废气涡轮增压技术论文
废气涡轮增压技术的现状与发展方向

废气涡轮增压技术的现状与发展方向刘曲戈华南理工大学机械与汽车工程学院车辆工程专业201030081667摘要:本文对对废气涡轮增压技术做出了比较基础、系统的总述。
对该技术的功能原理、现有特征等方面进行了归纳与总结,并对其未来的发展方向作了简要论述。
关键词:废气涡轮增压技术发展方向涡轮增压器1、废气涡轮增压技术的功能、工作原理及性能优缺点废气涡轮增压技术,目前全世界汽车厂商运用最为广泛的发动机增压技术。
废气涡轮增压器是利用发动机排出的废气能量来推动涡轮机内的涡轮,从而带动同轴的叶轮,达到压缩来自空气滤清器的空气,使之增压进人气缸的目的。
当发动机转速加快时,废气排出速度与涡轮转速也会同步加快,叶轮压缩进人气缸的空气也会更多,使空气的压力和密度增大,相应增加喷油量和调整发动机转速,可增加发动机的输出功率。
工作原理,如图所示优点涡轮增压的最大优点是可提高发动机的功率和扭矩。
它可在不增加发动机排量的基础上,大幅度提高功率和扭矩。
另外,采用了增压技术可提高燃烧效率、燃油经济性,同时降低了尾气排放。
缺点动力输出反应滞后。
由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,从踩油门加大马力,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时间差。
经过改良的涡轮增压也要至少2秒来增加或者减少发动机动力输出,在低转速工况时尤为明显。
为避免气缸过热,涡轮增压发动机的压缩比通常会降低,比如到6.5:1以下,低速工况时,动力输出不如自然吸气机型。
达到一定转速后,增压会导致动力输出陡增,破坏了动力的平稳输出,影响操作性能。
涡轮增压发动机工作的环境经常处于高速、高温下工作,转速也非常高,所以养护要求高,成本高。
2、车用涡轮增压技术的现有特征特征方面,总体来说,当今的车用涡轮增压技术主要有以下4点:1)小型化在发动机重量及体积增量小的情况下,涡轮增压依然能提高20%~50%的功率。
由于压缩比不受限,近年来高增压的趋势越来越明显。
高增压时,功率提高甚至大于100%。
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河南职业技术学院毕业设计(论文)题目涡轮增压器故障原因分析及使用维护系(分院)汽车工程系学生姓名张俊学号07184008专业名称汽车检测与维修指导教师高云2010年4月26日涡轮增压器故障原因分析及使用维护张俊摘要:涡轮增压已经越来越多的被汽车所使用,也越来越多的被人们所知悉,他的好坏决定着现代汽车动力性,本文主要浅析涡轮增压的使用维护及简单故障原因分析关键词:涡轮增压、使用维护、故障分析一、引言:随着国民经济的迅猛发展,汽车产量逐年增加,2006年已达720万辆。
我国汽车保有量越来越多,车型也越来越复杂。
尤其是高科技的飞速发展,一些新技术、新材料在汽车上得到广泛应用,而涡轮增压在汽车上的应用则赋予汽车更强更大的动力性,且涡轮增压发动机的耗油量也并不比不增压的发动机耗油量高多少,在汽车使用中,增压器难免会有问题,而这将直接影响发动机的动力性,分析研究增压器故障,现象,探索和研究增压器的结构原因具有重大的现实意义。
本文重点通过增压器的结构原理及一些日常维护,正确认识增压器故障,更好的使用和维护增压器。
二、涡轮增压的日常应用: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。
涡轮增压的英文名字为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。
相信大家都在路上看过不少这样的车型,,,三、涡轮增压的原理与类型最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的,这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面,发动机就能够获得更大的功率。
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,如果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压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况下增加输出功率的机械装置。
涡轮增压论文

学校编码:15014 分类号密级学号:*********** UDC本科毕业论文(设计)涡轮增压的设计与优化学生姓名:刘*所属院部:物理与电子信息工程学院专业:物理学指导教师:王*二零一四年六月十一日涡轮增压的设计与优化刘洋学号:10131270125赤峰学院物理与电子信息工程院,赤峰024000摘要:本文介绍了涡轮增压的原理以及实际当中的设计,在涡轮增压实际中遇到的问题针对输出反应滞后及叶轮改进提出了一些优化方案。
关键词:涡轮增压;压气机;优化引言汽车是通过内燃机内部引燃来发动车子,在现有的各种限制下,发动机的设计几乎已经达到了极限,怎样还可以继续增加车子的马力呢?涡轮增压就是针对这种需求提出的设计,涡轮增压这个词对于爱车的人来说很是熟悉。
废气涡轮增压是涡轮和空气压缩器一起构成的空气压缩机。
它是通过压缩空气即增大空气的密度来提高发动机进气量的一种装置。
当发动机的活塞转速加快时,废气排出的就越多。
涡轮转速也同步加快。
图1是我在新发布的菲特汽车中拍的涡轮增压器。
可以看到它不是很复杂很大的一个器件,但是就是这个器件改变了车子的性能。
图1发动机与涡轮增压实物图涡轮增压虽然可以提高汽车的性能,但并不是所有的车型都适用的。
即便是使用到了涡轮增压,也是因车而议的。
本文首先介绍涡轮增压(压气机)的原理,然后针对具体设计中遇到的问题提出一些优化方案。
一、涡轮增压的原理(压气机)涡轮增压是增压发动机中最常见的增压系统之一。
它是利用压气机的原理所制成的。
涡轮增压是压气机的一种,原理和压气机是一样的。
压气机有很多种,工作压力范围也很广。
本文所介绍的是利用废气体推动涡轮中的叶片高速旋转,带动压气机端的叶轮旋转,之后再利用扩压管石高速运动的气流降低流速来提高压力,实现气体的压缩。
对于压气机来讲,其进气和排气的流动能量及重力位能都可忽略不计。
据稳定流动能量方程式,可得到压气机中能量转换的关系()()12s c q h h w =-+式中,()s c w 是压气机的轴功。
关于发动机废气涡轮增压技术的研究

1 41— —
第1 l 期 2 0 1 7 年6 月
NO.11
无线 互 联科 技 ・ 技 术 应 用
J u ne ,2 01 7
3 废气涡轮增压的类型及优缺点分析 涡轮增压从 工作方式上可以划分为以下几种。
3 . 1废 气 涡轮 增压 系统
也更 高。 欧洲地区的这项技术比较先进 , 涡轮增压器的使用 率超过了5 0 %, 涡轮增压发动机是提高动力性能的重 点, 成
关键词 : 发动 机 ; 废气; 增 压
随着社会 的发展, 科技的进步, 人们的节能意识逐渐增 轮增压器, 主要是在 跑车应用, 在方程 式赛车上也会应 用, 强, 环保部门对汽车的排放要求也越来越 严格, 因此汽车的 发 动 机 就 具 有 非 常大 的 功率 。 涡 轮 增 压 器 的重 要 组 成 部 分 增压技术得到关注。 在 所有增压方式中, 由于废气涡轮增压 包括涡轮室和增压器。 涡轮室排气 歧管连接 到进气 口上, 排 消耗 的是无用功, 因此被人们广泛地应用在汽车上。 气管上安装排气口, 涡轮增压器进气 口连接到空气滤器管道
管道 送来 的新 鲜空气被压缩之后 , 空气就会被传输 到气缸 中。 发动机 的运行速度会逐渐加快, 对涡轮起到推动作用, 使得涡轮 的运转速度 以及排出废气的速度会有所加快 , 空气 压缩程 度就会不断增加 。 随着发动机 的进 气量持续性地提
升, 空 气 的 密度 就会 增 加 , 空 气 的 压 力 也会 增 加 , 这 就 会 使
发 动 机 的动 力 性 和 经 济 性 。 增压 技 术 己经 成 为 提 高 发 动 机 同轴 的 叶轮 起 到 重 要 的 推 动作 用 。 叶轮 运 行 中, 空 气滤 清 器
关于绅宝D70废气涡轮增压器的结构与检修毕业论文(设计)

的知识,做好前期准备工作。划分系统各功能组成,进行方案论证,搭建系统。 2016 年 2 月 1 日-2016 年 2 月 10 日,设计总体结构方案,完成中期报告。 2016 年 2 月 11 日-2016 年 2 月 28 日,论文编写与系统调试。 2016 年 3 月 1 日-2016 年 3 月 20 日,调试系统,撰写毕业论文,准备答辩材料。
机械增压的使用历史比涡轮增压更为悠久,最早的机械增压系统出现在二十世 纪二十年代的格兰披治(Grand Prix)赛车上,并在随后的日子里因为其对引擎动 力输出的帮助,所以得到了较为广泛的应用,机械增压相对于涡轮增压技术的优势 在于完全解决了油门响应滞后,动力随转速线性输出,在当时的引擎技术不高的历 史环境下,机械增压系统确实让当时的动力输出得到了提升,不过这种增压方式最 大的缺点便是高转速时增压力不足和动力衰减较快,而且机械增压对于噪声和引擎 运转的平稳度很难控制。
至于涡轮增压系统出现的年份较晚,最早装备废气涡轮增压系统的车型是雪佛 兰(Chevrolet)的 Corvair,涡轮增压系统是一种可以有效提高引擎效率及燃烧效 率的辅助进气系统,涡轮扇叶由引擎排出的废气推动,以帮助提高进气量和彻底改 变空气通过真空吸力进入气缸的传统。不过涡轮增压也有其缺点,就是低转速时, 也就是仍未达到涡轮增压器工作状态前,其对进气流是一个很大的阻碍,导致引擎 在起步阶段的扭力输出较弱。
汽车涡轮增压论文[1]1
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发动机废气涡轮增压系统的技术分析摘要:发动机废气在经过做功冲程后在排气冲程被排出气缸,燃料通过燃烧所释放的总热量中,有25%以上被废气带走,而废气中的可用能又约占废气总能量的60%。
废气涡轮增压系统在利用着部分能量后,可提高发动机功率30%~50%,降低比油耗率5%左右,有利于改善发动机动力性能,经济性能及排放品质。
本文主要介绍了废气涡轮增压系统的种类,基本结构,工作原理与特性。
以及主要的技术措施和在增压前后对发动机相关性能的影响等作了简要介绍。
关键词:废气涡轮增压系统结构、工作原理与特性、种类以及主要技术措施和废气能量的利用。
废气涡轮增压系统(如下图所示),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。
按废气在涡轮机中不同的流动方向,可分为径流式废气涡轮增压与轴流式废气涡轮增压器两大类。
一般车用发动机多采用径流式,以适用高转速及较高响应性能的要求。
一,径流式涡轮增压器的结构组成径流式涡轮增压器(如图所示)由离心式压气机(包括压气机叶轮、压气机涡壳等)、径流式涡轮(包括涡轮叶片、涡轮涡壳等)和中间体三个主要部分,以及支承装置、密封装置、冷却系统和润滑系统等组成。
1、离心式压气机离心式压气机由导风轮、叶轮、扩压器等组成(图1)。
空气由进气道进入压气机、经过与叶轮一起旋转的导风轮的导引进入叶轮。
在高速旋转叶轮作用下,空气由叶轮中心被离心力甩也逐渐提高,由叶轮流出的空气进入扩压器后速度降低,然后压力再次提高,最后由出气管流出压离心式压气机的空气流量为数公斤至数十公斤每秒。
亚音速离心式压气机的增压比约为 4.5,超音速离心式压气机可达8~10,效率约为0.78。
离心式压气机在各种不同工况工作时,它的各主要参数会随之变化。
在不同转速下压气机的排出压力和效率随空气流量的变化规律,称为离心式压气机的特性,表示这种特性的曲线称为压气机的特性曲线,如图 4-27 所示。
汽车发动机废气涡轮增压技术的应用与发展

汽车发动机废气涡轮增压技术的应用与发展吉林农业大学发展学院毕业设计论文序号(学号):吉林农业大学发展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曲景瑞专业交通运输(汽车运用)班级07 汽运()班指导教师付建国(副教授)2021 年 5 月 1 日吉林农业大学发展学院毕业设计论文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 GasolineEngines《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吉林农业大学发展学院毕业设计论文目录引言 (1)一、汽油机正压系统………………………………………… 3 二、正压系统中的主要机构………………………………… 8 1、废气涡轮增压器 2 、增压调节阀三、汽油机废气涡轮增压研究的意义………………………9 1、增压技术在柴油机领域的发展…………………………9 2、汽油机废气涡轮增压研究的现状…………………… 10 3、废气涡轮增压技术………………………………………四、汽油机废气涡轮增压解决措施..............................12 1、抑制爆燃燃烧和降低热负荷.................................12 2、改善涡轮增压汽油机的扭矩特性...........................14 3、改善涡轮增压的加速性.......................................15 五、未来废气涡轮增压的发展趋势.............................. 16 结束语 (20)参考文献 (20)吉林农业大学发展学院毕业设计论文引言随着人们节能意识逐渐增强,环保部门制定的排放法规的日益严格,增压技术越来越受到重视。
浅析柴油机废气涡轮增压器的论文

浅析柴油机废气涡轮增压器的论文浅析柴油机废气涡轮增压器的论文[摘要]为提高发动机的功率,降低油耗,废气涡轮增压器被广大泛的使用在一些重型汽车的发动机上,本文通过分析了废气涡轮增压器的工作原理,结构特点,进一步的剖析了柴油机经增压后性能及结构上的变化。
阐明了增压器使用注意事项和常见故障排除,对于正确使用增压器提供了理论依据。
[关键词]柴油机废气增压器原理结构特点现在一些重型汽车的柴油发动机上广泛应用废气涡轮增压器,其目的是尽可能地利用废气的能量在涡轮中增大发动机的进气密度,提高进气压力,并相应的增加喷油量,就可以在基本结构变化不大的情况下,增大柴油发动机的扭矩和功率。
从而可以减少排气污染和降低油耗率。
一、工作原理柴油机排出的高温和一定压力的废气经涡轮壳进入喷嘴,将废气的热能及压力能变成动能,并以一定的方向流向涡轮叶轮,从而使涡轮高速旋转,带动同轴上的压气机叶轮亦高速旋转,新鲜空气经过空气滤清器被吸入高速旋转的压气机叶轮,使气流速度增加,压力提高,再经过扩张器与压气机壳,使气流的动能变成压力能,压力进一步提高,增大密度的空气最后进入发动机的进气管,以实现进气增压提高发动机功率的目的。
二、基本结构涡轮增压器主要由压气机和涡轮两部分组成。
压气机主要包括单级离心式压气机、扩张器和压气机壳;涡轮部分主要包括涡轮壳、单级径流式涡轮。
涡轮轴与涡轮是采用摩擦焊接连成一体。
压气机叶轮以间隙配合装在涡轮轴上,并用螺帽压紧。
涡轮与轴总成、压气机叶轮经过精确的单体动平衡,以保证高速旋转下正常工作。
增压器的转子支承是采用内支承型式,全浮动式浮动轴承位于两叶轮之间的中间体内,转子的轴向力靠止推轴承端面来承受。
在涡轮端和压气机端均设有密封环装置。
压气机端还有挡油罩以防止润滑油的泄漏。
增压器采取压力润滑。
润滑油从机身上主油道进入进油口,进入润滑系统,然后通过回油管流回发动机油底壳。
三、废气涡轮增压器的特点1、废气涡轮增压器滞后现象,由于废气涡轮的工作相对于发动气缸内的工作有一定的迟后,同时,由于涡轮、压气机叶轮高速旋转的惯性,使发动机变工况时,响应迟缓,排烟增加,汽车的加速性较自然吸气稍差。
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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)第一章增压技术的结构和工作原理1.1概述1.1.1 增压技术简介近年来,发动机进气增压技术已经成为国内外内燃机发展的重要方向之一,过去增压技术主要应用于柴油机上,现在汽油机上也开始大量采用增压技术。
这是因为发动机进气增压技术具有许多优点:①.能够提高发动机升功率——提高了发动机的动力性;②.能够降低发动机比油耗和比质量——提高发动机的经济性;③.能够减轻发动机排气污染——提高了发动机的排放性;④.能够扩大发动机变形系列等。
当前,由于汽车一方面在向高速、重载方向发展,对发动机的动力性和燃料经济性提出更高的要求;另一方面发动机尾气的排放污染,各国排放法规的日益苛刻,使人们极力寻求减小大气污染的措施。
这种种方面的原因,使汽车发动机进气增压技术获得迅速发展,其中以美国、英国、德国、瑞典等国家发展较快。
发动机增压方法很多,其中涡轮增压器在技术上最为成熟,并具有很多突出的优点,因此涡轮增压成为汽车发动机增压的主要类型为获得广泛应用。
此外,在研究和发展废气涡轮增压系统的同时,其他增压系统也相继有所发展,例如气波增压系统。
随着推进技术的发展,涡轮增压器及其增压系统的应用使柴油机的性能得到大幅度提高(它可使发动机的功率比以前的自然吸气方式提高4倍),并改进了操作灵活性,降低环境污染。
涡轮增压器对二冲程和四冲程发动机提供各种所需的输出功率起着重要的作用,它能通过其精巧的设计装置传送更高的压比、综合效率以及容积流量比等,而且增压器的更简单和更紧凑设计使涡轮机更加容易检修,提高了可靠性和耐用性.。
该装置最早应用在飞机上,由于飞行高度不断攀升,空气越来越稀薄,造成飞机引擎进气量不足,因此涡轮增压器便被采用,以此尽可能多地向飞机引擎“打注”新鲜空气。
随着废气涡轮技术的慢慢普及,它又被用到了军事装备上。
由于军用装甲车辆均为柴油发动机,为了提高功率,军车率先使用它,如美国的M1A1及德国的豹Ⅱ等主战坦克。
废气涡轮增压在民用车辆的应用则起步较晚,主要是因为轻型车辆(如轿车)大多采用汽油发动机,其对增压技术的要求很高,所以这项技术早期的民间应用仅局限于柴油机上(我国有依维柯、得利卡等柴油车型都有应用),普及率因此大打折扣。
随着柴油机技术的不断改进以及柴油机经济性和故障率低的优点,柴油机也逐渐应用在轿车上,为了提高功率及大扭矩输出,一些国外汽车厂商也纷纷应用了废气涡轮技术(如大众的TDI引擎,奔驰、宝马也有柴油增压车型)。
同样因为技术的进步,汽油涡轮增压引擎也逐渐多见(如富豪的增压车型、三菱枪骑兵EVO系列、富士的增压车型等),这都使得车辆的动力性得到了极大的提高。
实践证明,采用该装置后功率可至少提高10%-30%,并能进一步降低油耗,尾气排放也有一定程度的改善。
既然废气涡轮增压器有如此神奇功用,我们在使用过程中就应当十分注意。
大家应该知道,废气涡轮增压器里的涡轮和叶轮都是高速旋转的,因此它的润滑工作就应当十分到位。
为了保证装置长期安全的工作,通常由发动机主油道单独分出一支润滑油道来对涡轮分叶轮中间的浮动轴承进行润滑。
高速旋转的涡轮与叶轮具有很大的旋转惯性,转速需要一段时间才能降下来,如果我们在使用中让车辆突然熄火或停车即刻熄火,就切断了发动机通往增压器浮动轴承的润滑油路,使得高速旋转的涡轮、叶轮的充分润滑失去保证。
长期如此,必定会引起废气涡轮增压的故障,出现噪音偏高、工作粗暴、发动机下降,因此正确的操作方法应当是停车后,检查一下水温、油温,再怠速运转1分钟左右,待增压器转子转速降下来,再熄火。
相对地,如果发动机长期低速运转也会对增压器造成损坏,一方面发动机低速运转则增压器涡轮也低速运转,长期下去会使润滑浮动轴承的润滑油从叶轮端渗出,并随同新鲜空气进入气缸燃烧,从而影响发动机正常工作。
另一方面,渗出的机油也会影响增压器本身的工作,造成增压器工作效率下降,直至损坏。
因此在使用中,车主应经常检查增压器的来、回油管,保证增压器润滑充分从而正常工作。
由于废气涡轮增压器的涡轮与叶轮是高精密度件,所以请车主不要自作聪明自行修理。
车主朋友平时只要检查一下油管,听一下它的工作声音,而无需做额外的特殊保养。
一旦废气涡轮增压器发生损坏,不能修理一下重复使用,而需要检查引起增压器损坏的原因并更换废气涡轮增压器,以保证发动机正常工作。
以上简单介绍了废气涡轮增压器使用中的注意事项,如果您有辆涡轮增压的车可要铭记于心,若想爱车能长期健康,需要您平时多用心,关键时刻才能少担心。
废气涡轮增压器是如何工作的呢?下面就向各位朋友简单介绍一下它的机理。
大家由图可知,废气涡轮增压器(1)的体积不大,主要由左端的叶轮和右端的涡轮组成,当发动机正常工作时,从发动机排气门排出的废气及排气管(4)进入到废气涡轮增压器右端,从而吹动涡轮高速旋转。
涡轮转速高的可达10万转,而日本的一些废气涡轮增压器的涡轮转速可达到12万转。
与涡轮同轴的左端叶轮也同时做高速旋转,叶轮左端的黑色箭头代表从空气滤清器过来的新鲜空气,新鲜空气进入到叶轮一端后,由于叶轮高速旋转从而压缩了新鲜空气形成增压。
增压后的新鲜空气要首先经过中冷器(2)进行冷却。
因为叶轮的搅动升高了空气的温度,从而降低了空气的密度,为了保证进气量,因此必须对增压后的高温气体实行冷却。
经过中冷器的空气在经过进气管(3)后再进入气缸开始工作。
涡轮增压由于进气压力高,因此在排气过程中能够充分扫清上一循环工作过程中的残余废气,达到了排气干净的目的,并能为下一次燃烧做好准备,也利于下一次燃烧充分,从而减少有害物质的排放。
这是它的另一个非常突出的优点。
经过中冷器的空气在经过进气管(3)后再进入气缸开始工作。
涡轮增压由于进气压力高,因此在排气过程中能够充分扫清上一循环工作过程中的残余废气,达到了排气干净的目的,并能为下一次燃烧做好准备,也利于下一次燃烧充分,从而减少有害物质的排放。
这是它的另一个非常突出的优点。
1.1.2 发动机进气增压的基本原理增压,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。
增压后,每循环进入气缸内的新鲜充量密度增大,使实际充气量增加,从而达到提高发动机功率和改善经济性能的目的。
发动机的有效功率为(1-1)式中i——缸数;Pme——平均有效压力;Vs——工作容积;n——发动机的转速τ——冲程数;可知提高发动机功率的方法:①.改变发动机结构参数—增加缸数i,增大缸径D、活塞冲程S, 减少冲程数 ;②.提高发动机转速n及活塞平均运行速度;③.提高平均有效压力。
1.1.3 增压发动机的特点①.进气增压可以提高发动机的升功率。
②.功率相同时,发动机的空间尺寸减少,质量减轻,这有利于提高车用发动机的经济性。
③.通过增压器的合理设计,可以将扭矩特性改进为低速高扭矩,这对车用发动机非常有利。
④.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。
⑤.可通过增压度来弥补随行驶地区海拔高度升高而导致的功率下降。
⑥.降低噪声。
柴油机增压后,由于混合气工作温度升高,着火延迟期缩短,燃烧过程变得柔和,对直喷式柴油机更是有利。
⑦.通过增压可以降低有害气体排放。
⑧.机械随时减少,经济性得到改善。
⑨.增压机主要零部件的机械负荷和热负荷均增加。
1.2 废气涡轮增压器及其增压系统1.2.1 废气涡轮增压器的工作原理涡轮增压器连接到发动机的排气歧管。
气缸内排出的尾气带动涡轮旋转,与燃气轮机类似。
涡轮通过轴与安装在空气过滤器与吸气管之间的压缩机相连。
压缩机把空气压缩到气缸中。
图—1气缸排出的尾气流过涡轮叶片,使涡轮旋转。
流过叶片的尾气越多,涡轮旋转速度就越快。
在连接涡轮的轴另一端,压缩机将空气抽到气缸中。
压缩机是一种离心泵,它在叶片的中心位置吸入空气,并在旋转时将空气甩到外面。
为了适应高达150,000转/分的转速,必须小心支撑涡轮轴。
大部分轴承在这样的高速下会爆炸,所以绝大多数的涡轮增压机使用的是液压轴承。
这类轴承能使轴浮于一层薄薄的油膜上,这些油从轴四周恒定抽入。
这可以起到两个作用:一方面能够降低轴和一些其他涡轮增压机部件的温度,另一方面能够减小轴在旋转时遇到的摩擦。
在为发动机设计涡轮增压机时,需要权衡许多利弊。
在下一节,我们将了解一些需要权衡的因素,并说明其如何影响涡轮增压机的性能。
许多人都知道,汽车发动机的工作,多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。
就拿汽油机来说,每向气缸内提供1公斤的汽油,约需要气缸吸入15公斤的空气,才能保证汽油充分燃烧。
这15公斤的空气,其体积将是非常大的,光靠气缸在发动机进气过程产生的真空度,不容易将这么大体积的空气完全吸入。