第十三章 废气涡轮增压

第十三章废气涡轮增压

发动机能发出的最大功率受汽缸内能燃烧的燃料的限制，而燃料量又受每循环汽缸内能吸人空气量的限制。如果空气在进入汽缸前受到压缩使其密度增大，则同样汽缸工作容积就

可以容纳更多的新鲜充量，从而可以供给更多的燃料，得到更大的输出功率。

按照提高进气密度增加功率的设想，早在1905年，瑞士的艾尔弗莱德·布奇(Alfred Biichi)就提出了涡轮增压方案，并进行了早期的柴油机定压增压及脉冲增压系统实验，1925年取得成功并获得专利。此后瑞士的布朗·保弗利(BrownBoveri)公司在船用发动机上采用了废气涡轮增压，继之航空活塞式发动机也采用了增压技术。而车用发动机采用涡轮

增压技术较迟，主要原因是车用发动机对涡轮增压器的要求较高，不仅要求效率高，流量范

围宽，能满足车辆发动机变工况的要求。而且还要求结构简单，体积小，质量轻，造价低廉。直到20世纪50年代后期，增压技术才广泛应用到车用柴油机上，并逐步推广到汽油机

中。目前绝大部分的大功率柴油机、半数以上的车用柴油机以及相当比例的高性能汽油机，均已采用增压技术。一般而言，增压后发动机功率可比原机提高40％一60％，甚至更多，发动机的平均有效压力可达到3MPa。增压技术特别是增压中冷技术，被视为提高车用发动

机动力性、经济性及降低排放的有效措施。

§13—1 发动机增压的基本概念及增压类型

一、发动机增压的基本概念

1．增压是提高发动机升功率的有效措施

提高发动机功率，特别是升功率，是提高车用发动机性能的重要途径。发动机有效功率的表达式为：．

户。’牛巍严(13—1)

式中只——有效功率；

Pm*--平均有效压力；

Vh--汽缸工作容积；

i——汽缸数；

n——转速；

，——冲程数，四冲程t：4，二冲程f’2。

发动机升功率为：

PL‘号lien' (13—2)

由升功率的定义可以看出，升功率越大，发动机的强化程度越高，发出一定有效功率的

动机的尺寸越小，它是评定发动机动力性能和强化程度的重要指标之一。

提高发动机升功率有三个途径：采用二冲程；提高转速；提高平均有效压力。采用二冲

虽然能提高发动机的有效功率，但由于经济性差、热负荷高等缺点，在车用发动机中不能

到广泛应用。而提高转速也会带来运动件惯性增大、燃烧过程恶化等问题。因此，提高平

有效压力是提高升功率的切实可行措施。

由发动机的能量转换过程，平均有效压力可以表示为：

增压就是利用专用的装置(增压器)在进气过程中采用强制的方法将新鲜充量送人汽，使其进气量大大高于自然吸气的进气量，从而大幅度提高发动机的平均有效压力。因

，增压不仅是目前发动机提高升功率的最切实可行的办法，而且也是高原低气压地区的发

机防止因空气稀薄而导致功率下降，燃油消耗率上升的最有效措施。

2．增压柴油机的不功图

3．增压度与压比．

发动机增压后，其功率提高的程度称为增压度。增压度用丸。来表示：

Az—Pek’耙*Pa)·(13—4)

式中Pek、户mek＼psk--增压后的发动机功率、平均有效压力及进气密度；

户小PmeO、p~o--未增压时发动机功率、平均有效压力及进气密度。

压气机出口压力称为增压压力，用户dc表示，它与压气机的结构、尺寸、转速及效率等

有关。

压气机出口压力Psk与压气机进口压力夕曲之比称为压气机增压比，简称压比，用Kk表

示，即

丌k’·Psk (13—5)

车用压气机的压比最高可达到3．5以上。

增压比直接影响进入发动机汽缸的进气量，压气机出口压力Psk越高，即压比越大，进

入发动机汽缸内气体的进气密度也越大。增压比的选取取决于应用对象。总的来说，增压技

术对发动机的性能有三个基本的作用：即提高升功率、改善经济性及降低排放。汽车发动机

的设计者一般着眼于合理的功率密度、低排放和最佳拱油经济性，所以选取的压气机压比一

般不高，在2．5以下，尤其是车用汽油机一般采用较低的压比。而赛车和军用车辆的设计者

追求的是最大限度的功率输出，因此这一类发动机采用增压器的压比较高。

二、增压的基本类型

1。按增压比的不同分类

按发动机增压比不同可分为四种增压类型：·

(1)低增压，吼<1．6，对应的户。二0．7～1．0MPa；‘

(2)中增压，1．6

(3)高增压，2．5

(4)超高增压，丌k>3．5。

车用柴油机多为低增压，部分为中增压；车用汽油机一般采用低增压。

2．按驱动压气机的动力源分类

根据驱动压气机的动力源不同，发动机的增压可以分为机械增压、废气涡轮增压及复合

增压三种类型：

(1)机械增压

机械增压见图13—2a。发动机的输出轴直接驱动机械增压器(压气机)，实现对进气的

压缩。其主要优点是发动机与压气机的匹配较好，加速响应性较佳，且对排气无干扰；缺点

是传动复杂，且消耗发动机功率使燃油消耗率上升，主要用于增压度不高的发动机。

(2)废气涡轮增压

压气机与涡轮同轴联接，构成涡轮增压器。见图13—2b所示。利用排气过程中所排出

废气的剩余能量来带动压气机，实现增压。由于利用了废气的能量，不仅使发动机的功率上

升，燃油消耗率下降，改善了经济性，而且有利于降低有害排放和噪声；增压器与发动机只

有管道联接而无刚性传动，使结构大大简化。

(3)复合增压，

复合增压见图13—2c，它利用上述两种增压方式联合工作。综合了两种增压方式的优

点，高速时利用涡轮增压，启动时利用机械增压，因此低速、低负荷时仍能保证一定的增压

压力，主要应用于大型二冲程柴油机。

由于废气涡轮增压的突出优点，目前车用发动机的增压大多采用这种类型。

§13—2 废气涡轮增压的工作原理

一、废气涡轮增压的工作原理

废气涡轮增压器的工作原理如图13—3所示。废气涡轮增压器由涡轮和压气机两部分组

成。涡轮3置于涡轮壳4内，压气机叶轮8置于压气机壳9内，涡轮与＼-

压气机用同一根轴5相连，进气管与压气机的出口相连。

在排气过程中，仍有一定压力的高温废气由排气管1经涡轮壳中的喷嘴环2进入涡轮3，由于喷嘴环是收缩形的，废气在其中继续膨胀，

压力和温度下降，而气流速度迅速上升，废气在喷嘴环中按一定方向高

速喷出，推动涡轮高速旋转，膨胀作功后的废气由轴向的出口排出。

在涡轮高速旋转的同时，也带动压气机以同样的速度转动。经过

滤清的空气由轴向被吸人压气机壳内，高速旋转的压气机叶轮将吸人

的空气甩向叶轮边缘，使其压力与速度提高，被提高了压力和速度的

空气进入压气机壳中的扩压器7(进口小、出口大)使压力进一步提

高而速度下降。由于压气机的环形涡壳断面也是由小到大，空气由涡

壳9处流出压气机时，压力继续升高，这些压力较高的空气经由发动机

进气管进入汽缸，由于经过扩压，进入汽缸的空气密度有较大的提高。

由于压气机所消耗的功率完全由废气涡轮提供，不需消耗发动机

本身的功率，从而提高了发动机的机械效率。在非增压柴油机上经简

单改装采用废气涡轮增压措施后，其功率可提高30％～50％，燃油消

耗率可降低5％左右。另外，由于工作循环温度较高，使燃烧过程进

行得比较完善，废气中的有害排放物含量下降，减少了排气污染由于发动机与废气涡轮增压器联合工作时能量传递的特点，使增压发动机的加速性及转

巨特性不如非增压发动机。随着涡轮增压器向小型化和轻量化发展，以及增压器与发动机的

)。理匹配，目前在增压度不高时(户me<1MPa)，上述问题可以得到较好解决。

二、废气涡轮增压的形式

1．废气涡轮增压的基本形式

涡轮增压器按照其能量的利用方式可分为定压增压与脉冲增压两种基本的工作方式，见

目13——4。

(1)定压增压

这种增压系统的特点是把发动机所有汽缸的废气都汇集到一个排气管中，然后再导人废

[涡轮的整个喷嘴环，由于排气总管截面和长度(即排气管的容积)较大，起到稳压箱的作

I，同时各缸排气相互交替补充，使得排气管中的压力波动很小，进入涡轮前废气的压力基

；上恒定，故称为定压增压。这种增压方式由于排气总管中有涡流损失，脉冲能量几乎消耗

}尽，不能将废气能量全部利用，而是利用废气在涡轮中的膨胀功，并且由于涡轮前的压力

：化比较缓慢，加速性能比较差，特别是在低增压时，排气能量利用程度差，加速性能不

＼但这种增压系统的排气管结构简单，并能保证涡轮有较高的效率，一般应用于高增压柴

I机。

(2)脉冲增压

为了有效地利用废气的脉冲能量，把发动机的排气管按发州I匝序分成几个单独的分支，使排

相位互不重叠的汽缸组成一组，每组汽缸的爿汽被导人—个细而短的排气总管后进人涡轮。

排气管分支后，各汽缸的排气压力波互相干扰减少，且排气管的容积较小，涡轮前的气

：参数脉动较大，当发动机负荷变化时，排气管中的压力也能迅速反应，使进人涡轮的废气

量随之变化。这样，涡轮增压器可随发动机负荷的变化而做出相应的反应，有利于改善发

机的加速性能。另外，采用脉冲增压，排气阻力比定压增压系统小，利于汽缸的扫气，提

了充量系数。但由于脉冲增压系统的涡轮前排气温度和压力都是周期性脉动的，进人工作

轮叶片的排气流动方向也周期性地改变，使气流的撞击损失增大，有时还存在着涡轮机的

分进气现象，因此涡轮的效率比定压增压系统低。

实践证明当压比不超过1．6—1．8时，废气的脉冲能量可以得到最有效的利用。因此，

冲增压方式大多用于低增压系统。而当压比较高(高于2．5)时，采用脉冲增压所得到的能

增益不多，但考虑到对于高增压发动机在部分负荷时，脉冲增压系统仍然具有能量利用率、发动机反应灵敏等车用发动机所希望的优点，因此，部分增压度较高的发动机，为了改

聋其转矩特性及加速性能，仍常采用脉冲增压系统。

对于四冲程发动机，排气门开启至关闭约延续240‘CA，而且在排气末期与进气门有气

：]重叠，以便于进行燃烧室扫气，只有使排气管内保持完整的排气脉冲波，才能更好地利用

麦气能量及改善扫气条件。因此，在设计脉冲增压对排气管进行分支时，应使发火间隔相差

140‘CA以上的各缸排气管连在一起。一根排气管所连接的汽缸数目可以是两缸或三缸。更

多汽缸的排气管连接在一起将会由于排气重叠而使脉冲增压系统接近定压增压系统。

2．脉冲转换增压与多脉冲增压系统

如上所述，在发动机增压度较低时，常规的脉冲增压系统具有突出的优点，尤其是当汽

虹数为3的倍数时，采用常规的脉冲增压方式尤为有利，尽管汽缸数增加后会导致涡轮人口

牧目的增加。但当汽缸数不再是3的倍数且依然采用脉冲增压方式时，为了防止排气干涉，

不得不增加排气支管的数目，以至于出现两缸或单缸直接排人一根排气管的现象，特别是在

噌压度较高时，缺陷尤其严重。主要问题如下：

①排气能量利用不好。因为在每一缸排气时，其他缸已完全结束排气，排气支管内的排

气可能已充分排空，气体流经气门的节流损失很大，尤其在增压度高时更为突出。

②排气管内压力波动大，撞击损失显著增加，涡轮效率下降。

③不利于涡轮的可靠性。涡轮叶片所承受的周期性冲击增加，导致其振动加剧，涡轮的

可靠性及使用寿命均受到影响。

④为了适应多人口要求，涡轮的进气道较为复杂，体积与尺寸随之增大。

为了解决上述问题，几种新型的增压系统应运而生，这就是脉冲转换增压系统、多脉冲

转换系统及模块式脉冲转换系统。

(1)脉冲转换增压系统

脉冲转换增压系统试图将脉冲增压与定压增压系统的优点结合起来，以满足汽缸数非3

的倍数的发动机之需。它主要针对4、8、16等汽缸数的发动机设计的，要求把发火间隔为

360‘的两个汽缸连接到同一根排气支管，并与另一根排气支管通过脉冲转换器连接到涡轮的

一个人口，即每一个脉冲转换器通过两个排气支管与四个汽缸相连，如图13—5。

由图13—5可以看出，脉冲转换器分为喷管(收缩段)、混合管、扩压管(渐扩段)及稳压箱

等几个主要部分。其基本原理是：各缸排气脉冲首先到达喷管，气流加速而压力降低，排气

均压能转换为动能，并在混合管中混合，各股脉冲气流的能量相互交换，达到流速平衡。然

舌，在扩压管中气流的动能又变为压能，随后流人稳压箱，最后通过一个人口进入涡轮中因此进入涡轮的压力基本稳定，并高于平均排气背压，此压力差即对应可以利用的脉冲能

量。这样，脉冲转换器在能量传递效率方面优于定压系统，且在涡轮效率方面又优于脉冲系统。

实际应用时，为了避免扩压管中的能量转换(动能变为压能)损失及减小脉冲转换器的

体积，常将其结构简化，称为简化的脉冲转换器(图13—5b)。

(2)多脉冲转换系统

脉冲转换增压系统虽然能够利用脉冲能量，但仍然存在排气脉冲能量损失较大及压力波

反射干扰扫气等问题，尤其在转速变化时，问题比较突出。

多脉冲转换系统是在脉冲转换增压系统基础上实现的，它主要靠应用大的喷嘴环出口截

面积，使压力波几乎不反射，或尽量减弱反射压力波，因而前一缸的扫气顺利进行。同时，

由于各个排气支管在多脉冲转换器的混合管中混合，然后与涡轮进口相连，可实现全周进

气，涡轮效率得到提高。

·(3)模块式脉冲转换器系统

MPC(ModularPulseConverter)是多脉冲系统的进一步发展，它兼顾了多脉冲系统和定压系统的优点。实用的MPC系统是一种串接式的排气管系统，如图13—6所示。每个汽

缸在其排气出口处接一个模块，模块由引射器和圆柱体两部分组成，引射器为收缩状的喷

嘴，以一定角度与圆柱体相交，另一端与相应汽缸的排气道连接。各个模块的圆柱部分连在

一起，构成排气总管(图13—6b)，一端封闭，另一端通向涡轮进口，向涡轮定压供气。

MPC的工作原理恳：各缸排气流人引射器并在其中加速，使排气总管的气流具有较高

的速度，但压力下降，利于降低压力波动。并且由于各引射器出口的动能传递给总管内具有

一定速度的气体，使气体的加速度沿排气管不断增加，流人涡轮进口，能量利用率高，且阻

止了压力波的产生。引射器本体容积较小，可在排气支管和总管间起到动力隔离作用，

抑制

了压力波通过总管干扰各缸排气。由于所有汽缸连到一根总管上，可采用全周进气的涡轮，

涡轮效率也得到提高。

§13—3 废气涡轮增压器结构

图13—7所示为K27型废气涡轮增压器的结构。废气涡轮增压器由压气机、涡轮及中

2．增压器的综合效率应能达到该增压器所能达到的最佳值。在正常情况下，综合效率越高，则空气的质量流量越大、排温越低。

3．涡轮增压器应保证在发动机的各种工况下都能稳定、可靠、高效率地工作。·

4．对于车用发动机，还要求涡轮增压器具有较好的变工况响应特性，发动机的外特性

有足够的转矩储备、转速储备及瞬态加速响应性能。

二、增压发动机的结构特点

为了适应废气涡轮增压的需要，发动机的结构与工作参数要进行适当的改动。

1．压缩比

为了降低爆发压力，增匝发动机应适当地降低压缩比。尤其是汽油机，增压更容易产生

爆燃，因此，降低匝缩比是比较普遍的选择。

2．过重至气糸数

为了降低发动机的热负荷和排气温度，改善经济性，一般增压柴油机的过量空气系数比

增匝之煎增大10％一30％。

3．供油系统

由于燃料供给量加大，柴油机需加大每循环供油量。为保证供油持续期基本不变，常用

方法是增大柱塞直径并加大喷孔直径，以增加供油速率。又由于压缩终点压力和温度提高，

相应地提高喷油压力，减小喷油提前角。

汽油机增压后，燃油供给装置及点火系统也要相应调整。

4．进、排气系统；

(1)配气相位；

因增压发动机热负荷加大，应合理加大气门重叠角，利用增压空气增强汽缸扫气，降低；

气门、活塞等部件热负荷。由于扫气增强，排气温度降低，涡轮的工作条件得到改善；同时‘

由于废气扫除彻底及进气温度降低，使充量系数提高。但当增压压力较高及采用进气中冷技

术时，气门重叠角则与非增压差不多。

(2)进、排气偕

进、排气管的设计与增压器的使用要求一致。增压发动机的进气管容积希望大一些，以

减少进气压力脉动，提高压气机效率和改善发动机性能。

5．曲柄连杆机构

由于增压柴油机的机械负荷与热负荷增大，承受机械负荷的曲柄、连杆等零件在强度上

相应加强，对热负荷增大的零件，如活塞等，应加强冷却。

三、增压空气中冷

采用中冷技术是进一步提高增压发动机功率，改善性能的有效措施。将增压后的空气冷

却，一方面可进一步提高进气管内空气的密度，提高发动机功率；另一方面，可降低发动机

压缩始点的温度及整个循环的平均温度，从而降低发动机的排气温度、热负荷及NOx 排敖。

根据实验数据，增压空气每降低10C，发动机的功率大约可提高2．5％，燃油消耗率下降

I．5％，排气温度叮降低30C左右。另外，采用空气中冷后还能减少冷却水带走的热量，因

而可缩小散热器的尺寸并减少消耗在驱动风扇上的功率。

中冷器的冷却介质可用循环冷却水或空气，对增压后的充量进行间接冷却。在车用发动

机上，若采用独立的水冷系统，结构过于复杂；若利用发动机冷却水来冷却中冷器，效果又

四、车用汽油机的废气涡轮增压技术

车用汽油机废气涡轮增压的普及性远不如柴油机，其主要技术障碍在于爆燃、混合气控

制、热负荷和增压器的特殊要求等方面。，

1．爆燃

由于增压后，进气温度和压力升高，及燃烧室受热零件热负荷增高等原因，将促使爆燃

发生。为此，必须降低压缩比、推迟点火时刻、采用进气中冷等措施。汽油机的增压比一般

比柴油机低得多，一般不超过2。

2．混合气调节

汽油机采用定质变量调节，化油器式发动机进行增压时，气流流经化油器喉口的压力是

变化的，不仅难于精确供给一定浓度的混合气，还增加了一些如增压方案的选择、化油器的

密封、加速响应性能等新问题。电控汽油喷射技术的应用，为增压技术在汽油机中的

应用扫

除了一大障碍。

3．热负荷

汽油机的过量空气系数小，燃烧温度高，膨胀比小，排气温度比柴油机高200～300℃。

增压后，汽油机整体温度提高，同时，为避免可燃混合气损失，·气门叠开角不大，燃烧室的

扫气作用不明显，因此，增压汽油机的活塞、排气门以及废气涡轮的热负荷均比增压柴油机

严重。

4．对增压器的特殊要求

汽油机增压比低、流量范围广、热负荷高、最高转速高且转速范围大。这就要求增压器

体积小、耐高温性能好、转动惯量小、效率高。

总体而言，汽油机的增压技术在过去的20年中获得了重大突破。随着电子控制技术的

大规模应用，以及高性能增压器的不断出现，如陶瓷涡轮转子、可变截面涡轮增压器等，汽

油机增压技术将获得较快的发展。

废气涡轮增压器

毕业设计（论文）设计题目：浅析发动机废气涡轮增压技术 姓名姚伟 学院（系）交通与物流学院 专业交通运输 年级 2011级 指导教师郭晋明朱燃燃 2014年12 月25 日

目录 摘要 关键字 引言 一．发展历史 二．涡轮增压器概述 2.1涡轮增压系统 2.2增压作用和目的 三．涡轮增压器的结构及工作原理 3.1结构及组成部分 3.2离心式压气机 3.3径流式涡轮机 3.4涡轮增压器基本工作原理 四．涡轮增压的优缺点 4.1涡轮增压器的优点 4.2涡轮增压器的缺点 五．涡轮增压器在汽油机上的应用 六．涡轮增压器的发展现状及前景 七．参考文献

浅析发动机废气涡轮增压技术 摘要：涡轮增压，英文名为Turbo，一般来说，如果我们在轿车尾部看到Turbo 或者T，即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。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的日常生活，为了满足驾驶者的驾驶需求，提高汽车的动力性和燃油经济性显得尤为重要，涡轮增压技术就是这么一项技术。本文主要研究发动机蜗轮增压技术的应用现状、工作原理、技术特点及发展前景，阐述了发动机蜗轮增压技术的作用和目的，介绍了涡轮增压系统中各组成部件的作用及工作原理，提出了目前汽油机增压的难点、可能遇到的问题和针对这些问题应采取的措施，论述了发动机涡轮增压技术发展趋势及前景。 关键字：涡轮，废气，增压 引言 随着现代科学技术的高速发展，对于发动机的功率要求也越来越高，因此就需要不断提高发动机的动力性。提高发动机升功率的最有效措施是提高发动机进气管中的冲量密度，即采用增压技术。增压按其定义是在增压器中压缩进入发动机进气管前的冲量，增加进气管中冲量的密度，使得进入汽缸的实际进气量比自然吸气发动机的近气量多，来达到增加发动机功率的目的。增压器所需能量来源的不同，一般可分为机械驱动式增压和废气涡轮增压两类。机械增压将使内燃机的机械效率降低，废气涡轮增压是最有效的增压方式。经过百年的不断发展，涡轮增压技术已经日趋成熟和完善。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。涡轮增压器根据废气在涡轮机内不同的流通方向，可分为径流式涡轮与轴流式涡轮两大类。大中型柴油机多采用轴流式涡轮增压器，而对于车用内燃机则采用径流式涡轮增压器。径流式涡轮增压器由离心式压气机和径流式涡轮机这两个主要部分，以及支承装置、密封装置、冷却系统、润滑系统所组成。车用汽油机的速度和功率范围宽广，工况变化频繁，扭矩储备要大，这些在采用废气涡轮增压后，不采取特殊措施，会限制它的推广。汽油机的过量空气系数比较小，所以工作温度比柴油机高，增压

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)。

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

涡轮增压发动机的构造、原理及使用

论文封面成绩：青岛科技大学2015-2016学年第1学期 《过程装备与控制专业概论》 班级：装控153 学号：1505020312 姓名：张明海 开课学院：机电工程学院任课教师：栾德玉、翟红岩

过程装备与控制工程概论论文 涡轮增压发动机的构造、原理及改进 摘要 涡轮增压简称Turbo，我们经常可以在汽车尾部看到Turbo或者T的标志，这些标志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

船舶柴油机主推进动力装置832 第七章 柴油机的特性91题

第七章柴油机的特性91题 第一节船舶柴油机的工况和运转特性的基本概念11题 考点1：船舶柴油机的运转工况5题 1 发电机工况 电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。在这种工况下，为了保持电网电压稳定和一定的电流频率，由调速器控制柴油机保持恒速运转。它的功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化，可以从零变化到最大许用值。因此，柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况。 2 螺旋桨工况 用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。在此工况下，柴油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨，螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船保持航速。螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率（忽略轴系的传递损失情况）。在螺旋桨工况下，柴油机发出的功率和其转速都是改变的。螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的m次方成比例（P p＝cn m）。通常在稳定运转时，螺旋桨吸收功率P p与转速n的三次方成比例，即P p∝n３。相应柴油机功率Pe 与转速的关系可写成Pe＝cn３。我们把柴油机按此关系运转的工况称为柴油机的螺旋桨工况。 3 其他工况 柴油机在此类工况下运行时，它的功率与转速之间没有一定的关系。柴油机的转速是由工作机械所需的速度决定的，而功率则由运行中所遇到的阻力决定。比如驱动调距桨的主机是根据不同的调距桨叶的角度在某一转速下要求不同的功率；驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机分别要求符合水泵或空压机的工况；即使直接驱动螺旋桨的主机，当航行条件和运行状态发生变化时（海面状况、气象条件、航区、装载、船舶污底以及船舶转向等），船舶阻力发生改变，通过螺旋桨影响主机的功率和转速。 A1.柴油机转速不变而功率随时发生变化的工况，称为（）。 A．发电机工况 B．螺旋桨工况 C．面工况 D．应急柴油机工况 B2. 柴油机的功率随转速按三次方关系而变化的工况，称为（）。 A．发电机工况 B．螺旋桨工况 C．面工况 D．应急柴油机工况 C3. 柴油机在同一转速下可有不同输出功率，在同一功率下可有不同转速，这种工况称为（）。 A．发电机工况 B．螺旋桨工况 C．面工况 D．应急发电机工况

汽车发动机原理第7章 练习题答案

第七章练习题答案 一、选择题：AADCA ACBBA 二、是非判断题: ×√× 三、名词解释: 1、增压比：增压比是指增压后气体压力与增压前气体压力之比。 2、增压度：增压度是指发动机在增压后的功率与增压前的功率之比。 3、压气机喘振：在一定转速下，当空气流量减少到低于一定数值时，压气机的工作便开始不稳定，气流发生强烈的脉动，引起整台压气机剧烈振动，甚至导致损坏，同时发出粗暴的喘息声，这种不稳定工况称为喘振。 4、涡轮机阻塞：当涡轮机转速一定，随着膨胀比的增大，流量随着增加，当膨胀比增加到某一临界时，流量达到最大值，不再增加，这种现象称为涡轮机的阻塞现象。 四、简答和问答题 1、废气涡轮增压对发动机性能有什么影响？ 答：动力性↑ ，升功率↑，经济性↑；排气污染及噪声↓；加速性↓；发动机的低速扭矩偏低；起动性与制动性↓；热负荷及机械负荷↑。 2、什么是恒压系统、脉冲系统？对它们进行比较？ 答：恒压系统：这种增压系统的特点是涡轮前排气管内压力基本是恒定，它把柴油机所有的排气管都连接于一根排气总管，而排气总管的截面积又尽可能做得大，排气管实际上起到了集气箱的作用，由于集气箱起了稳压作用，因而在排气总管内的压力振荡是较小的。 脉冲系统：特点是使排气管中的压力造成尽可能大的压力变动，把涡轮增压器尽量靠近汽缸，把排气管做得短而细，并且几个缸连一根排气管。这样每一根排气管中就形成几个连续的互不干扰的排气脉冲波进入废气涡轮机中，同时把涡轮的喷嘴环，根据排气管的数目分组隔开，使互不干扰。 脉冲可利用能量大于恒压系统。脉冲系统有利于扫气。脉冲系统加速性能好。脉冲系统结构复杂、流动损失大。低增压：脉冲系统高增压：恒压系统。 3、高增压系统为什么必须加装中冷器？ 答：将增压器出口的增压空气加以冷却，一方面可以提高充气密度，从而提高柴油机功率，另一方面也可以降低柴油机压缩始点的温度和整个循环的平均温度，从而降低柴油机的热负荷和排气温度。冷却增压空气尽管是降低热负荷的最合理的措施之一，但只有在增压压力较高时才是合适的，低增压时没有必要设置中冷器。

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。

废气涡轮增压

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A WL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。

《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。

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)

废气涡轮增压技术论文

废气涡轮增压技术论文 作者：毛兴茄

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。

目录 第一章增压器的简单概述 (4) 1.1概述 (4) 1.1.1 增压技术简介 (4) 1.1.2 发动机进气增压的基本原理 (6) 1.1.3 增压发动机的特点 (7) 1.2 废气涡轮增压器及其增压系统 (8) 1.2.1 废气涡轮增压器的结构和工作原理 (8) 1.2.2 涡轮增压器的设计考虑因素 (10) 第二章废气涡轮增压器常见故障的分析 (11) 2.1分析与修理 (12) 2.1.1简要分析 (12) 2.1.2增压压力不足 (12) 2.1.3 增压器涡轮进口温度过高 (13) 2.1.4增压器的冷却水温度过高 (14) 2.1.5 增压器轴承滑油温度过高 (14) 2.1.6 废气倒流 (14) 2.1.7 异响与振动 (15) 2.1.8涡轮端气窗冒烟气和轴承油变质 (15) 第三章涡轮增压器的优缺点及使用注意 (16) 3.1涡轮增压器优缺点分析 (16) 3.1.1 涡轮增压器优缺点的对比 (16) 3.1.2 比较奥迪A6 1.8T与奥迪A6 1.8 (16) 3.1.3 涡轮增压器的不足之处 (17) 3.2 涡轮增压器的使用注意 (18) 3.2.1工作环境 (18) 3.2.2 不能着车就走 (18) 3.2.3 不要立即熄火 (18) 3.2.4 注意选择机油 (18) 3.2.5 发动机机油保持清洁 (18)

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

废气涡轮增压技术论文

废气涡轮增压技术论文 作者：

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。

目录 第一章增压器的简单概述 (4) 1.1概述 (4) 1.1.1 增压技术简介 (4) 1.1.2 发动机进气增压的基本原理 (6) 1.1.3 增压发动机的特点 (7) 1.2 废气涡轮增压器及其增压系统 (8) 1.2.1 废气涡轮增压器的结构和工作原理 (8) 1.2.2 涡轮增压器的设计考虑因素 (10) 第二章废气涡轮增压器常见故障的分析 (11) 2.1分析与修理 (12) 2.1.1简要分析 (12) 2.1.2增压压力不足 (12) 2.1.3 增压器涡轮进口温度过高 (13) 2.1.4增压器的冷却水温度过高 (14) 2.1.5 增压器轴承滑油温度过高 (14) 2.1.6 废气倒流 (14) 2.1.7 异响与振动 (15) 2.1.8涡轮端气窗冒烟气和轴承油变质 (15) 第三章涡轮增压器的优缺点及使用注意 (16) 3.1涡轮增压器优缺点分析 (16) 3.1.1 涡轮增压器优缺点的对比 (16) 3.1.2 比较奥迪A6 1.8T与奥迪A6 1.8 (16) 3.1.3 涡轮增压器的不足之处 (17) 3.2 涡轮增压器的使用注意 (18) 3.2.1工作环境 (18) 3.2.2 不能着车就走 (18) 3.2.3 不要立即熄火 (18) 3.2.4 注意选择机油 (18) 3.2.5 发动机机油保持清洁 (18)

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。

汽车构造教案 发动机废气涡轮增压

（A）理论教学内容和过程 废气涡轮增压 利用某一种装置对进入气缸的新鲜空气进行预先压缩的过程称为增压。进气增压系统的功用是增加进入内燃机气缸的充量密度和充气量，在燃料供给系统良好的配合下，可以使更多的燃料得到充分燃烧，从而达到提高内燃机的平均有效压力，增大功率和改善经济性的目的。 根据所用能量的来源不同，内燃机的增压系统一般可分为三类：机械增压系统，废气涡轮增压系统和复合增压系统。 机械增压系统由柴油机通过齿轮、皮带、链条等装置驱动，将空气压缩后进入气缸。增压机采用离心式或罗茨式压气机。机械增压由于要在内燃机上装一套传动机构，不但使发动机结构复杂，体积增大；而且还要消耗一定的功率，使内燃机经济性下降。增压的压力提高时，消耗于驱动增压器的功率将大于内燃机由于增压所提高的功率，得不偿失，失去了增压的意义，逐渐被淘汰。而废气涡轮增压就是利用内燃机排气驱动的涡轮机来驱动压气机，实现提高进气压力，增加进气量。 采用增压技术对高原地区使用的发动机而言非常必要。在高原地区大气压低，空气稀薄，导致发动机功率下降，一般认为海拔每升高1000米，功率下降8％～10％，燃油消耗率增加3.8％~5.5％。而装用涡轮增压器后，可以使发动机的功率得以恢复，油耗得到降低。 一、废气涡轮增压器的工作原理 废气涡轮增压器主要由涡轮机和压气机两大部分组成，涡轮机将柴油机排气管排出的高速废气的动能和压力能转变为机械能。压气机则利用涡轮机输出的机械能，把空气的压力提高，然后送至气缸内。

图3-11 废气涡轮增压器的工作原理 １-排气管 2-涡轮 3-喷嘴环 4-涡轮壳 5转子轴 6-浮子轴 承 7-压气机叶轮 8-扩压器 9-压气机壳 10-进气管 废气涡轮增压器的工作原理如图3―11所示。废气涡轮增压器布置在排气歧管和排气管之间。排气管接到增压器的涡壳内，柴油机排出的具有一定压力的高温废气进入涡轮壳内的喷嘴环。由于喷嘴环的截面积是逐渐收缩的，废气的压力和温度随之下降，速度不断得到提高，废气的动能也得到增加。高速的废气流按照一定的方向冲击涡轮2，使涡轮高速旋转。废气的压力、温度和速度越高，涡轮的转速也越快，通过涡轮的废气最后排入到大气中。由于废气涡轮和离心式压气机叶轮安装在同一根转子轴上，两者同步旋转。经过空气滤清器并吸入压气机壳体内的空气，被高速旋转的压气机抛向叶轮的边缘，使其速度和压力增加，并进入扩压器8。扩压器的进口小出口大，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使空气流的压力继续升高，被压缩的空气经进气管进入气缸，由此使发动机的充气量得到提高，可以使柴油机得到充分燃烧，保证发动机发出更大的功率。 二、径流式废气涡轮增压器的结构 废气涡轮增压器根据废气在涡轮中的流动方向，可分为径流和轴流两类，车用内燃机大多数采用径流式涡轮增压器。径流式比轴流式的效率高，加速性能好、结构简单紧凑。

废气涡轮增压器涡轮结构及工艺设计

目录 前.言 (1) 1 废气涡轮结构设计 (2) 1.1 工作轮结构设计 (2) 1.1.1工作轮结构 (2) 1.2相关参数计算 (2) 1.2.1 设计原始数据 (2) 1.2.2废气在单级涡轮内的膨胀过程及效率 (2) 2 废气涡轮工艺设计 (7) 2.1叶轮的材料 (7) 2.2 材料的获得...... . (7) 2.3造型材料和造型方法...... .. (7) 2.4零件的获得...... (7) 3结论 (8) 参考文献 (9)

课程设计 前言 1905 年瑞士工程师波希(Alfred Buchi)首先提出涡轮增压柴油机概念，这是一件对内燃机发展具有深远意义的大事，五十年代以来，涡轮增压技术在国内外均得到飞速的发展，它已经成为增加内燃机功率，降低单位功率重量，降低制造成本的最有效方法。自从20世纪70年代涡轮增压在车用发动机上得到推广以后，更有了突飞猛进的发展。目前，己被世人公认为内燃机技术的发展方向之一，迄今仍保持着方兴未艾的发展势头。涡轮增压是一项新技术，几十年的发展历史有力地表明，涡轮增压是提高发动机功率和改善经济性的最有效措施，也是发动机强化的必然途径，它已成为当前内燃机发展的重要方向。涡轮增压是使柴油机动力装置降低成本、缩小体积、减轻重量最成功的方法。实践证明，对于安装尺寸受限制的应用(如船舶、机车、卡车等)上是最受欢迎的，涡轮增压在降低比油耗、减少噪声以及高原性能等方面胜过非增压发动机[10]。 60年代增压技术在中速柴油机上得到普遍应用，使强化指标有了很大提高；70年代的石油危机，又促使经济性指标(包括降低燃油耗率和使用劣质燃油)得到很大改善：80年代各国对环境污染的限制更为严格，制定了极为苛刻的环保法规，迫使柴油机制造厂商各自寻找对策以谋生存。新开发的柴油机必须在诸多方面能体现出优越性，否则就无法适应未来剧烈的市场竞争。纵观我国中速机的现状，应该说己初步具备了研究、设计和生产体系，但就总体水平而言，强化度不高，部分关键部件的可靠性尚待进一步提高，自动化程度低，减振降噪，措施尚未实际应用(但高速机上已有应用)，排放研究还处于议论阶段：整机的系列化和零部件的通用化程度较低；部分零部件如高压油泵和喷油器的偶件、调速器、轴瓦和活塞环等的制造工艺落后，质量较差，引进指标较高机型的这些零部件仍依赖进口，这些薄弱环节也限制了自行开发机型强度的提高。 增压技术由于在节能、提高功率及满足环保等方面具有无可比拟的优点而被众多柴油机所采用，而且发展越来越迅速。从发展趋势来看，增压程度越来越高，现在最大平均有效压力已超过3.0MPa这样高的平均有效压力，使得高增压柴油机出现了机械负荷和热负荷严重、低工况性能和瞬态特性变差等突出的问题，因此对增压系统提出了越来越高的要求：要具有良好的全工况性能，主要是有利于改善低工况性能；较高的排气能量利用率；气缸扫气顺利；有害排放物低；瞬态特性好；易于实现系列化生产；涡轮尽量采用单进口。为了满足这些要求，人们研发了多种增压系统，尤其是为了改善高增压柴油机的低工况性能，国内外研究人员通过各种途径做了大量的工作，并取得了较显著的成绩。

汽车发动机原理第7章 课后习题答案

第七章复习思考题 1 试分析内燃机增压的优势。 答：增压具有以下优点： 1）增压能够有效提高发动机的动力性和经济性能。 2）增压可以使发动机在总质量和体积基本保持不变的情况下，输出功率得到大幅度的提高，升功率、比质量功率和比体积功率都有较大增加，因而可以降低单位功率的造价。 3）增压柴油机一般采用较大的过量空气系数，HC、CO和碳烟排放降低。 4）柴油机增压后，缸内温度和压力水平提高，可以使滞燃期缩短，有利于降低压力升高率和燃烧噪声。 5）增压有利于高原稀薄空气条件下恢复功率，因此增压对补偿高原功率损失十分有利。 2 比较内燃机不同增压方式的结构和性能特点。 答：根据压气机能量的来源分类，可以分为机械增压、气波增压、废气涡轮增压和复合增压： 1）机械增压 发动机输出轴直接驱动机械增压装置（如螺杆式、离心式、滑片式、涡旋式、转子活塞式等压缩机），实现对进气的压缩。机械增压的特点是响应速度快，缺点是要消耗发动机的部分功率。 2）气波增压 利用排气系统中的压力波动效应来压缩进气，如气波增压器（Comprex）。可变长度进气管可以直接利用进气压力波和气流惯性来增加缸内进气量，某种意义上也是一种气波增压。气波增压的特点是利用了废气能量，效率高。 3）废气涡轮增压 压气机与涡轮同轴相连，构成涡轮增压器，涡轮在内燃机排气能量的推动下旋转，带动压气机工作，实现进气增压。内燃机废气涡轮增压系统包含压气机、涡轮机、中冷器等部件。废气涡轮增压的特点是回收了原具有一定热能、压力能以及噪声的废气能量，缺点是在发动机起动和低速时响应性差、能量回收率差。 4）复合增压 复合增压将上述多种增压方式加以组合，以获得更好的增压效果。 3 分析废气涡轮增压系统的能量转化过程。 答：发动机排气经过涡轮机后，废气的热能、压力能和动能转换成为涡轮机

汽车发动机废气涡轮增压教案

学校：岭南师范学院专业：汽车技术课题：发动机废气涡轮增压 授课时间：15分钟受训班级：2012汽本2班受训人：梁学号：2012954211 受训技能：提问讲解指导教师：李受训日期：2015年4月30日 教学目标教学目标：1、理解和掌握提高发动机功率的方法 2、了解增压系统的结构形式分类 3、了解涡轮增压的主要优点 教学重点：了解增压系统的结构形式分类 教学难点：了解增压系统的结构形式分类 时间分配教师的教学行为教学技 能要素 学生学习 行为及预 想回答 教学媒体教具 1.5 课程导入：如何提高发动机的工作效率提问学生各抒 己见，思考 PPT 1.5 讲解什么是增压，增压的目的是什么： 增压：就是利用增压器将空气或可燃混合气进行 压缩，再送入发动机气缸的过程。 目的：提高发动机功率和改善经济性能。 讲解听讲 1.5 讲解提高发动机的单机功率有以下三条途径： 1）改变发动机的结构参数（如增加气缸数i，增 大气缸直径D、活塞行程S和减少冲程数τ等）。 2）提高发动机转速n或活塞平均速度Cm。 3）提高发动机的平均有效压力pme。 最经济有效的方法：提高发动机的平均有效压力 pme 讲解听讲 1.5 讲解按增压系统的结构形式分类 （1）机械增压系统 增压器可用离心式压气机、罗茨式压气机、螺旋 转子式压气机或滑片转子式压气机等。 应用：机械增压系统可有效地提高内燃机功率并 能用于二冲程发动机扫气，以及用于复合增压系 统中。Pk值不宜超过160～170kPa，否则，将导 致整机性能下降，特别是比油耗上升。 （2）废气涡轮增压系统 废气涡轮增压器： 废气涡轮与压气机通常装成一体。 特点：其结构简单，工作可靠，一般自吸式发动 机，合理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 提问、 讲解、 图解 听讲

第7章 车用发动机废气涡轮增压练习题(含答案)

第七章练习题 一、选择题： 1、采用下列哪项技术最适宜用来提高在高原使用的内燃机的功率？（） A、增压技术 B、电喷技术 C、多气门技术 D、水冷技术 2、内燃机进气空气经压缩机压缩后，其特性变化为（） A、压力增加，温度升高 B、压力增加，温度降低 C、压力降低，温度升高 D、压力降低，温度降低 3、下列说法不正确的是（） A、增压可以提高发动机的升功率、比质量功率和比体积功率 B、增压可以降低发动机排放和噪声 C、增压可以改善发动机的燃油经济性 D、增压可以提高发动机的输出响应特性 4、在内燃机排气涡轮增压器中，空气进入压气机压缩，其损失主要表现为（） A、摩擦损失，传热损失 B、传热损失，泄漏损失 C、摩擦损失，撞击损失 D、撞击损失，泄漏损失 5、对于内燃机排气涡轮增压器而言，改变以下哪些参数可以达到移动喘振线的目的（） A、改变扩压器的进口角、喉口面积 B、改变涡轮喷嘴环出口截面积 C、改变排气管粗细 D、增加中冷器 6、其他条件不变，明显提高进气压力，会使标定工况下柴油机的功率（） A、提高 B、下降 C、不变 D、不一定 7、下列增压方式中，发动机输出轴和增压装置直接连接的是（） A、排气涡轮增压 B、气波增压 C、机械增压 D、组合式涡轮增压 8、在内燃机排气涡轮增压器中，空气经过离心式压气机的工作轮到扩压器后的其参数变化特性为（）。 A、压力升高，温度降低，速度降低 B、压力升高，温度升高，速度降低 C、压力降低，温度升高，速度升高 D、压力降低，温度降低，速度升高 9、在内燃机排气涡轮增压器中，下列说法正确的是（）。 A、涡轮机将机械能转化为排气的能量 B、涡轮机将排气的能量转化为其机械能

发动机原理习题

发动机原理习题 第一章发动机工作循环及性能指标 [1]说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的原因。 [2] 为什么汽油机的压缩比不宜过高？ [3]做出四冲程非增压柴油机理想循环和实际循环p-V图，并标明各项损失。 [4]何为指示指标？何为有效指标？ [5] 发动机机械损失有哪几部分组成？ [6] 写出机械效率的定义式，并分析影响机械效率的因素。 [7] 试述机械损失的测定方法。 [8] 试述过量空气系数、空燃比和分子变更系数的定义。 [9] 简述汽油机和柴油机的着火和燃烧方式。 [10] 已知：某汽油机的气缸数目i = 6，冲程数t = 4,气缸直径 D = 100 [mm]，冲程S = 115 [mm]，转速n = 3000 [r/min]，有效功率Ne = 100 [kW]，每小时耗油量Gt = 37 [kg/h]，燃料低热值hu = 44100 [kJ/kg]，机械效率hm = 0.83。求：平均有效压力，有效扭矩，有效燃料消耗率，有效热效率，升功率，机械损失功率，平均机械损失压力，指示功率，平均指示压力，指示燃料消耗率，指示热效率。

第二章发动机的换气过程 [1]什么是充气效率？怎样确定一台发动机的充气效率？ [2]试根据充气效率的分析式，说明提高充气效率的措施。 [3]影响充气效率的因素有哪些？是如何影响的？ [4]汽车由平原行驶高原地区，发动机的功率下降是不是由于充气效率下降所致？为什么？ [5]柴油机和汽油机的进气管应如何布置？ [6]如何利用进气惯性效应和波动效应增大进气量？ [7]什么是换气损失，它由哪些部分组成？并作图说明。 第三章柴油机混合气形成 [1] 简述柴油机混合气形成的两个基本方式和特点。 [2] 简述喷雾特性参数。 [3] 简述孔式喷嘴和轴针式喷嘴的特点。 [4] 简述产生进气涡流的方法？ [5] 柴油机燃烧过程分为哪几个阶段，绘图分阶段阐述柴油机燃烧过程的进行情况。 [6] 为什么应尽量减少发动机的补燃？