8发动机涡轮增压(新)【汽车发动机原理】
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汽车发动机增压装置，它通过利用废气能量来增加发动机的进气压力，提高燃烧效率，从而提高发动机的动力输出。
下面将详细介绍涡轮增压器的工作原理。
1. 基本结构涡轮增压器主要由涡轮和压气机两部份组成。
涡轮由一系列叶片组成，通过废气的冲击力旋转，压气机则通过涡轮的旋转来压缩进气。
涡轮和压气机通过一个轴连接在一起，共同组成涡轮增压器的核心部份。
2. 工作原理当发动机燃烧完燃料后，产生的废气会通过排气管排出。
这些废气的能量通常会被浪费掉，但通过涡轮增压器，这些废气的能量可以被有效利用。
当发动机运转时，废气通过排气管进入涡轮增压器的涡轮部份。
废气的高速流动使得涡轮叶片旋转，产生动力。
涡轮和压气机通过轴连接，涡轮的旋转力会传递给压气机。
压气机的主要作用是将进气压缩，增加进气的密度。
通过增加进气的密度，涡轮增压器使得更多的氧气进入发动机燃烧室，从而提高燃烧效率。
进气压力的增加也会使得更多的燃料燃烧，从而产生更大的动力输出。
3. 控制系统涡轮增压器的工作需要一个精确的控制系统来确保正常运行。
控制系统通常由压力传感器、温度传感器和电子控制单元（ECU）组成。
压力传感器用于监测涡轮增压器的进气压力和排气压力，以便控制系统可以根据实际情况做出调整。
温度传感器用于监测涡轮增压器的温度，以防止过热。
ECU是控制系统的核心，它根据传感器的反馈信号来调整涡轮增压器的工作状态。
ECU可以根据发动机负荷、转速和其他参数来控制涡轮增压器的旋转速度，以确保发动机始终处于最佳工作状态。
4. 优点和应用涡轮增压器的工作原理使得发动机能够在相同排量的情况下产生更大的功率输出。
与自然吸气发动机相比，涡轮增压器可以提供更高的扭矩和动力，使车辆加速更迅猛。
涡轮增压器广泛应用于汽车、摩托车和柴油发动机等领域。
在汽车领域，涡轮增压器被广泛应用于高性能车型和赛车中，以提供更大的动力输出。
在柴油发动机中，涡轮增压器可以提高燃烧效率，减少燃油消耗。
涡轮增压和自然吸气工作原理
涡轮增压和自然吸气工作原理
涡轮增压和自然吸气是目前市场上主要的两种发动机类型，无论是
汽车还是航空、海运等领域，都被广泛应用。
本文将详细介绍涡轮增
压和自然吸气发动机的工作原理。
涡轮增压发动机
涡轮增压发动机是指通过升高进气压力来提高发动机的排气功率而实
现正常燃油消耗的机型。
将增压器安装于发动机进气道上，使用发动
机排气气流中的动力来驱动涡轮增压器叶轮，叶轮旋转产生强大的气
流将进气压力提高，使得进入发动机的气体更加密集，燃烧也更加充分。
涡轮增压发动机的构造简单，可调性好，功率高，且轻便紧凑。
不过，由于增压器需要排气气流驱动而驱动来自排出物和空气中的污物等会
直接影响其效率，一定程度上限制了其使用寿命。
自然吸气发动机
自然吸气发动机指的是将空气自然吸入气缸内进行燃烧的机型。
自然
吸气发动机是常用发动机之一，也是早期汽车发动机的主打之一。
自然吸气发动机不需要额外的增压器，因此更加简单、可靠、稳定，
而且产生的噪音相对较少。
同时，由于气缸中的压缩比较低，在同等
排量条件下可以提供更加接近自然环境的驾驶体验。
相对于涡轮增压发动机而言，自然吸气发动机功率不如涡轮增压发动机，节约空气的能力和动力不足也是其短板之一。
但是，在某些场合，此类控制板可以提供比涡轮增压发动机更加灵活的驾驶风格和更加平
稳的加速感觉，非常适合旅游驾驶等。
总的来说，涡轮增压发动机和自然吸气发动机各自适用于特定场景，
选择何种发动机也要根据实际需求进行考虑。
涡轮的原理
涡轮的原理涡轮是一种常见的动力装置，它的原理和应用十分广泛。
涡轮的原理主要是基于流体动力学和热力学的基本原理，通过流体的动能和动量转换来产生动力。
涡轮可以用于飞机发动机、汽车涡轮增压器、水力发电站等领域，具有重要的应用价值。
首先，涡轮的原理基于流体动力学的基本原理。
流体动力学是研究流体运动规律的科学，涡轮利用了流体的动能和动量来产生动力。
当流体通过涡轮叶片时，流体的动能被转换成了机械能，推动涡轮旋转。
这种原理类似于风力发电机，利用风能转换成机械能驱动发电机发电的原理。
其次，涡轮的原理也与热力学的基本原理密切相关。
在某些情况下，涡轮可以利用流体的温度和压力来产生动力。
例如，在汽车涡轮增压器中，涡轮可以利用发动机排气的高温高压气体来驱动，从而为发动机提供更多的空气，增加燃烧效率，提高动力性能。
涡轮的原理还与流体的流动状态有关。
当流体通过涡轮时，会产生旋涡和湍流，这些流动状态对涡轮的性能和效率有重要影响。
因此，设计优化涡轮的叶片形状和流道结构，可以提高涡轮的效率和性能。
除此之外，涡轮的原理还与材料科学和制造工艺有关。
涡轮需要具有良好的耐热性、耐磨性和高强度，因此需要采用高温合金材料，并经过精密的加工工艺来制造。
这些材料和工艺对涡轮的性能和可靠性有重要影响。
总的来说，涡轮的原理是基于流体动力学和热力学的基本原理，利用流体的动能和动量来产生动力。
涡轮在飞机发动机、汽车涡轮增压器、水力发电站等领域有着重要的应用，对于提高动力性能和能源利用效率具有重要意义。
因此，深入研究涡轮的原理和优化设计具有重要的理论和实际意义。
发动机的工作原理
发动机的工作原理引言概述：发动机是汽车的心脏，是汽车动力的来源，它通过内燃机的方式将燃料燃烧产生的能量转化为机械能，从而驱动汽车行驶。
发动机的工作原理是一个复杂而精密的过程，下面将详细介绍发动机的工作原理。
一、进气阶段1.1 空气进入发动机通过进气道将空气引入气缸内，空气中含有氧气，是燃料燃烧的必要条件。
1.2 汽缸内气流进入气缸内的空气经过气门控制进出，通过活塞的上下运动形成气缸内的气流。
1.3 汽缸内增压有些发动机会采用增压器来增加气缸内的进气密度，提高燃烧效率。
二、压缩阶段2.1 活塞压缩进气阀关闭后，活塞开始向上运动，将气缸内的空气压缩，使空气温度升高。
2.2 压缩比发动机的压缩比是指气缸内压缩先后容积的比值，影响着燃烧效率和动力输出。
2.3 燃油喷射在压缩阶段，燃油通过喷油嘴喷入气缸内，与压缩的空气混合形成可燃混合气。
三、爆燃阶段3.1 点火发动机点火系统会在适当的时机点燃混合气，引起爆燃，释放燃烧能量。
3.2 燃烧过程燃烧过程是一个快速的化学反应过程，燃料与氧气在高温高压下瞬间燃烧，产生高温高压气体。
3.3 活塞推动燃烧释放的能量推动活塞向下运动，转动曲轴，带动汽车的运动。
四、排气阶段4.1 排气门开启燃烧后的废气通过排气门排出气缸，准备进入排气系统。
4.2 排气系统排气系统包括排气管、消声器等部件，将废气排出车辆，减少噪音和排放。
4.3 回收能量有些高级发动机会采用涡轮增压器来回收排气的能量，提高燃烧效率。
五、循环重复5.1 运转稳定发动机的工作原理是一个连续循环的过程，进气、压缩、爆燃、排气四个阶段不断重复，保持发动机运转稳定。
5.2 燃油控制现代汽车发动机会通过电脑控制燃油喷射和点火时机，以实现燃油经济性和动力性的平衡。
5.3 故障排查发动机故障时，需要通过诊断仪等工具进行故障排查，找出问题所在并进行维修。
总结：发动机的工作原理是一个复杂而精密的过程，需要各个部件协同工作才干正常运转。
探究汽车发动机涡轮增压器原理及常见故障处理
探究汽车发动机涡轮增压器原理及常见故障处理摘要：随着汽车工业的不断进步，汽车的各种表现也在不断提高。
汽车不断独立创新。
在现有技术条件下，向汽车发动机添加涡轮增压器可以有效地提高汽车性能。
一般来说，装有涡轮增压器的汽车往往比普通发动机性能更好。
涡轮增压器虽然有其独特的功能，但如果保养不当，会严重影响涡轮增压器的寿命。
为了充分发挥涡轮增压器的功能，除了了解涡轮增压器的工作原理外，还应了解涡轮增压器常见故障的一些原因，并对其进行分析、诊断和分析。
尽量减少涡轮增压器故障，延长其使用寿命，有效降低车辆维修成本。
关键词：汽车发动机；涡轮增压器原理；常见故障处理引言汽车工业的现代发展直接提高了汽车产品各方面的性能水平，在汽车发动机中安装涡轮增压器进一步提高了汽车的动力性能。
但应注意的是，涡轮增压器作为汽车零件之一，一旦保养或使用不当，就会直接影响涡轮增压器的运行安全性和寿命。
1涡轮增压器的类别、结构涡轮增压器通常可分为三种类型:径向流量类型、轴向流量类型和混合流量类型，以适应不同的涡轮类型。
涡轮增压器主要由压缩机和涡轮组成。
涡轮零件主要由涡轮壳、喷嘴环和单级径向涡轮组成，它们是驱动压缩机旋转的能源。
压缩机部分主要由单层径向压缩机、无翼扩散器和压缩机外壳组成。
与水轮机主轴的连接采用焊接结构，压缩机叶轮以动态通道的形式安装在涡轮轴上，并按下螺母。
涡轮轴和压缩机叶轮进行精确的动态单对比，保证高速正常运行。
压缩机转子轴承系统是一种内部轴承类型。
压缩机通过压力润滑，并添加专用过滤器。
润滑油从专用过滤器输送到中间壳体润滑系统，然后直接通过机油加注管流入发动机的油底壳。
涡轮末端和压缩机上安装了活塞环结构密封装置，压缩机末端也安装了油箔，防止润滑油和气体泄漏。
涡轮增压器的主要固定部分是涡轮壳体、压缩机壳体和中间壳体。
2涡轮增压器工作原理机械压缩机采用机械充电技术，前提是不改变汽油机废气排放。
它主要采用提高力轮性能的方法来实现充电效果。
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汽车发动机中的设备，它能够提高发动机的功率和燃烧效率。
涡轮增压器利用废气流经涡轮叶片的动能，驱动涡轮旋转，并通过轴连接到压缩机，将空气压缩后送入发动机，从而增加进气量和氧气浓度，提高燃烧效率。
涡轮增压器由两个主要部份组成：涡轮和压缩机。
涡轮位于废气流经过的排气管中，废气流经过涡轮叶片时，叶片受到废气的冲击力而旋转。
涡轮和压缩机通过轴连接在一起，当涡轮旋转时，压缩机也会随之旋转。
涡轮增压器的工作原理基于废气能量的回收利用。
发动机在燃烧过程中产生大量废气，这些废气以高速流出排气管，其中包含着相当大的能量。
涡轮叶片通过设计合理的形状和角度，能够有效地利用废气的动能，将其转化为涡轮的旋转动能。
当涡轮旋转时，通过轴将动能传递给压缩机。
压缩机的作用是将大气中的空气压缩，并送入发动机的进气道。
通过增加进气量和氧气浓度，涡轮增压器能够提高发动机的燃烧效率和功率输出。
同时，涡轮增压器还能够减少发动机的排放，使汽车更加环保。
涡轮增压器的工作效率受到多种因素的影响。
首先，涡轮叶片的设计和材料选择对其性能有重要影响。
合理的叶片形状和角度能够提高涡轮的转速和效率。
其次，涡轮增压器的尺寸和匹配也是关键因素。
过小的涡轮会限制进气量，而过大的涡轮则可能导致滞后和延迟响应。
最后，涡轮增压器的润滑和冷却系统也需要保持良好的工作状态，以确保其正常运行和寿命。
在实际应用中，涡轮增压器往往与其他系统相结合，如中冷器和外部废气涡轮增压器（EGR）。
中冷器能够降低进气温度，提高空气密度，进一步增加发动机的功率输出。
EGR系统则能够减少废气中的氮氧化物排放，提高发动机的燃烧效率。
总结起来，涡轮增压器利用废气的动能，通过涡轮和压缩机的相互作用，增加发动机的进气量和氧气浓度，提高燃烧效率和功率输出。
在汽车工程中，涡轮增压器是一项重要的技术，能够实现动力性能和燃油经济性的平衡，为汽车提供更好的驾驶体验和更高的环保性能。
涡轮增压工作原理
涡轮增压工作原理涡轮增压是一种利用废气能量来增加发动机进气压力的技术，以提高发动机的功率和扭矩输出。
涡轮增压器由涡轮和增压器两个主要部分组成，工作原理主要包括排气流驱动涡轮的旋转运动，涡轮带动增压器压缩进气以增加进气压力，并将高压气体输送至发动机进气道。
涡轮增压的工作原理可以简化为以下几个步骤：1.涡轮的旋转运动：发动机工作时会产生大量的废气，这些废气通过排气道排出。
在排气道上安装了一对相互对称的叶片（涡轮），废气流过涡轮时会产生冲击力，使涡轮旋转起来。
2.增压器的工作：涡轮与增压器通过一根轴相连。
涡轮的旋转运动会带动轴转动，进而带动增压器内的压气机旋转。
增压器的压气机由一系列离心式或轴流式叶片组成，当压气机旋转时，会通过离心力将进气压力增加，形成高压气体。
3.进气压力增加：增压器的高压气体通过加热进气道进入发动机。
增加了进气压力后，发动机进气量增加，燃烧效率提高，进而提高了功率和扭矩输出。
涡轮增压器的工作原理可以通过以下几个具体环节来解释：1.废气流驱动涡轮：发动机工作时的废气流经排气道进入涡轮增压器。
废气流经过涡轮时，与涡轮叶片产生的冲击力可以使涡轮旋转起来。
2.涡轮驱动增压器：涡轮与增压器通过轴相连接。
涡轮的旋转运动会带动轴转动，进而带动增压器内的压气机旋转。
压气机由一系列离心式或轴流式叶片组成，当压气机旋转时，会通过离心力将进气压力增加，形成高压气体。
3.高压气体输送至发动机：增压器的高压气体通过增压器和进气道之间的连接通道，进入发动机的进气道。
增加了进气压力后，发动机进气量增加，燃烧效率提高，进而提高了功率和扭矩输出。
涡轮增压器的工作原理实际上是一种能够回收废气能量的方式，将其转化为增加发动机进气压力的能力。
通过增加进气压力，可以提高燃烧效率和功率输出，达到提高发动机性能的目的。
在现代汽车发动机中，涡轮增压器已经成为一种广泛应用的技术，被广泛用于提高引擎的效率和输出。
汽车增压器工作原理
汽车增压器工作原理一、前言汽车增压器是一种常见的汽车动力系统改装件，可以提高发动机的输出功率和扭矩。
本文将从增压器的工作原理、分类、优缺点等方面进行详细介绍。
二、增压器的工作原理汽车增压器是通过将空气压缩后送入发动机，使得每个进气周期内进入发动机的空气量增加，从而提高发动机的输出功率和扭矩。
具体来说，增压器通过旋转叶轮或涡轮来吸入空气，并将其压缩后送入发动机。
这里我们以涡轮增压器为例进行介绍。
涡轮增压器主要由两个部分组成：涡轮和压气机。
涡轮由排气流驱动，它既可以利用废气能量（如柴油发动机），也可以利用废热能量（如汽油发动机）。
当排出废气或废热时，它们会流经涡轮，并使其快速转动。
转速越高，则排出废气或废热时对应的能量就越大。
而涡轮与压气机之间通过一根轴相连。
当涡轮旋转时，压气机也会跟着旋转。
压气机的作用是将空气压缩，使其密度增加。
当被压缩的空气进入发动机时，由于其密度增加，每个进气周期内进入发动机的空气量就会增加。
这样就能够提高发动机的输出功率和扭矩。
三、增压器的分类根据涡轮增压器和机械增压器的不同，汽车增压器可以分为以下几种类型：1.涡轮增压器（Turbocharger）：利用废气或废热能量驱动涡轮旋转，并通过轴将涡轮与压气机相连。
2.机械增压器（Supercharger）：通过传统的机械方式驱动叶轮或螺杆进行空气压缩。
3.电动增压器（Electric Supercharger）：利用电力驱动叶片进行空气压缩。
4.混合式增压器（Twincharger）：同时采用涡轮和机械两种方式进行空气压缩。
四、增压器的优缺点1.优点：（1）提高发动机输出功率和扭矩：通过将更多的空气压缩后送入发动机，可以提高每个进气周期内进入发动机的空气量，从而提高发动机的输出功率和扭矩。
（2）减少排放：增压器可以使得燃料充分燃烧，从而减少废气排放。
（3）增加驾驶乐趣：增压器可以使得车辆加速更快，行驶更顺畅，从而增加驾驶乐趣。
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三、增压发动的缺点
① 增压发动机的机械负荷和热负荷较高。 ② 增压发动机很难满足车辆对转矩的适应性及瞬变工况的要求。 ③ 车用汽油机应用增压技术较困难。 ④ 适用的小型涡轮增压器发展晚并且效率偏低。
四、增压的衡量指标
1．增压度φ • 定义：发动机在增压后的增长的功率与增压前功率之比。 • 物理意义：表明增压后功率增加的程度。
大
大型增压器
压气机叶轮
• 作用:在其旋转时，使空气在离心力的作用下，受到压缩并甩向叶轮 外缘，使空气的温度、压力和流速都增加。
•半开式叶轮叶片和轮盘相连， 具有一定的强度和刚度，小型 增压机应用较多。 •开式叶轮只有轮毂和叶片，叶 片两端是敞开的，摩擦流动损 失大，效率低，易引起振动， 目前较少采用。 •星形叶轮是在半开式的基础上 发展起来的。这种结构能承受 较高转速，适用于高增压机。
3.复合增压系统
• 分类
• 废气涡轮增压与机械式增压并用，称为复合增压 系统。
主要应用在大功率柴油机上 • 排气能量除驱动涡轮增压器外，多余能量用于驱 动低压动力涡轮，通过变速箱将多余能量回送给 曲轴，也称为复合增压系统。
主要应用在增压度较高的发动机上
• 优缺点
输出功率大、耗油低、噪声小、结构复杂
πb
<1.6
1.6-2.5 >2.5
pme
700-1000kpa
1000-1500kpa >2500kpa
五、发动机增压的种类
•分类依据——增压器能量来源 •机械式增压 •废气涡轮增压 •气波增压 •复合增压
1．机械式增压
• 机械式增压系统是由发动机曲轴通过传动带、齿轮、链等传动装置， 直接驱动压气机的增压方式。
温度更高，还存在困难。 ④ 转子和壳体的热负荷不同，两者间的轴向间
隙难于满足要求。 ⑤ 对废气温度敏感，进出气的压差最大只能达
到10kPa。 ⑥ 材料成本高。
第二节 废气涡轮增压系统构造及原理
• 分类—废气在涡轮机中不同的流通方向
• 径流式 • 轴流式
• 车用发动机大多采用径流式涡轮增压器 • 径流式增压器组成
一般只有0.1～0.6左右。因为车用柴油机要同时考虑车辆的动力性、 经济性、排放和成本等多方面要求。
四、增压的衡量指标
2．增压比
•定义：增压器出口压力与环境条件下 大气压力(或增压器进口压力)的比值。
• pk—增压器出口压力； b
• p0—环境条件下大气压力。
pb p0
按照增压比分类
低增压 中增压 高增压
第八章 废气涡轮增压
目录
第一节 发动机增压概述 第二节 废气涡轮增压系统构造及原理 第三节 增压的特点及与发动机匹配 第四节 车用发动机增压的特殊问题
及改善措施
第一节 发动机增压概述
一、增压是提高功率的有效途径 • 发动机的有效功率
Pe
Pme Vs i n 103
30
二、增压发动的优点
1. 功率相同时，发动机的空间尺寸减小，重量轻， 对于提高发动机的经济性更有意义。
4．气波增压
• 气波增压是将废气的高能 量，直接传给新鲜充量， 以提高新鲜充量的密度的 系统。
• 增压器需要机械驱动，消 耗整机功率约1.0％～1.5 ％。
4．气波增压和废气涡轮增压的比较
• 都是利用发动机排出的废气的能量来进行增压， 与废气涡轮增压相比，气波增压的优点如下：
① 整个运行工况下，气波增压压力较高，低转速时 也能获得较大转矩和较好的经济性，工况适应范 围大。
② 加速性好，其轻巧的转子对负荷改变的响应几乎 无延滞。
③ 通过合理设计，可以使废气进入增压空气中，从 而起到废气再循环的作用，降低NOx的排放。
④ 通常不需要阀门控制。
4．气波增压和废气涡轮增压的比较
缺点：
① 结构尺寸较大，在发动机上安装受限制。 ② 噪声大。 ③ 用于汽油机时，由于其转速范围宽、流量大、
• 涡轮机、离心式压气机、支撑装置、密封装置、冷却系统、润滑系统
涡 轮 增 压 器 结 构 图
一、离心式压气机
(一)离心式压气机的基本构造及气体流动
进气道
• 作用：将气流有秩序地导人压气机的工 作叶轮进行压缩。
气流流向 气流损失 适用类型
轴向 沿轴向进入工
进气装置
作轮
小
小型增压器
径
• 作用:使流经叶轮后的气流速度降低，从而进一步增加气体的静压力。 • 分类
• 一种是入口小出口大的无叶扩压器(缝隙式扩压器)； • 另一种是叶片式扩压器。
三、离心式压气机工作特性
（二）离心式压气机的主要参数和工作特性 1.离心式压气机的主要工作参数
• 增压比πk • 流量 • 压气机转速ntb • 绝热效率ηkb • 压气机功率
2．废气涡轮增压
• 驱动能量来源：废气涡轮增压系统压气机由涡轮 机驱动，涡轮机则由发动机的废气推动。
• 增压器与发动机之间没有机械联系，结构简单、 工作可靠。
• 一般在未增压发动机上作些简单的改装，功率即 可提高30％～50％。
• 涡轮增压器适合于专业化大生产，质量好、成本 低。
• 涡轮增压器能利用废气的一部分能量，既可提高 发动机功率又能改善燃料经济性。
• Pea、Peo—增压后、增压前的有效功率
Pea Peo
Peo
增压度的选择
• 增压度取决于所采用的增压系统，采用中冷可使增压度提高。 • 汽油机的增压度受到爆燃的限制。 • 柴油机的增压度受燃烧最高压力的限制，通常以降低压缩比来补偿。 • 现代四冲程柴油机的增压度可达3以上，而车用柴油机的增压度不高，
• 机械增压的特点是结构简单，价格便宜，但当增压比较高时，消耗 的驱动功率很大，可超过指示功率的10％，而使整机的机械效率下 降，油耗增加。
• 机械增压主要用于小型机，通常其压气机出口压力不超过160～ 170 kPa。
2．废气涡轮 增压
• 原理：利用排气能量推动涡 轮，带动与涡轮同轴的压气 机叶轮压气，向发动机提供 压力高、密度大的新鲜充量， 从而提高发动机的功率和扭 矩。
2. 在达到额定输出功率时，摩擦损耗相对较小，在 部分负荷时，增压发动机的工况更接近最大效率 设计工况点。
3. 通过增压器的合理设计，可以将转矩特性改进为 低速高转矩，这对车用内燃机很有利。
4. 随行驶地区海拔高度升高而导致的功率下降，可 通过增压来弥补。
5. 通过增压可以使排放降低。 6. 降低噪声。 7. 经济性得到改善。