涡轮增压发动机的构造、原理及使用
涡轮增压原理

涡轮增压原理涡轮增压技术是一种常用于内燃机领域的动力增强装置。
通过利用废气能量来推动涡轮,涡轮增压器可以强制将更多的混合气体送入燃烧室,提高发动机的输出功率和扭矩。
本文将介绍涡轮增压的原理、工作过程以及应用领域。
第一部分:涡轮增压的原理涡轮增压器由两个主要部分组成:涡轮和增压器。
涡轮是一个旋转的轮子,通常由高温合金制成。
增压器则是一个容纳涡轮的设备,内部空间被划分为两个房间:压气室和废气室。
当发动机运转时,排出的废气进入废气室,产生高速气流冲击涡轮。
由于涡轮的特殊设计,其叶片能够转动并将废气的动能转化为机械能。
涡轮的旋转推动增压器的压气室里的空气被压缩,并通过进气道送入发动机燃烧室。
第二部分:涡轮增压的工作过程涡轮增压器的工作过程可以分为四个步骤:进气、压缩、喷油和排气。
首先,在进气阀门打开的情况下,外部空气通过进气道进入涡轮增压器。
在压缩室中,涡轮的旋转推动空气被压缩成高压状态。
接下来,喷油器将燃油喷入压缩的空气中,形成可燃的混合气体。
最后,该混合气体被送入发动机燃烧室,燃烧产生的高温高压废气被排出,进入涡轮增压器的废气室,并推动涡轮旋转,驱动循环继续。
第三部分:涡轮增压的应用领域涡轮增压技术在汽车、船舶和飞机等交通工具上被广泛应用。
在汽车中,涡轮增压可提高发动机的输出功率,增加车辆的加速性能。
许多改装车辆也使用涡轮增压器来提升动力。
在船舶和飞机上,涡轮增压器可以提供足够的动力,以适应更高的运行速度和负荷。
此外,涡轮增压器还可以改善内燃机的燃油经济性,减少废气排放。
结论:涡轮增压技术通过有效利用废气能量来提高内燃机的效能,为交通工具的动力提供了可靠的增强解决方案。
通过对涡轮增压原理、工作过程和应用领域的介绍,我们可以更好地理解和欣赏这一重要的技术应用。
随着科技的进一步发展,涡轮增压技术也将不断完善和创新,为交通工具的性能和可持续性发展做出更大的贡献。
涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理涡轮增压器是一种常见的发动机增压装置,通过利用废气能量来提高发动机的进气压力和进气量,从而增加发动机的输出功率和扭矩。
本文将详细介绍涡轮增压器的工作原理。
一、涡轮增压器的基本结构涡轮增压器由涡轮和压气机两部分组成。
涡轮是由多个叶片组成的转子,通过废气的冲击力使其高速旋转。
压气机则是由多个叶片组成的转子,通过涡轮的动力将空气压缩,增加进气压力。
二、涡轮增压器的工作原理1. 废气驱动涡轮旋转:当发动机燃烧完燃料后,产生的废气通过排气管进入涡轮增压器。
废气的高温高压状态使得涡轮叶片所受到的冲击力增大,从而使涡轮高速旋转起来。
2. 涡轮带动压气机压缩空气:涡轮的旋转动力通过轴传递给压气机,压气机中的叶片将进气进行压缩。
由于涡轮的旋转速度非常高,因此压气机可以将进气压力大幅度提升。
3. 压缩空气进入发动机:经过压缩的空气进入发动机的进气道,与燃料混合后进行燃烧。
由于进气压力的增加,燃料的燃烧更加充分,从而提高了发动机的输出功率和扭矩。
三、涡轮增压器的优势和应用1. 提高发动机功率:涡轮增压器可以通过增加进气压力和进气量来提高发动机的输出功率和扭矩。
这对于需要提高动力性能的汽车和船舶等应用非常重要。
2. 提高燃油经济性:由于涡轮增压器可以提高发动机的燃烧效率,使燃料得到更充分的利用,从而减少燃油消耗。
这对于节能减排和降低运营成本非常有益。
3. 改善高原性能:涡轮增压器可以通过增加进气压力来弥补高原地区气压较低的影响,提供更充足的进气量,从而使发动机在高海拔地区具有更好的性能。
4. 适应不同环境:由于涡轮增压器可以根据发动机负荷的变化自动调整进气压力,因此在不同海拔、气温和负荷条件下都能保持较为稳定的增压效果。
总结:涡轮增压器通过利用废气能量来提高发动机的进气压力和进气量,从而增加发动机的输出功率和扭矩。
其工作原理包括废气驱动涡轮旋转、涡轮带动压气机压缩空气以及压缩空气进入发动机等过程。
涡轮增压器具有提高发动机功率、燃油经济性和适应不同环境的优势,广泛应用于汽车、船舶等领域。
涡轮增压发动机工作原理

涡轮增压发动机工作原理涡轮增压发动机工作原理中,涡轮增压是一种机械式增压方式,通过利用气体动力学的原理,从而增加气缸内的空气进气量,从而提高发动机的输出功率和扭矩。
通常,涡轮增压发动机在低于中高速范围,如从1000rpm到4000rpm,效果达到最佳状态。
涡轮增压器的原理是利用燃油中的能量释放出气体压力,从而驱动涡轮转子旋转,转动的涡轮将压缩空气送入发动机燃烧室,从而增加燃料燃烧的效率。
接下来,我们将会详细解析涡轮增压发动机的工作原理。
一、涡轮增压发动机的基本结构涡轮增压发动机包括涡轮增压器、进气歧管、燃烧室、排气管和涡轮悬吊组件,涡轮增压器可分为中央涡轮增压器和双涡轮增压器两种。
前者只有一个涡轮,随着汽车转速的上升,涡轮的旋转速度亦会增加,从而增加进气压力;后者则拥有两个涡轮,其中一个涡轮只负责低转速段的增压工作,而另一个涡轮主要承担高转速段的增压任务。
涡轮增压器通过涡轮组件和废气涡轮组件结合而成,其安装在汽车引擎进气歧管里面,因而发挥着增压的作用。
涡轮组件作为增压器的核心部件,由轮叶、轴和壳体三部分组成。
轮叶通过涡轮间隙与壳体相隔,而轮叶的切口则与涡轮增压器中的废气涡轮组件的叶片相交叠,从而利用排气气流带动涡轮转子的旋转。
废气涡轮组件则是协同工作的一部分,其利用吸气过程中的废气引导叶片旋转,从而带动涡轮组件的旋转工作。
涡轮增压器与汽车引擎的其他部件之间,则有一个压缩空气输入与燃油混合输出的进口和出口处相连。
经涡轮压缩后的新鲜空气将进入压缩空气之后的连通管道中,之后再进入汽车发动机的进气歧管,在这里与喷油器所喷射出的燃油混合并进入汽车发动机的燃烧室进行燃烧。
二、涡轮增压发动机增加功率的原理由于涡轮增压器向发动机提供的新鲜空气比常规进气系统中的空气更加稠密,因此涡轮增压发动机可以在相同的燃料供应条件下,产生更多的动力输出。
因为闵贺尔定理表明动力等于扭矩乘以发动机转速,因此涡轮增压系统可以增加扭矩产生,而这也意味着更多的动力输出。
涡轮增压的工作原理

涡轮增压的工作原理涡轮增压是一种通过利用废气压力来增加发动机进气压力的技术,从而提高发动机的输出功率和效率。
它是现代内燃机领域中常用的一种动力增压技术,被广泛应用于汽车、卡车和船舶等各种发动机中。
本文将详细介绍涡轮增压的工作原理,包括其结构组成、工作过程和优缺点等方面的内容。
涡轮增压器由涡轮和压气机两部分组成,涡轮部分安装在排气道上,压气机部分则连接在进气道上。
当发动机工作时,排出的废气进入涡轮增压器的涡轮部分,使涡轮旋转起来。
涡轮与压气机之间通过轴连接在一起,因此涡轮的旋转也会带动压气机旋转。
压气机将大气压缩后送入发动机,增加了进气压力和密度,从而提高了燃烧效率和输出功率。
涡轮增压的工作原理可以用来解释为什么它能够提高发动机的输出功率。
首先,通过增加进气压力,涡轮增压使得发动机能够在相同的缸容积下吸入更多的空气和燃料混合物,从而提高了燃烧效率。
其次,由于增加了进气压力,发动机在相同转速下能够产生更大的输出功率。
最后,涡轮增压还能够提高发动机的响应速度和动力输出,使得车辆在加速和爬坡时能够更加灵活和强劲。
涡轮增压技术的工作过程可以分为几个阶段,废气驱动、涡轮旋转和进气压缩。
在发动机工作时,排出的废气进入涡轮增压器的涡轮部分,使得涡轮产生动力并开始旋转。
涡轮的旋转驱动压气机旋转,将大气压缩后送入发动机。
这样就完成了涡轮增压器的工作过程,从而提高了发动机的输出功率和效率。
涡轮增压技术相比传统的自然吸气发动机具有许多优点。
首先,它能够在不增加发动机缸容积的情况下提高输出功率,从而降低了发动机的重量和体积。
其次,涡轮增压技术能够提高发动机的燃烧效率和动力输出,使得车辆在加速和爬坡时更加灵活和强劲。
最后,由于增加了进气压力,涡轮增压技术还能够提高发动机的燃油经济性,降低排放和环保。
然而,涡轮增压技术也存在一些缺点。
首先,由于涡轮增压器需要排出的废气来驱动,因此在低转速和负载下可能存在涡轮滞后和延迟响应的问题。
涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理涡轮增压器是一种常用于内燃机中的设备,通过利用废气能量来增加进气量和提高发动机性能。
它的工作原理基于涡轮机械原理和热力学原理。
涡轮增压器由两个主要部分组成:涡轮和压气机。
涡轮由一个轴承支撑在中心轴上,并安装在排气管中。
压气机则与涡轮相连,通过轴承和齿轮传动来驱动。
当发动机工作时,排气气流通过排气管进入涡轮增压器。
这个气流的能量被转化为涡轮的旋转动能。
涡轮的旋转速度与排气气流的能量成正比。
涡轮的旋转力传递到压气机,使其旋转。
压气机的旋转产生了一个高压区域,将空气压缩并推送到发动机的进气道中。
这样,发动机可以吸入更多的空气,从而提高燃烧效率和动力输出。
涡轮增压器的工作原理基于热力学原理。
当发动机燃烧燃料时,产生的废气排出并带有高温和高压。
涡轮增压器利用这些高温高压的废气能量,将其转化为机械能,从而驱动压气机。
涡轮增压器的工作原理还涉及到涡轮的设计和流体力学原理。
涡轮的设计需要考虑到气流的速度、质量和方向,以及涡轮的材料和结构。
流体力学原理用于分析气流在涡轮中的流动特性,以优化涡轮的性能。
涡轮增压器在汽车和船舶等内燃机中广泛应用。
它可以提高发动机的功率和扭矩输出,提高燃烧效率,减少排放和燃料消耗。
同时,涡轮增压器的工作原理也适用于其他领域,如航空发动机和工业设备。
总结起来,涡轮增压器通过利用废气能量来增加进气量和提高发动机性能。
它的工作原理基于涡轮机械原理和热力学原理,通过将废气能量转化为机械能来驱动压气机,从而增加发动机的进气压力和空气流量。
涡轮增压器在提高发动机性能、减少排放和燃料消耗方面发挥着重要作用。
涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理涡轮增压器是一种常见的引擎增压装置,通过利用废气能量驱动涡轮,提高进气压力,增加气缸内的氧气浓度,从而使发动机产生更大的动力。
下面将详细介绍涡轮增压器的工作原理。
一、涡轮增压器的构造涡轮增压器主要由涡轮和压气机组成。
涡轮由排气系统中排出的废气驱动,压气机则将大气中的空气压缩并送入气缸内。
涡轮和压气机通过一个轴连接,共用一个壳体,涡轮位于进气管内,压气机位于出气管内。
二、涡轮增压器的工作原理1. 排气系统:当发动机工作时,废气由排气门进入涡轮,废气的能量使涡轮产生旋转。
涡轮的转动效应类似于一枚风车,其转速与排气流量和排气温度有关。
2. 压气系统:涡轮的转动通过轴将动力传递给压气机,压气机上的叶轮通过高速旋转将大气吸入,并在吸入过程中使空气被压缩。
经过压缩的空气然后通过进气管进入气缸。
3. 涡轮增压器与引擎关系:涡轮增压器通过将压缩后的空气送入气缸,增加了气缸内的氧气密度,提高了燃烧效率。
增加的氧气浓度可使更多的燃料燃烧,从而产生更大的动力。
三、涡轮增压器的优势1. 增强动力:涡轮增压器可以使发动机输出更大的推力,提高车辆的动力性能。
特别是在高海拔或环境条件不佳的地区,涡轮增压器能够充分利用废气压力,提供额外的气缸充气,从而使发动机性能更加出色。
2. 燃料经济性:由于涡轮增压器提高了发动机的燃烧效率,相同输出功率下的燃料消耗量相对较少。
这使得车辆在燃油经济性方面更具竞争力。
3. 减少尾气排放:涡轮增压器可提高燃烧效率,使发动机在燃烧过程中产生更少的废气。
这对于减少尾气排放、改善环境质量具有积极的影响。
四、涡轮增压器的应用涡轮增压器广泛应用于汽车、卡车以及航空发动机等领域。
在汽车领域,涡轮增压器通常被用于提高小排量发动机的动力性能,并实现节油减排的目标。
在航空发动机中,涡轮增压器则是提高飞机高空性能的关键装置。
总结:涡轮增压器是一种利用废气能量提供进气增压的装置。
它通过构建排气系统和压气系统来实现对发动机的增压,并以此增加气缸内的氧气浓度,提高燃烧效率,从而提供更强大的动力。
涡轮发动机原理

涡轮发动机原理涡轮发动机是一种通过燃烧室内的燃料燃烧产生的高温高压气体来驱动涡轮转子旋转,从而驱动飞机飞行的发动机。
它是现代飞机上最常用的发动机类型之一,具有高效、推力大、重量轻等优点。
下面我们将深入了解涡轮发动机的工作原理。
首先,涡轮发动机由压气机、燃烧室、涡轮和喷气推进器组成。
当飞机起飞时,发动机的压气机开始工作,将空气压缩并送入燃烧室。
在燃烧室内,燃料与压缩空气混合并燃烧,产生高温高压的气体。
这些高温高压的气体进入涡轮,使涡轮旋转。
涡轮旋转的同时驱动喷气推进器产生推力,推动飞机飞行。
其次,涡轮发动机的工作原理可以用汽车的涡轮增压发动机来类比。
涡轮增压发动机通过废气驱动涡轮旋转,进而压缩进气,提高进气量和压力,增加燃烧效率,提高动力性能。
涡轮发动机与涡轮增压发动机的共同点在于都利用了涡轮旋转的原理,通过压缩空气来提高动力性能。
再者,涡轮发动机的工作原理还涉及到燃烧室内燃料的燃烧过程。
燃料燃烧产生的高温高压气体是涡轮发动机能够产生推力的关键。
燃料的选择、燃烧效率、燃烧温度等因素都会影响涡轮发动机的性能。
因此,燃烧室的设计和燃料的使用都是影响涡轮发动机工作效率的重要因素。
最后,涡轮发动机的工作原理也与飞机的性能和燃油效率息息相关。
涡轮发动机具有高效、推力大、重量轻的特点,能够满足飞机起飞、爬升、巡航和下降等不同飞行阶段的需求。
同时,涡轮发动机也在不断改进和优化,以提高燃油效率,减少对环境的影响。
综上所述,涡轮发动机作为现代飞机上最常用的发动机类型之一,其工作原理涉及到压气机、燃烧室、涡轮和喷气推进器等多个方面。
通过燃料燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮旋转,从而产生推力,推动飞机飞行。
涡轮发动机的工作原理不仅关乎飞机的性能和燃油效率,也与燃料的选择、燃烧效率、燃烧温度等因素密切相关。
因此,深入了解涡轮发动机的工作原理对于飞机设计和性能优化具有重要意义。
涡轮增压发动机原理

涡轮增压发动机原理
涡轮增压发动机原理是利用涡轮增压器增加进气量,提高发动机的功率和扭矩输出。
其工作原理如下:发动机排气通过排气管流向涡轮增压器,排气气流的能量转化为涡轮增压器的动能,推动涡轮增压器内部的涡轮旋转。
涡轮与涡轮增压器的共轴部分——压气机相连接,涡轮旋转带动压气机的旋转。
压气机通过压缩进气,将更多的空气送入气缸中,使得气缸内的氧气浓度增加,达到更充分的燃烧,从而提高发动机的功率输出。
在涡轮增压发动机工作时,涡轮增压器与气缸之间的连杆机构会跟随涡轮增压器旋转而将压缩空气输送到气缸内,进一步提高压缩比。
由于气缸内的空气压力增加,燃烧效果更加充分,从而提高了燃料的燃烧效率,使发动机的功率和扭矩输出明显增加。
涡轮增压发动机可根据工况及驾驶需求调节增压器的增压比,以适应不同负载和速度要求,提供更好的动力响应和燃油经济性。
值得注意的是,涡轮增压发动机需要一定的时间积累足够的排气能量并实现压气机的旋转,因此在低转速下可能会出现涡轮滞后现象,即在加速时有一定的延迟响应。
此外,涡轮增压系统需要增加额外的冷却和润滑装置,以确保涡轮承受高温和高速转动的环境下能够正常工作。
总之,涡轮增压发动机通过增加进气量和提高压缩比,使发动机在相同排量下实现更高的功率输出,提高汽车的性能和燃油经济性。
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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.外双支承式即转子两端有支撑,这种方案亦称无悬臂式支承,在轴流式大型涡轮增压器上应用最广。
2.双内支承式即二个轴承都放在叶轮里面,所以又叫悬臂支承,这样可保证涡轮增压器的尺寸小、重量轻。
这种结构形式在小型径流式涡轮增压器上应用最广。
3.单悬臂式支承即压气机的工作轮呈悬臂布置,转子支点在涡轮机工作轮的两侧。
这种方案可使压气机进口损失最小和涡轮结构紧凑,因此应用也较广。
4.悬臂支撑压气机和径流式涡轮机的工作轮紧挨着,像是两面部有叶轮的工作舱,所以又称单转子。
上述几种方案中的支点可采用滑动轴承,也可采用滚动轴承。
滚动轴承的摩擦损失不大,长度也小,但寿命不如滑动轴承。
因此,国内外的增压器广泛采用滑动轴承。
(三)工作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。
二.汽车涡轮增压器的分类及优缺点(一)汽车涡轮增压器的分类1.这个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道里。
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,因此还是消耗了部分动力,增压出来的效果并不高。
2.气波增压系统气波增压系统利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。
这种系统增压性能好、加速性好、但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我们平时最常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%。
4.复合增压系统复合增压系统即废气涡轮增压和机械增压并用,机械增压有助于低转速时的扭力输出,但是高转速时功率输出有限;而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出,但低转速时则力不从心。
发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起,来解决两种技术各自的不足,同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。
这种装置在大功率柴油机上采用比较多,汽油机上采用双增压系统(复合增压系统)的车型还比较少,大众的1.4 TSI发动机(这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。
(二)汽车涡轮增压器的优缺点1.涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上,大幅度提高发动机的功率非增压发动机通过曲轴的运动直接从大气中吸进空气,而涡轮增压发动机由涡轮增压器向发动机提供压缩空气。
由于进入气缸的空气增多所以允许喷入较多的燃油使发动机产生较多的功率并具有较高的燃烧效率。
这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功率或者说一台小排量发动机经增压后可产生与较大发动机相同的功率。
其它还有节约燃油和降低排放等优点。
由于涡轮增压器为发动机提供了更多的空气燃油在发动机气缸里燃烧时会燃烧得更充分、更彻底。
发动机进气管的空气保持正压力(大于大气压的压力)对发动机有几方面的好处。
当发动机进排气门重叠开启时新鲜空气吹入燃烧室清除所有残留在燃烧室里的废气同时冷却气缸头、活塞和气门。
2.诚然,涡轮增压的确能够提升发动机的动力,不过它的缺点也有不少,其中最明显的就是动力输出反应滞后。
即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即大脚踩油门加大马力,到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差,而且这个时间还不短。
一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。
如果需要突然加速的话,瞬间会有提不上速度的感觉。
随着技术的进步,虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进,但是由于设计原理问题,因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。
譬如说一辆1.8T的涡轮增压汽车,在实际的行驶之中,加速肯定不如2.4L的,只要过了那段等待期,1.8T的动力同样会窜上来,因此单单追求驾驶感觉的话,涡轮增压引擎并不合适,如果是跑高速之类的,涡轮增压才显得特别有用。
如果车辆经常在城市内行驶,那么有必要考虑需要什么样的涡轮增压,因为涡轮并不是随时都在启动。
对于那些启动转速高的涡轮增压发动机,例如斯巴鲁(富士)翼豹的涡轮增压,它的启动是在3500转左右,5档能上到3500转速度会破120,除非故意停留在低档位,否则不超过120公里的时速翼豹的涡轮增压根本无法启动。
这时那些低转速启动的涡轮增压发动机更为合适,例如大众的1.4Tsi/1.8Tsi发动机,在1750甚至1500转的时候涡轮增就能介入,即使在2000~3000换档,也能保证换档前后转速保持在燃油应用效率更高的涡轮增压区域。
此外涡轮增压还有维护保养方面的问题,例如宝来的1.8T,6万公里左右就要更换涡轮了,虽然次数不多,毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保养费,这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。
三.涡轮增压器的发展趋势早在100年前就有人提出压缩空气提高进气密度的设想,1926年瑞士人Alfred J.Buchi博士设计出了第一台带废气涡轮增压器的增压发动机,但由于当时制造工艺和材料的限制,发动机不能获得足够的压缩空气压力,经过30多年的发展,涡轮增压器的性能有了很大的改善,开始大量被应用到车用发动机上。
近些年来,由于计算机辅助设计的广泛应用和加工水平的飞速发展,尤其是前倾后弯叶片的应用使压气机效率提高了7%~10%,发动机的经济型和动力性都得到大幅提高。
目前,中,重型车辆已经普遍选用增压柴油机作为动力,涡轮增压技术已成为提高发动机动力性、经济型和降低废气、噪声排放的最有效措施之一,特别是为了应对新的发动机排放法规,增压技术的应用范围进一步扩大,增压技术进入了黄金发展时期。
(一)柴油机涡轮增压技术现状由于传统增压器流量范围窄,难以兼顾与发动机高低工况点的合理匹配,增压器与发动机的良好匹配时保障燃油经济性以及柴油机具有良好排放性能的关键,因此近几年来采用各种不同设计概念的新型涡轮增压系统已经成功得到应用。
1.相继增压系统相继增压系统的基本工作原理是采用多个小型涡轮增压器,随着柴油机工况的提高,按次序地投入运行,改变了常规串联增压系统在低工况时由于排气能量减少而是用涡轮转速下降,增压压力不足,从而出现燃烧恶化、功率下降的现象。
在标定工况,柴油机的每台增压器都在高效率工作,燃油消耗率低;在部分工况,减少投入使用的涡轮增压器数量,使得投入使用的在一起仍然在高效率区附近工作,最大限度地增加了气缸的进气量,从而改善了柴油机的动力性与经济性。
MTU公司首先将相继增压技术应用于该公司的956/1163双系列船用柴油机上。
目前,相继增压技术也应用到卡车的发动机(沃尔沃)、跑车的发动机(保时捷)和轿车发动机(奥迪)等车上。
2.可变截面涡轮增压系统可变截面涡轮增压系统的基本工作原理是从低速到高速通过分段或连续改变涡轮截面,来提高发动机低工况时的过量空气系数。