可变截面涡轮增压工作原理

可变截面涡轮增压工作原理

从原理上看，柴油机的VGT技术和保时捷的VTG并没有本质的区别，基本的原理和结构都是相似的。下面，我们就通过保时捷的VTG技术来了解一下可变截面涡轮增压器的工作原理。

图中涡轮外围的红色叶片就是导流叶片

一般的涡轮并没有导流叶片的结构

VGT技术的核心部分就是可调涡流截面的导流叶片，从图上我们可以看到，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，增大涡轮处的压强，从而可以更容易推动涡轮转动，从而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。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技术的涡轮增压器都不需要设置排气泄压阀。

需要指出的是，VGT可变截面涡轮增压器只能通过改变排气入口的横切面积改变涡轮的特性，但是涡轮的尺寸大小并不会发生变化。如果从涡轮A/R值去理解的话，可变截面涡轮的原理会更加直观。

也有的厂商将这项技术成为VNT，比如沃尔沃和奥迪，它们在本质上是一样的

A/R值是涡轮增压器的一项重要指标，用以表达涡轮的特性，在改装市场的涡轮增压器销售册上也常有标明。A表示Aera区域，指的是涡轮排气侧入口处最窄的横切面积（也就是可变截面涡轮技术中的“截面”），R（Radius）则是代表半径意思，指的是入口处最窄的横切面积的中心点到涡轮本体中心点的距离，而两者的比例就是A/R值。相对而言，压气端叶轮受A/R值的影响并不大，不过A/R值却对排气端涡轮有着十分重要的意义。

导流叶片的开度能够影响导向涡轮叶片的气流速度，低转速时开度小（左图），提高空气流速，高转速时开度大（右图），减

小排气负压

当A/R值越小时，表示废气通过涡轮的流速较高，这种特性可以有效减轻涡轮迟滞，涡轮也就能在较低的转速区域取得较高的增压，而发动机高转速时则会产生较大的排气背压，使高转速时功率受到限制。反之，当A/R值越大时，涡轮的响应速度就越慢，低转速时涡轮迟滞明显，不过在高转速时，拥有较小的排气背压，且能够更好的利用排气能量，从而获得更强的动力表现。

而VGT技术所实现的截面可变就是指改变A值。当叶片角度较小时，排气入口的横切面积便会相应减小，因此A值会随之变化，从而拥有小涡轮响应快的特点。而当叶片角度增大时，A值随之增大，这时A/R值增大，从而在高转速下获得更强的动力输出。总而言之，透过变更叶片的角度，VTG系统可随时改变排气涡轮的A/R值，从而兼顾大/小涡轮的优势特性。

小结：

尽管结构和原理都很简单，但VGT可变截面涡轮技术对于增压效果的提升非常显著，在目前主流的涡轮增压柴油发动机上，这项技术已经得到了非常普遍的应用。不过，由于硬件材质的限制，这项技术在排气温度较高的汽油发动机上才刚刚起步，保时捷和博格华纳的合作可以说开创了先河。不过，随着材料科技的进步，这项技术在未来的汽油发动机上必将会得到更广泛的应用。

在我们即将进行的拆解的哈弗2.0VGT柴油发动机，也同样搭载了这项技术，届时我们也将详细解析VGT涡轮增压器的内部结构，敬请期待。

涡轮增压发动机和双离合变速器工作原理

涡轮增压发动机和双离合变速器工作原理 一般的车辆上只有手动和自动两种变速箱，手动变速箱换档常常出现动力传动 暂时中断的现象，而自动变速箱换档却又存在响应迟缓的缺点。双离合变速箱 综合了传统手动变速箱和自动变速箱的各自优点，就像是两个变速箱合而为一，一个离合器控制单数档位齿轮，另外一个离合器控制双数档位齿轮。也就是说，当变速箱挂入一档时，二档齿轮就已经啮合，等到换档时机一到，第二离合器 就与发动机输出轴接合而换入二档。在此同时，由第一离合器所控制的三档齿 轮组也完成啮合等待换档指令。 双离合变速箱在换档过程中微小的液压功耗损失和极短的换档时间使整个换 档过程达到了高效率，从而降低了能量的损耗，自然就提高了加速性和车辆燃 油经济性 双离合有一个由两组离合器片集合而成的双离合器装置，同时有一个由实心轴 及其外部套筒组合而成的双传动轴机构，并由Mechatronic电子控制及液压装置同时控制两组离合器及齿轮组的动作。在某一档位时，离合器1结合，一组齿 轮咬合输出动力，在接近换档时，下一组档段的齿轮已被预选，而与之相联的 离合器2仍处于分离状态；在换入下一档位时，处于工作状态的离合器1分离，将使用中的齿轮脱离动力，同时离合器2咬合已被预选的齿轮，进入下一档。 在整个换档期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，令动力没有出现间断的状况。

当汽车在3档行使时，4档齿轮就处于预备状态，但是尚未启用。一旦达到完 美转换点，其它档位的齿轮闭合，第3档齿轮的离合器打开，同时激活第4档。离合器的开关在此过程中同时进行，产生上述所说的平稳转换。这个转换过程 只需要在极短的几毫秒中完成。热衷运动感受的驾驶员还会体验到触摸按钮就 进行齿轮转换的感觉。在S档运动模式下，发动机和变速器配合可以带来更高 的转速和更顺畅的自动换档，从而带来更高的转换动力。 涡轮增压工作原理 单涡轮增压涡轮增压系统分为单涡轮增压系统和双涡轮增压系统。只有一个涡 轮增压器的增压系统为单涡轮增压系统。涡轮增压系统除涡轮增压器之外，还 包括进气旁通阀、排气旁通阀和排气旁通阀控制装置等。 双涡轮增压

VGT&VNT

变的是截面详解VGT可变截面涡轮增压器 2010-11-29 11:01 来源：Che168 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。

柴油机的涡轮增压

1，柴油发动机带涡轮增压是什么意思？ 涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。一般我们采用的是废气涡轮增压，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，废涡轮增压技术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，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。 涡轮增压是发动机为提高空燃比而设计的一种增压设备。涡轮增压器是目前发动机上配置最多的一种增压器。它的工作原理是一根轴上有两个涡轮。利用发动机废气支管中的涡流来驱动废气涡轮，由轴传到进气涡轮上，高速运转的涡轮把进气管中的空气压缩，从而增加了空气的密度。提高发动机的有效功率。 发动机动力的大小与发动机充气系数的大小有关，而每种发动机的充气系数由于受到相关零件的影响，它的充气系数不是随意增大的。普通的发动机都是利用气缸内的真空吸力把空气吸入气缸内，为了得到较高的充气系数，所以就增加了一个涡轮增压机，就是把经过滤清的空气经过增压机，压到气缸内。常见的增压机都是废气涡轮增压机，就是利用排气管排出来的废气驱动增压机，再压缩新鲜洁净的空气充入到气缸内。

装有废气涡轮增压器的柴油发动机,要是汽车的话,欧洲大概一半小汽车是柴油版的了,不用汽油,马力耗油,排放等都比汽油机强很多增压器技术也更成熟。 2，柴油发动机涡轮增压器和汽油机的涡轮增压有什么不同？ 柴油涡轮是为了提高动力，动力第一！而汽油涡轮是为了燃烧高效的同时节油，提高动力性能，两者的出发点不一样，所以一个是机械涡轮增压，一个是涡轮增压就这么简单！ 首先是柴油机和汽油机，柴油机是压燃，汽油机是点燃。 然后说增压器，增压器是为了增加汽缸里面的混合气的质量，从而达到更大的功率。 而汽油机和柴油机都是可以使用增压器的。 涡轮增压和机械增压的区别在于增压器动力来源不同。 涡轮增压来自发动机排出的废气带动涡轮转动，从而带动增压器；机械增压是直接由曲轴输出，所以相对涡轮增压来说要损耗发动机的功率。 单单对涡轮增压器本身而言，这俩是完全一样的，不同的在于尺寸而已——发动机排量不一样，尺寸有调整罢了，实际情况上，汽油机的增压器尺寸较小，所要求的加工要求更高，一些新技术的应用也更必要——比如可变截面等的同时节油，提高动力性能，两者的出发点不一样，所以一个是机械涡轮增压，一个是涡轮增压就这么简单！

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。

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

涡轮技术

传统涡轮的性能弱点： 传统废弃涡轮增压器并不是完美的。在使用的过程中会出现很多不尽人意的地方： 1.涡轮具有质量，因此涡轮的惯性制约了涡轮在低转速的性能。这也是人们熟知的“涡轮延迟”（“turbo lag”）. 2.当发动机运行在极高转速，涡轮进气端进气量跟不上而导致进气侧涡轮进口处产生因气流分离形成的震动。我们把这种剧烈的震荡叫做“涡轮喘震”。 以上是传统涡轮两个最大的技术难题。随着涡轮技术开发的深入，各大汽车生产商都针对涡轮的固有弱点提出了自己的解决方案。本文为大家介绍比较典型的3种涡轮增压改进技术——保时捷的VTG（Variable Turbine Geometry，即可变涡轮叶片）、宝马的TwinTurbo(双涡轮)、大众的TSI(Twincharger Fuel Stratified Injection，涡轮增压、机械增压和燃油分层喷注)。 注解： 1.国内和国外的TSI发动机虽然都用“TSI”标注，但是它们本质上有很大的区别。具体请看这篇文章：国内外TSI发动机大不同 2.保时捷把可变涡轮叶片技术叫做VTG，其他厂商把同一种技术叫做VGT(Variable Geometry Turbocharger，即可变截面涡轮增压)。之所以保时捷具有领先性，是因为保时捷是首个把可变涡轮叶片技术应用在排气温度较高（高达1000摄氏度）的汽油发动机上的厂商，而其他厂商只是把这种技术应用在普通的柴油增压发动机（排气温度相对较低）上。这可能就是保时捷把这种技术叫做“VTG”而不是“VGT”的原因。 新型涡轮增压技术解析： 保时捷VTG 解决方案说明： VTG是Variable Turbine Geometry的缩写，中文意思是可变几何形状的涡轮叶片。顾名思义，搭载VTG技术的涡轮，其涡轮叶片的几何形状是可变的。通过不同工况下（通常是转速）改变排气侧涡轮叶片的几何形状，从而减少涡轮增压器的延迟现象。

可变截面涡轮增压工作原理

可变截面涡轮增压工作原理 从原理上看，柴油机的VGT技术和保时捷的VTG并没有本质的区别，基本的原理和结构都是相似的。下面，我们就通过保时捷的VTG技术来了解一下可变截面涡轮增压器的工作原理。 图中涡轮外围的红色叶片就是导流叶片 一般的涡轮并没有导流叶片的结构 VGT技术的核心部分就是可调涡流截面的导流叶片，从图上我们可以看到，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，增大涡轮处的压强，从而可以更容易推动涡轮转动，从而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。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技术的涡轮增压器都不需要设置排气泄压阀。 需要指出的是，VGT可变截面涡轮增压器只能通过改变排气入口的横切面积改变涡轮的特性，但是涡轮的尺寸大小并不会发生变化。如果从涡轮A/R值去理解的话，可变截面涡轮的原理会更加直观。 也有的厂商将这项技术成为VNT，比如沃尔沃和奥迪，它们在本质上是一样的 A/R值是涡轮增压器的一项重要指标，用以表达涡轮的特性，在改装市场的涡轮增压器销售册上也常有标明。A表示Aera区域，指的是涡轮排气侧入口处最窄的横切面积（也就是可变截面涡轮技术中的“截面”），R（Radius）则是代表半径意思，指的是入口处最窄的横切面积的中心点到涡轮本体中心点的距离，而两者的比例就是A/R值。相对而言，压气端叶轮受A/R值的影响并不大，不过A/R值却对排气端涡轮有着十分重要的意义。

VGT可变截面涡轮增压器

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。

可变几何涡轮增压器的研究与设计

题目可变几何涡轮增压器的 研究与设计

可变几何涡轮增压器的研究与设计 摘要：普通发动机在低速时不能产生所期望的高增压压力。普通涡轮增压器与车用柴油机的匹配，在实际应用中主要存在问题为：低速转矩不足；低速和部分负荷时经济性差；起动、加速性能差；瞬态响应性迟缓；冒烟严重。 对可变几何涡轮增压器(VGT)展开研究，可以解决常规涡轮增压柴油机存在低速转矩不足、部分负荷经济性差以及瞬态响应迟缓等问题这些问题对发动机都有着十分重大的意义，如果将解决了这些问题，对发动机性能的提升将会是十分巨大的，这也正是可变几何发动机的巨大潜力所在。 增压器的设计内容复杂，一般方法需要梳理和总结。本文系统总结增压器设计的一般方法，利用这些方法和国家标准设计出可变几何涡轮增压器的各个参数。 关键词：增压器；涡轮增压器设计；可调喷嘴环控制；可变几何涡轮增器（VGT）；

The variable geometry turbocharger research and design Abstract：Ordinary turbocharged system exist many problems; engine speed cannot produce expected high pressurization pressure. Specific to ordinary turbocharger and automotive diesel engine matching, in actual application the main existing problems is: low torque is insufficient;Low Performance in the partial load moment; Startup, acceleration performance is poor; The transient response large delay;Smoked excessively Research for variable geometry turbochargers (VGT), which can solve the existing conventional turbocharged diesel engine torque insufficiency at low speed, part load performance is poor, and slow transient response etc. These problems in engine are very important sense, if will solve these problems, the ascension of engine performance will be improve largely, and this is why variable geometry engine in the huge potential. The general method of turbocharger design, requires to comb and to summarize. This paper summarizes the general method of turbocharger design. Design the various parameters of the variable geometry turbocharger, by of these methods and national standard. Keywords: supercharger; Turbocharger design; Adjustable nozzle ring; Variable geometry turbochargers（VGT）;

可变截面涡轮增压系统VGT简介

可变截面涡轮增压系统VGT简介 柴油车技术突围——揭秘VGT技术 VGT是英文Variable geometry turbocharger的缩写，中文说法是“可变截面涡轮增压系统”。这个名称很多人都看到过，但到底这个“可变截面”对于涡轮增压、乃至发动机有何实际意义呢？ 涡轮迟滞是涡轮增压发动机最需要解决的问题 在此之前，我们要简单了解一下涡轮增压发动机的原理和特性。增压发动机区别于普通自然吸气发动机，它是通过增压器进行强制进气的，这样可以大大提升进入气缸内的空气密度，从而达到小排量大功率的目的。涡轮增压发动机的增压器由排气能量驱动，很显然这需要一定的排气能量。当发动机转速较低时，排气能量往往比较小，此时有可能无法驱动增压器。当增压器不工作时，涡轮增压发动机的动力甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是我们常说的涡轮迟滞。这是涡轮增压发动机的一大顽疾，几乎所有工程师都在致力于解决这个问题。 涡轮迟滞与增压能量之间的平衡成为一对矛盾体 涡轮迟滞与增压涡轮的尺寸有关。增压涡轮越大，涡轮就越难以被驱动，涡轮迟滞就越明显，反之如果增压涡轮很小，迟滞就会大幅度缓解。然而与此同时，涡轮尺寸又与增压能量相关，小尺寸的涡轮虽然可以缓解涡轮迟滞，但在需要增压器工作时它能提供的增压值不大，不利于提升发动机的动力。因此涡轮尺寸、涡轮迟滞与增压值之间存在着一定的平衡关系。大多数常规发动机都只能采用折中的办法来设计，这样很难做到既彻底避免涡轮迟滞，同时又可以获得较大升功率。 VGT是解决这个矛盾最有效的方案 VGT就是起这个作用的。其奥秘在于它的增压器可以改变截面积，这就相当于改变了增压涡轮的大小。在转速较低时，增压涡轮会采用较小的截面积，即使转速很低的状态下涡轮也可以顺利启动，大大缓解了涡轮迟滞。在高转速状态下，增压涡轮会采用较大的截面积，这样可以大幅度提升增压值，从而提升发动机的最大功率和扭矩。华泰圣达菲2.0L发动机的“升功率”是国内同级别柴油SUV中最高的，它的动力表现已经达到或超过众多2.5升甚至2.8升的柴油SUV，VGT在这里同样功不可没。 VGT所带来的实际效果

浅谈对涡轮增压地熟悉

浅谈对涡轮增压的熟悉 一、什么是涡轮增压？ 第一咱们来弄明白什么是增压。涡轮增压的名字为，一般来讲，若是咱们在轿车尾部看到Turbo或T，即表明该车采用的发动机是涡轮增压了。相信大家都在路上看过很多如此的车型，譬如A6的，，等等。 涡轮增压套件 涡轮增压的主要作用就是提多发动机进气量，从而提多发动机的和，让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相较能够增加40%乃至更高。如此也就意味着一样一台的发动机在通过增压以后能够产生更大的功率。就拿咱们最多见的涡轮增压发动机来讲，通过增压以后，动力能够达到发动机的水平，可是耗油量却比发动机并非高多少，在另外一个层面上来讲就是提高燃油性和降低尾气排放。 不过在通过了增压以后，发动机在工作时候的压力和温度都大大升高，因此发动机寿命会比一样排量没有通过增压的发动机要短，而且机械性能、润滑性能都会受到影响，如此也在必然程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。最先的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的，如此在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面，发动机就可以够取得更大的功率。 二、涡轮增压的原理 众所周知发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的，由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制，若是发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过紧缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从而提高燃烧作功能力。因此在目前的技术条件下，涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情形下增加输出功率的机械装置。 咱们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气紧缩机，通过紧缩空气来增加发动机的进气量，一般来讲，涡轮增压都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，叶轮就紧缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大能够燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以够增加发动机的输出功率了。 大家可能会感觉涡轮增压装置超级复杂，其实并非复杂，涡轮增压装置主如果由涡轮室和增压器组成。第一是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连，排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上，最后涡轮和叶轮别离装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。如此一个整体的涡轮增压装置就做好，你的发动机就恍如电脑一样被“”了。 三、涡轮增压的种类 一、机械增压系统：那个装置安装在发动机上并由皮带与发动机相连接，从发动机输出轴取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。其长处是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出超级流畅。可是由于装在发动机转动轴里面，因此仍是消耗了部份动力，增压出来的效果并非高。 二、气波增压系统：利用高压废气的脉冲气波迫使空气紧缩。这种系统增压性能好、加速性好可是整个装置比较笨重，不太适合安装在体积较小的轿车里面。 3、废气涡轮增压系统：这就是咱们平时最多见的涡轮增压装置了，增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气紧缩机，通过紧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

HXN5B机车VTG增压器原理和常见电气故障解析

HXN5B机车VTG增压器原理和常见电气 故障解析 摘要：VTG增压器是一种智能化增压系统，其工作原理基于可变几何涡轮技术。这种技术使得涡轮可以在不同的柴油机负载和转速下产生更高的增压压力， 并在柴油机高速运行时减小增压压力，以达到最佳燃油效率。 关键词： VTG 可变截面涡轮涡轮增压 VTG增压器的工作原理是基于控制涡轮的进气量和排气量，以增加或减少增 压压力。当柴油机需要更多的空气来燃烧燃油时，VTG增压器会调整涡轮叶片的 角度，以增加进气量并提高增压压力。当柴油机负载降低时，VTG增压器会减小 涡轮叶片的角度，以减少进气量并降低增压压力。此外，VTG增压器还可以通过 控制涡轮的调压阀来改变涡轮的工作状态。当柴油机转速较低时，调压阀会关闭，使得涡轮叶片的角度变小，以便更快地旋转。当柴油机转速提高时，调压阀会打开，使得涡轮叶片的角度变大，从而增加增压压力。本文着重介绍了HXN5B机车VTG增压器的原理和常见电气故障解析的分析思路。 1 传统增压器和VTG增压器对比 1.1传统涡轮增压器面临的问题 在此之前，我们要简单了解一下涡轮增压柴油机的原理和特性。增压柴油机 区别于普通自然吸气柴油机，它是通过增压器进行强制进气的，这样可以大大提 升进入气缸内的空气密度，从而达到提高机车功率的目的。涡轮增压柴油机的增 压器由排气能量驱动。当柴油机转速较低时，排气能量往往比较小，此时有可能 无法驱动增压器，会产生所谓的涡轮迟滞现象。 涡轮迟滞与增压涡轮的尺寸有关。增压涡轮越大，涡轮就越难以被 驱动，涡轮迟滞就越明显，反之如果增压涡轮很小，迟滞就会大幅度缓解。与此

同时，涡轮尺寸又与增压能量相关，小尺寸的涡轮虽然可以缓解涡轮迟滞，但在需要增压器工作时它能提供的增压值不大，不利于提升柴油机的动力。 1.2VTG增压器的特点 VGT的核心在于它的增压器可以改变截面积，这就相当于改变了增压涡轮的大小。在转速较低时，增压涡轮会采用较小的截面积，即使转速很低的状态下涡轮也可以顺利启动，大大缓解了涡轮迟滞。在高转速状态下，增压涡轮会采用较大的截面积，这样可以大幅度提升增压值，从而提升发动机的最大功率和扭矩。 HXN5B机车采用了TPR56高压比增压器，应用可变涡轮（VTG）增压技术，可有效提高增压器在部分负荷工况与柴油机的匹配性能，降低柴油机在部分负荷时的燃油消耗率和热负荷。 2增压器控制系统 R12V280J型柴油机增压器采用VTG控制结构，组装到柴油机上，通过一系列的传感器、控制器等构成柴油机VTG控制系统（图1）。 图1 VTG控制结构根据柴油机的运行条件，通过步进电机B将可变截面涡轮增压器的可调喷嘴环叶片移动到要求位置并固定在此处，增压器的增压决定VTG的位置。发动机控制通过电源E向控制器D提供电气驱动电源。步进电机B和压力传感器F从控制器D处接收电源和控制信号。柴油机增压器压力相关的数据以及增压器转速G通过相应的连接电缆反馈给控制器，接线原理图2。

VGT 可变几何尺寸涡轮

VGT 可变几何尺寸涡轮 在这里，我们又得提到A/R比值。这比值的概念专题前面已经说明，这里就不再钻研太多。只要明白A/R比值是决定了涡轮特性这个道理就好。 A/R值越小，表示废气入口相对小，而涡轮叶片的起动惯性低，流速相对高，发动机低转反应比较好，涡轮迟滞效应不明显。但是发动机高转时小涡轮又会显得力不从心，对于大排量的发动机来说，又会出现进气“吃不饱”的情况。 然而，A/R值越大，表示入口面积较大，涡轮叶片惯性大，低转反应比较迟钝，涡轮延迟变得很厉害，要等发动机转速被提升到较高时，涡轮才有迅猛的表现。所以我们常见的发动机A/R比值在0.18-0.75之间。随着涡轮增压技术的发展，人们总是想“鱼和熊掌兼得”。有没有什么办法能让一颗涡轮拥有多种A/B比值的特性呢？专精于涡轮增压技术的工程师们用VGT技术回答了这一难题。 VGT(Variable geometry turbochargers) 即可变几何尺寸涡轮，通过改变涡轮进气端的叶片几何形状达到改变A/R值的一种涡轮增压技术。这样的技术最先是应用在柴油引擎上，而应用在转速更高的汽油引擎上并不多见。最先使用这一技术的是克莱斯勒1989款Shelby CSX-VNT。它使用了一颗来自Garett的VNT-25可变喷嘴涡轮，2.2L的直列4缸引擎可以发出175ps功率，最大扭矩达到278N?m，以当时的眼光看来已经属于辛辣车种。不过它只生产了仅仅两台原型车和498台商品车，只让少数人领略了VGT增压技术的风采。 把VGT技术发扬光大的还是来自斯图加特的速度机器。2006年，代号997的新一代Porsche 911 Turbo带着傲人性能面世。3.6升的水平对置6缸增压引擎可以产生令人眩晕的480ps，让最高车速达到311km/h。扭矩更是达到狂暴的620N?m（通过选装Sport Chrono Package运动包可以达到680N?m ！轮胎要倒霉了！）。这样的扭矩能干掉扭矩“仅有” 465N?m的老冤家—法拉利F430。如此狂暴的低扭，如此放肆的高转输出，都由一颗善变的涡轮撑腰。它就是来自BorgWarner（博格华纳）的VTG（Variable Turbine Geometry）涡轮。涡轮废气入口端的叶片加上了可变装置，就是在涡轮叶片周围加上了一圈能调整角度的导流叶片。引擎低转时，叶片与气流的角度较大，能充分利用废气的能量，让废气尽快推动压气机涡轮高速旋转起来；在大负荷、高转速的情况下，叶片的角度变小，加快废气流动的速度，防止发生过增压的情况。这套系统由发动机ECU控制，满足引擎不同转速下的增压需要，使其兼备小涡轮的低延迟和大涡轮高效率的特性。这也是VGT增压技术第一次在大量生产的汽油车型上亮相，这样的亮相可真够凶猛的。 =================================================== V olkswagen 的合二为一 机械与涡轮增压的结合 我们常见的引擎增压方式除了由废气推动的Turbocharger以外，还有一种由曲轴直接带动的Supercharger，通常被我们叫做“机械增压”。 Supercharger的压气机的驱动力来自引擎曲轴，一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮，间接将曲轴运转的扭力带动增压器，达到增压目的。机械增压的特性就是完全没有延迟现象，在发动机中低转速的情况下就能发挥良好的增压效果。而且这个区间正是Turbocharger还没有介入的区间。到了发动机高转速时，机械增压会消耗掉一部分引擎动力，而且增压效果也会变差，但这时正是Turbocharger努力工作的时候。于是在工程师的脑子里有了Supercharger 和Turbocharger弄到同一台引擎上的念头，而大众更把这念头变成现实。 疯狂的大众工程师，在一台基于EA111构架的1.4L FSI发动机上匹配了涡轮和机械双增压系统。把一台Roots式双转子机械增压器和一颗小涡轮串联起来。在低转速时，让机械增压提

汽车动力系统的电控技术

1 前言 汽车已经成为普及到家庭的大众交通工具。迄今为止，发动机(内燃机)是汽车动力的源泉，但是，随着能源和大气环境问题越来越受到关注，新的汽车动力也不断出现，特别是存在电机驱动的纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等技术，近几年得到了很快发展。 无论汽车采取什么动力，提高经济性、动力性及降低排放污染是不变的主题，采用电子控制技术是实现这些指标的重要途径。而在这些方面国内目前在经验和技术上都有相当的差距。 2 发动机控制技术 汽车普遍使用四冲程发动机。轿车多用汽油发动机，商用车多用柴油发动机。发动机控制技术的发展动力来自于两个方面：一是用户对经济性和动力性越来越高的追求，一方面是来自政府的对排放污染物越来越严的要求。为了达到这些要求，过去十几年发动机技术有了很大的发展，图1是汽油机的电控系统示意图，集中体现了发动机电控技术的内容。

图1 发动机电控系统 2.1 可变配气正时技术VVT（Variable Valve Timing） 可变配气正时控制系统就是根据发动机的状态控制凸轮轴，通过调整凸轮轴转角对配气时机进行优化，以获得最佳的配气正时，提高进气充量，使充量系数增加，从而在所有速度范围内提高扭矩，并能改善燃油经济性，有效提高汽车的功率与性能，减少油耗和废气排放。 图2 VVT基本原理图 一般都采用顶置双凸轮轴机构，如图2所示。一种是仅配置在进气凸轮轴上的；另一种是进、排气凸轮轴上都进行配置。像BMW的双可变配气相位系统（Double Vanos system），就

能同时改变进气凸轮轴和排气凸轮轴的相位角，从而获得与转速更匹配的气门叠加角，因此其拥有更高的配气效率。这就是为什么BMW M3 3.2发动机（升功率为100匹）拥有比前一代仅配备了进气门可变相位系统的M3 3.0发动机（升功率为95匹）更高的性能。 可变配气技术，从大类上分，包括可变气门正时和可变气门行程两大类。发动机的气门行程是受凸轮轴转角长度控制的，在普通的发动机上，凸轮轴的转角长度固定，气门行程也是固定不变的。而采用可变行程技术的发动机，气门行程能随发动机转速的改变而改变。在高转速时，采用长行程来提高进气效率，让发动机的呼吸更顺畅，在低速时，采用短行程，能产生更大的进气负压及更多的涡流，让空气和燃油充分混合，因而提高低转速时的动力性能。本田的VTEC和丰田的VVT-i是同时具有可变气门正时和可变气门行程的电子控制系统。 目前，正在开发的新一类VVT系统中，发动机的凸轮轴被彻底的抛弃了，每个气门，或每几个气门的动作直接由专门的电磁系统驱动，ECU需要它们怎么动，它们就怎么动，这也正是VVT技术追求的最高境界！ 2.2 废气涡轮增压技术VNT 涡轮增压技术是在不改变发动机本体基本尺寸的情况下，有效提高发动机动力输出的有效技术手段。早期使用的机械增压是将增压装置安装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管里。其优点是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面，还是消耗了部分动力，增压出来的效果并不高。因此，被广泛应用的是废气涡轮增压系统，其基本原理如图3所示。

发动机进气控制系统的发展(三稿)改

○A基础理论 ●B应用研究 ○C调查报告 ○D其他 本科生毕业设计（论文）发动机进气控制系统的发展 二级学院：物理学院 机电技术教育 专业： （汽车技术） 年级：2008级 学号：********** 作者姓名：冯灼峰 李曼助教 指导教师： 黄明鑫高级工程师 完成日期：2012年5月15日

发动机进气控制系统的发展 专业名称：机电技术教育（汽车技术） 作者姓名：冯灼峰 指导教师：李曼助教/黄明鑫高级工程师论文答辩小组 组长：黄明鑫 成员：李明圣 蓝莹 李曼 论文成绩：

目录 引言 (1) 1．汽车发动机进气控制系统历史及其发展过程 (2) 2．现今汽车发动机进气控制系统技术 (3) 2.1可变气门正时系统 (4) 2.1.1 丰田可变配气正时控制机构（VVT－I） (4) 2.1.2 本田可变气门正时升程电子控制系统（VTEC） (5) 2.1.3 宝马Valvetronic系统 (6) 2.1.4 奥迪的A VS可变气门升程系统 (7) 2.2机械增压 (8) 2.3涡轮增压 (9) 2.3.1 双涡轮增压 (9) 2.3.2 单涡轮双涡管 (10) 2.3.3 可变截面涡轮 (11) 3．现今发动机进气控制系统特性分析以及今后发展趋势 (13) 3.1现今汽车发动机进气控制系统特性分析 (13) 3.2发动机进气控制系统今后发展趋势 (13) 3.2.1 气门升程与气门开启持续时间共同调整 (13) 3.2.2 机械增压与涡轮增压相结合 (14) 3.2.3 可变气门正时系统与增压系统在工作上的优化结合 (14) 4．结论 (14) 参考文献 (15)