，应检查气道各管的连接情况，防止松动、脱落而造成增压器失效和空气短路进入气缸。由此可见，发动机经过增压后，零部件的结构进行了强化，从使用、保养方面讲，必须加强发动机的强制保养工作，注意采用正确的操纵方法。所以发动机大负荷、长时间运行后，在熄火前应怠速运转3－5min，让增压器转子的

转速降下来以后再熄火。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火，这就是熄火延时装置的作用！在最近30年时间里，涡轮增压器已经普及到许多类型的汽车上，它弥补了一些自然吸气式发动机的先天不足，使发动机在不改变排气量的情况下可以提高输出功率10%。

六、涡轮增压器的发展前景

尽管涡轮增压是基于50多年前的技术，但它正是21世纪汽车制造商寻求的用来满足日益严格的排放要求的技术。随着世界各国包括中国政府对汽车排放越来越严格的限制，涡轮增压器以其独特的技术性能，将迎来前所未有的市场发展机遇。

在生产和使用中也不断产生了一些新理念。新型的废气涡轮增压器以提高可靠性、可维修性和经济性为重点，采用整体集成设计结合先进的材料使增压器提高了效率，减少了系统的零部件，简化了在机器上的安装，延长了大修间隔期，减少了维修工作量及维修工时，保证在整个寿命周期更低的运行成本。涡轮增压技术的发展与增压柴油机未来发展的要求密相切相关，其主要服从于未来的排放法规要求和进一步降低燃油消耗，涡轮增压系统应有更高的热效率；涡轮增压系统应有更高的热效率；压系统与发动机的匹配上有可能采用电子控制系统，使增压系统与燃油系统在发动机全工况内实现最佳匹配; 对车用涡轮增压器将要求尺寸更小，质量更轻，效率更高，同时要求增压器有良好的可靠性，并可按机工况要求进行调节。

新工艺、新材料也是研究涡轮增压器的重要方向。涡轮增压器制造工艺的发展主要得益于CAD/CAM、CFD技术的发展与新设备的应用。目前采用准三维设计方法设计离心式压气机与径流涡轮已经很普遍。三元流方法可以更准确、更全面地描述叶轮内部流场，利用它对各种损失模型与叶轮内部流场的深入研究已经取得很大成绩，现已成为涡轮增压器叶轮设计的基本方法。近年也开始进行空气动力学计算、三元流场分析、叶轮及叶型设计、强度分析及性能预测等等。现在涡轮增压技术的工艺、材料的发展集中体现在对涡轮增压器零部件的改进和创新。当前，金属涡轮增压器已广泛应用在汽车和国外摩托车上，而陶瓷涡轮增压器及陶瓷发动机代表了该技术的重要发展方向。

结论

经过一个月的时间里，完成了此次课题。期间努力地查找需要的资料，付出了不少的时间和精力，但是通过此次课题我也学习到了很多课本上学习不到的知识，也巩固了在校期间学习的有关知识，是我再一次形象的解所了在课本上学习的一些知识。在寻找资料的过程中，该课题也使我开阔了眼界，了解了当下世界中的一些先进知识，大致了结了这些先进科技的未来发展方向。

致谢

首先感谢老师对我们设计课题时的细心指导，使我在课题发展困境的时候，找到了新的突破方向。在这次课题设计中，我既尝到了面对困难举步维艰的辛酸，又尝到

了迎难而上，攻克难关的甘甜。通过这次课题学习到的知识让我深刻难忘，更了解到遇到困境时应坚持不懈，用知识冲破阻碍。

参考文献：

[1]黄志昊：《商用汽车》2004.（12）

[2]蒋德明.《内燃机原理》(修订本).北京:机械工业出版社，1988。

[3]蒋德明.《内燃机的涡轮增压》.机械工业出版社，1993.

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

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

废气涡轮增压器结构毕业设计

中文题目：废气涡轮增压器结构设计 外文题目：Exhaust turbocharger structure design 毕业设计（论文）共67 页（其中：外文文献及译文36页）图纸共3张

摘要 涡轮增压器能在发动机排量不变的情况下，提高其动力性能，降低尾气排放，最初主要用于柴油发动机。最近，汽油发动机也越来越多地安装了涡轮增压器。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。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。 关键字：涡轮增压；气缸内燃烧；燃料

Abstract Turbochargers can improve e ngines?power performance and reduce exhaust emissions without changing their capacity.They were mainly used in diesel enginesfirstly .Turbo, namely the turbocharging, is called T, most early time (SAAB) the Car company applies by Sweden's Sabo in the automobile domain. Many people have known now, the turbocharging is called TURBO, if saw in the passenger vehicle rear part TURBO or T, namely indicated this vehicle uses the engine is the turbocharging engine. These automobile's engine work, is makes the merit depending on the fuel in the engine cylinder internal combustion, thus foreign output. In engine capacity certain situation, if wants to raise engine's output, the most effective method provides the fuel burning much. However, provides the fuel to the air cylinder in easily to do, but must provide the enough quantity the air to support the fuel to burn completely, is very difficult to complete depending on the traditional engine air intake system. Key words: Turbo; Air cylinder internal combustion; Fuel

详细讲解VGT可变截面涡轮增压器

详解VGT可变截面涡轮增压器 2010年11月27日 08:12 来源：Che168类型：转载编辑：胡正暘 随着技术的发展，人们对于汽车发动机的要求也越来越苛刻，不仅要拥有强劲的动力，还必须拥有极高的效率和足够清洁的排放。这就要求发动机在各种工况下都能要达到其最高效的工作状态，因此就必须满足发动机各个工作状态下对于进气量的需求。这就要求发动机的各部件都能够通过“可变”来满足在不同工况下的条件。比如我们所熟悉的可变气门正时/升程技术，可变进气歧管技术都是如此。那么在柴油发动机上常见的VGT可变截面涡轮增压技术，又有些什么作用呢？下面我们就一起来了解一下。 『废气带动涡轮，涡轮再带动叶轮对空气进行增压，从而有效增大进气量』 涡轮增压技术是发动机上常见的技术之一，它的原理其实非常简单：涡轮增压器就相当于一个由发动机排出的废气所驱动的空气泵。在发动机的整个燃烧过程中，大约会有1/3的能量进入了冷却系统，1/3的能量用来推动曲轴做工，而最后1/3则随废气排出。拿一台功率200千瓦的发动机举例，按照上面提到的比例，它在排气上的消耗的动力大约会有70千瓦。这部分功率有一大部分随着高温的废气以热能的形式消耗掉，而废气本身的动能可能只有十几千瓦。但是千万别小看这十几千瓦，要知道家用的落地扇功率不过60瓦左右！也就是说，即使十几千瓦也足够驱动两百多台电风扇了！可想而知，用废气涡轮驱动空气所带来的增压效果非常可观。

『BMW的并联双涡轮技术』 虽然发动机全负荷状态下时排气能量非常可观，但当发动机转速较低时，排气能量却小的可怜，此时涡轮增压器就会由于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，这就是我们经常说的“涡轮迟滞（Turbo lag）”现象。

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

详解涡轮增压发动机的结构及原理

即将装载开售，由于涡轮增压今年才首次应用在奔腾车系上面，此发动机从未露面，因此目前对此发动机尚缺乏足够资料。 也没有现成经验可考。 唯有希望开的速速成长成技术大帝，回来给大家科普。 或者厂家的人员出来指证，如果你们不出来，那么就任由我来骗大家。 现在讲的是目前大家广泛应用的增压发动机之传统废气涡轮原理，日后推出推翻此原理的涡轮增压技术不在本文讨论此列。 为方便理解，先看结构原理图： 详解涡轮增压发动机的结构及原理来个实物示意（此物是一个报废涡轮，非涡轮，只做参考）：详解涡轮增压发动机的结构及原理 拆解机芯，脏的废气侧叶片（涡轮），通过废气推动带动进气侧涡轮（压气机叶轮）： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 再拆看看：详解涡轮增压发动机的结构及原理 铜套安装在中心轴上，主要作用就是隔离机油和润滑降温。 而一旦靠近涡轮蜗壳和压气机蜗壳的密封环损坏，会导致机油进入排气管和进气歧管进入燃烧室。 另外各位还要注意一个问题，由于铜套采用机油润滑散热，所以车辆使用的机油尽量采用更好的机油，而劣质的机油导致涡轮主转动轴不能正常润滑和散热，从而在高温下损坏油封造成漏油。 因此建议涡轮增压发动机应该选择耐高温、抗氧化好的优质机油，并且还要注意适当缩短机油的更换周期。

除去机油冷却之外，还要冷却水道，水经过循环后有效降低了涡轮内部温度，进而提高的涡轮的使用寿命： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 看看叶轮： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 看看一汽轿车的，看似也是铸造产品： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 既然图中提到小涡轮。 那么又要给数据党做说明。 涡轮叶片越小，所需推动的力量越小，转动更快，能在更低发动机转速下达到增压值。 介入越早。 厂商往往利用小涡轮来克服涡轮介入的动力突兀感，做出自吸发动机的线性加速特征。 缺点是高转速下涡轮转速过高，逐渐形成起反作用的效应。 导致增压效能降低，扭矩调头下降。 不能支持高转速的高扭力。 小涡轮优势集中在日常使用区间，在日常使用中体现更体现出动力。 也对油耗没有明显坏处。 这样的爆发特征导致发动机高转速扭矩衰减快，变速箱不得不过早换挡，加速表现令人失望。 名词解释：效应是指在涡轮进气端由于叶片的高速旋转，会产生旋涡式的进气流，这样的高速气体旋涡式流动就类似于龙卷风。 在吸气端，这种旋涡式气流的产生反而会降低进气的效率，就比如龙卷风，虽然气流高速转动，但中心的部分却是真空的。 大涡轮叶片质量大，转动阻力更大，发动机低转速下未达到足够转速吸入足够空气，反而会形成进气阻力，进气排气不畅的结果就是低速下发

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。

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

浅析现代汽车涡轮增压器的原理及使用(一)

浅析现代汽车涡轮增压器的原理及使用(一) 【摘要】随着经济的高速发展，国内高档汽车的增加，涡轮增压器被广泛使用，通过对涡轮增压器的工作原理的了解，采取正确使用、安装及检测方法，可以增加其使用寿命。 【关键词】涡轮增压器检查装配 目前，日本的很多厂家喜欢使用Turbo技术，典型代表是富士系列和三菱EVO。在欧洲最早把Turbo引入到汽车上来的就瑞典的审宝，后来沃尔沃也开始使用增压技术。德国也有两家车厂喜欢用涡轮增压，即奥迪和保时捷，代表车型是RS6和911Turbo。随着国内高档汽车的增加，涡轮增压器被广泛使用，对于一般用户来讲，能够初步掌握涡轮增压器的原理及作用，从而采用正确的使用方法，对延长期使用寿命、节约成本是十分必要的。 一、涡轮增压器的工作原理 涡轮增压器的组成由涡轮，压气机，转子总成，轴承机构，中间体和密封装置等组成。工作原理是利用发动机排出的高温高压废气驱动废气涡轮旋转，废气涡轮带动同一轴上的压气机共同旋转，压气机压缩由空气滤清器过滤后的空气，使空气被压缩后增压进入发动机气缸内，提高发动机进气量的装置，减少废气中CO、HC、CL粒等有害物的排放。废气涡轮与压气机通常装成一体。 二、涡轮增压器的作用 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。它们的作用分别如下： 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30%～50%，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。复合式废气涡轮增压器可充分利用废气能量，使动力性能、经济性能大为改善，但结构复杂，成本高且技术难度大。 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。该系统使柴油机加速性能变好，并对改善柴油机的低速转矩有利。

涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理 2006-11-9 8:54:10来源: 奥杰汽车网编辑: 涡轮增压器的最大优点是能在不加大发动机排量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力，一般而言，加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20％~30％。涡轮增压器的缺点是滞后，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少输出功率，这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。 首先说说涡轮增压器的大概结构原理，废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成，当然还有其他一些控制元件。泵轮和涡轮由一根轴相连，也就是转子，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。以前，涡轮增压器大都用在柴油发动机上，现在一些汽油发动机也采用涡轮增压器。因为汽油和柴油的燃烧方式不一样，因此发动机采用涡轮增压器的形式也有所区别。

汽油发动机不同于柴油发动机，它进入气缸的不是空气，而是汽油与空气的混合气，压力过大容易爆燃。因此，安装涡轮增压器必须要避免爆燃，这里涉及两个相关问题，一个是高温控制，另一个是点火时间控制。 强制性增压后，汽油机压缩和燃烧时的温度和压力都会增加，爆燃倾向增加。另外，汽油机排气温度比柴油机高，而且不宜采用增大气门重叠角（进、气排门同时开启的时间）方式来加强排气的降温，降低压缩比又会造成燃烧不充分。还有，汽油机的转速比柴油机高，空气流量变化大，很容易造成涡轮增压器反应滞后。针对汽油机使用涡轮增压器出现的一系列问题，工程师有针对性地一一做了改进，使汽油机也能用上废气涡轮增压器。 中冷器 温度增高，这样不仅影响充气效率，还容易产生爆燃。因此要装置降低进气温度的设备，这就是中间冷却器。它安装在涡轮增压器出口与进气管之间，对进入气缸的空气进行冷却。中间冷却器就象散热器，用风冷却或者水冷却，空气的热量通过冷却而逸散到大气中去。据测试，性能良好的中间冷却器不但可以使发动机压缩比能保持一定值而不会产生爆燃，同时降低温度也可提高进气压力，进一步提高发动机的有效功率。 叶轮 由于汽油发动机转速范围宽，空气流量变化大，因此涡轮增压器的压缩叶轮外形是复杂的三元曲面超薄壁叶轮片，一般有12～30片叶，呈放射线状曲线排列，叶片厚度在0.5毫米以下，采用铝材用特殊铸造法制作。叶片形状的优劣直接影响到到涡轮增压发动机的性能。叶轮形状角度越合理，质量越轻，叶轮的启动就越灵敏，涡轮增压器的天生缺陷“反应滞后”也就越小。 爆燃传感器 除了降低温度来减少爆燃的可能外，还要采用爆燃传感器，它的作用就是在产生爆燃之时，传感器感到不正常的振动会立即将信息反馈至发动机ECU（电子控制单元）控制系统，将点火定时稍推迟一点，不产生爆燃的时候再恢复正常点火定时。

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

涡轮增压器的结构工作原理及使用特点

涡轮增压器的结构工作原理及使用特点 1 工作原理柴油机排出的废气经过涡轮壳进入喷嘴，将废气的热能及静压能转变为动能，并以一定的方向流向涡轮叶片，推动其高速旋转，带动同轴上的压气机叶轮同样高速旋转产生虹吸作用，新鲜空气经过空气滤清器被被吸入压气机壳，经过扩压器使气流的速度和密度增加压力提高，经过压气机壳和扩压器的气流动能变为静压能压力进一步提高后进入发动机进气管，以实现进气增压提高发动机功率的目的。 2 结构其结构如图 涡轮增压器主要有压气机和涡轮两部分组成。 压气机部分：主要包括单级离心式压气机，扩压器，，和压气机壳。 涡轮部分：主要包括涡轮壳，单级径流式涡轮。 涡轮轴与涡轮采用摩擦焊焊接成一体。压气机叶轮以间隙配合装载涡轮轴上，并用螺母压紧，涡轮也轴总成，压气机叶轮经过精确的单体动平衡，一保证告诉旋转下正常工作。 增压器的转子支撑采用内支撑形式，全浮动式浮动轴承位于两叶轮之间的中间体内，转子的轴向里靠止推轴承端面来承受。 在涡轮段和压气机端均设计有密封环装置。压气机端还有挡油罩，以防止润滑油的泄露， 压气机壳，涡轮壳，中间体是主要固定件，涡轮壳和中间体采用螺栓，压板连接压气机壳与中间体见通过扩压器后板或螺栓，压板连接，压气机壳可以饶轴线在任意角度进行安装。 增压器的润滑：采用压力润滑，润滑油从机身上的主油道进入进油口，进入润滑系统，然后通过回油管流回发动机的油底壳。 3 使用特点 （1）增压器的滞后现象 由于废气涡轮的工作相对与发动机汽缸内的工作有一定的滞后（简单说就是需要汽缸内燃烧后产生废气来推动废气涡轮），同时由于涡轮，压气机叶轮高速旋转的惯性，是发动机变工况时，响应迟缓，，排烟增加，汽车的初期加速性能较自然吸气（非增压）的稍差。这就是涡轮增压器的滞后现象。 （2）压气机喘震现象 压气机工作不稳定，气流出现强烈震荡，引起叶片发生强烈震动，并产生很大的噪声，压气机出口压力显著下降，同时伴有很大的压力波动，柴油机工作不稳，这就是压气机的喘震现象。这种现象主要是当流量小于实际值较多时，增压器叶道内的工作轮叶片进口产生强烈的气流分离引起的。 （3）涡轮的阻塞现象 气流流速在涡轮喷嘴出口截面达到高速时，流量不随膨胀比增大而增加的现象 （4）超速现象 主要是增压器流量不够大，当增压发动机还未达到额定工况时，增压器转速已达到极限，继续增加发动机功率，增压器将超速运行。（增压器转子轴承温度升高，磨损加剧，可能造成转子轴与轴承烧容抱死） 根据以上我们可以初步了解增压器的结构和基本特点，增压器的工作环境可以说是很恶劣的，转子，叶轮以及他们的配合副是很精密的器件，不可小

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。

关于发动机涡轮增压技术的分析 (1)

学生毕业论文及过程资料专业：____汽车运用技术_____ 班级：______082102_________ 学号：_________03__________ 姓名：____陈广集_____ 汽车学院 2011年6月

浙江交通职业技术学院 学生毕业设计（论文）选题汇总表 系（分院）：汽车学院专业：汽车运用技术班级：082102指导教师：吕凤军 序 学号姓名选题名称备注（自选/指定）号 1 08210203 陈广集关于发动机涡轮增压技术的分析自选

毕业设计（论文）任务书 陈广集同学： 经系（分院）毕业设计（论文）工作小组研究，现确定你的毕业（设计/论文）题目为：关于发动机涡轮增压技术的分析。 其主要研究内容：涡轮增压的历史、发展及其市场前景。对于涡轮增压的各种形式、优点和缺点的分析，涡轮增压发动机的保养与维护。 需要查阅的参考文献 [1]徐立汉，朱建江.废气涡轮增压器的正确使用[J].柴油机，2002，（06） [2]李良、雷钧等.增压器金属密封件结构性能分析[J].北方交通大学学报，2001，（04） [3] 陆家祥.柴油机涡轮增压技术[M].北京：机械工业出版社，1999.09 进度要求及工作内容： 资料查阅阶段：2010年3月15日～2010年3月25日，结合工作岗位，收集、查阅与论文题目有关的资料； 开题报告阶段：2010年3月26日～2010年4月15日，搜集资料，完成并提交开题报告； 初稿阶段：2010年4月16日～2010年4月30日，形成毕业论文初稿； 修改定稿阶段：2010年5月26日～2010年5月30日，在指导教师的审核下，完成终稿。 请你按《毕业设计（论文）教学工作规范》的要求，做好各项工作，确保任务的圆满完成。 指导教师(签名)： 年月日 毕业设计（论文）开题报告 题目：关于发动机涡轮增压技术的分析

涡轮增压工作原理

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。 涡轮增压的工作原理 涡轮增压的工作原理 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。

可变增压涡轮叶片几何技术 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。3、双涡轮增压技术

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，

浅谈涡轮增压器和存在的技术问题

浅谈涡轮增压器和存在的技术问题 摘要：随着生活水品的逐渐提高，越来越多的普通家庭已经拥有了属于自己的汽车。汽车作为一大产业，对环境的影响是不可忽视的。为了满足越来越严格的排放标准，汽车企业需要不断地进行技术改进。涡轮增压器是为柴油、汽油动力装置配套的环保、节能型高科技产品，它能够很好地改善发动机的工作状况，从而满足高标准的排放要求。 虽然涡轮增压器已经广泛使用于当现生活，但是还有大部分的人对涡轮增压器不太了解。本课题主要详细叙述涡轮增压发动机的结构组成、工作原理、使用要点，以及涡轮增压器在实际生活使用中出现的一些技术问题和问题的改进方法。旨更多的人能简单了解这种生活中常能见到的先进机械的基本情况。 关键词：涡轮增压器，叶轮，爆燃传感器，全浮式轴承，使用要点 正文： 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。 一、结构原理 先简述一下涡轮增压器的大概结构原理，废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成，当然还有其他一些控制元件。泵轮和涡轮由一根轴相连，也就是转子，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。以前，涡轮增压器大都用在柴油发动机上，现在一些汽油发动机也采用涡轮增压器。因为汽油和柴油的燃烧方式不一样，因此发动机采用涡轮增压器的形式也有所区别。汽油发动机不同于柴油发动机，它进入气缸的不是空气，而是汽油与空气的混合气，压力过大容易爆燃。因此，安装涡轮增压器必须要避免爆燃，这里涉及两个相关问题，一个是高温控制，另一个是点火时间控制。 强制性增压后，汽油机压缩和燃烧时的温度和压力都会增加，爆燃倾向增加。另外，汽油机排气温度比柴油机高，而且不宜采用增大气门重叠角（进、气排门同时开启的时间）方式来加强排气的降温，降低压缩比又会造成燃烧不充分。还有，汽油机的转速比柴油机高，空气流量变化大，很容易造成涡轮增压器反应滞后。针对汽油机使用涡轮增压器出现的一系列问题，工程师有针对性地一一做了改进，使汽油机也能用上废气涡轮增压器。 二、主要结构