第05节 柴油机废气涡轮增压系统
浅析柴油机废气涡轮增压器
浅析柴油机废气涡轮增压器摘要柴油机废气涡轮增压器是一种常用于柴油发动机中的机械装置，通过利用废气能量来提高柴油机的燃烧效率。
本文对柴油机废气涡轮增压器的工作原理、结构和性能进行了深入分析和探讨，通过对涡轮增压器的研究，可以更好地理解其在柴油机中的作用和重要性。
关键词柴油机；废气涡轮增压器；工作原理；结构；性能1. 引言随着汽车工业的发展和人们对燃油经济性要求的提高，柴油机逐渐成为一种重要的动力设备。
而废气涡轮增压技术是提高柴油机燃烧效率和动力性能的重要手段之一。
本文将深入探讨柴油机废气涡轮增压器的工作原理、结构和性能。
2. 工作原理柴油机废气涡轮增压器是通过利用废气能量来为发动机提供额外的进气量，从而提高柴油机的功率输出。
涡轮增压器主要由涡轮和压气机两部分组成。
涡轮部分由一个高温高速旋转的涡轮叶轮组成，涡轮叶轮通过废气冲击旋转并带动压气机叶轮，从而将气体压缩并送入气缸中。
3. 结构柴油机废气涡轮增压器的结构主要包括涡轮叶轮、压气机叶轮、轴承、外壳等几个关键部分。
涡轮叶轮和压气机叶轮通过一个轴承连接在一起，并放置在涡轮增压器的外壳内。
涡轮叶轮通过进气管道进入的高温高速废气冲击、旋转，同时带动轴承上的压气机叶轮旋转，将空气压缩后送入柴油机中。
4. 性能柴油机废气涡轮增压器的性能主要由增压比、延迟时间、效率和可靠性几个方面来衡量。
增压比是指涡轮增压器输出气体的压力与进气管道气压之比，主要影响发动机的功率输出。
延迟时间是指从加速负荷到涡轮增压器增压效果显示出来所需要的时间，延迟时间越短，涡轮增压器的响应性越好。
效率是指涡轮增压器将废气能量转化为压缩气体能量的能力，效率越高，越能提高发动机的燃烧效率。
可靠性则是指涡轮增压器的使用寿命和故障率，优秀的涡轮增压器应具有较长的使用寿命和较低的故障率。
5. 应用和发展柴油机废气涡轮增压器在柴油发动机中广泛应用，并不断进行技术改进和发展。
目前，随着汽车工业的发展，涡轮增压器技术也在不断进步，应用于越来越多的柴油发动机上。
述说废气涡轮增压控制系统的工作原理
这个文件中的文本是废气涡轮增压控制系统的工作原理？废气涡轮增压控制系统（Exhaust Gas Turbocharger Control System，简称EGTCS）是一种用于汽车发动机的先进技术。
它通过使用涡轮增压器将废气能量转化为机械能，从而提高发动机效能，提高燃油经济性和减少尾气排放。
本文将详细介绍废气涡轮增压控制系统的工作原理。
1. 废气涡轮增压器的基本原理废气涡轮增压器由两个栅栏相对呼应的轮子构成，一个轴向的涡轮叶轮和一个叶轮泵。
废气涡轮增压器的工作原理基于流体动力学的原理。
当发动机燃烧过程中产生的高温废气通过排气管排出时，废气进入涡轮叶轮，并加速旋转。
涡轮叶轮则通过轴传递其动能给压气机叶轮，从而使压气机叶轮加速旋转以产生进气压力。
2. 废气涡轮增压控制系统的组成废气涡轮增压控制系统由多个部分组成，包括废气涡轮增压器、控制阀、传感器和控制模块等等。
2.1 废气涡轮增压器废气涡轮增压器是废气涡轮增压控制系统的核心部件。
它负责将发动机产生的废气能转化为机械能，提供额外的进气压力给发动机。
2.2 控制阀控制阀是废气涡轮增压控制系统的关键组成部分。
它通常包括进气阀和出气阀。
进气阀可以控制进气流量，以调整涡轮叶轮的旋转速度；出气阀则可以调节压气机和排气系统之间的连接，以控制进气压力。
2.3 传感器传感器用于感知废气涡轮增压系统的参数，如进气温度、进气压力和涡轮旋转速度等。
这些数据可以帮助控制模块进行精确的控制和调整。
2.4 控制模块控制模块是废气涡轮增压控制系统的大脑，负责处理传感器数据，并根据预设的控制策略来控制各个执行器的工作。
控制模块可以根据发动机负荷和转速等参数实时调整涡轮增压器的工作状态，以达到最佳的动力输出和燃油经济性。
3. 废气涡轮增压控制系统的工作过程废气涡轮增压控制系统的工作过程可以总结为以下几个步骤：3.1 探测进气压力和温度在发动机运行时，传感器会实时感知进气气流的压力和温度。
废气涡轮增压系统工作原理
废气涡轮增压系统工作原理废气涡轮增压系统是指在内燃机排放废气中利用涡轮增压器提高进气压力，从而提高发动机功率和扭矩的系统。
下面将从系统组成、工作原理和优缺点三个方面进行详细介绍。
一、系统组成废气涡轮增压系统主要由废气涡轮增压器和涡轮增压器控制系统两部分组成。
1. 废气涡轮增压器废气涡轮增压器是由由排气螺栓、废气机轮、增压机轮、机轴、壳体和变流器等部分组成。
废气流通过排气螺栓进入废气机轮，使机轮转动，机轴传动增压机轮旋转，从而通过压缩进气获得增压效果。
2. 涡轮增压器控制系统涡轮增压器控制系统主要由增压控制器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、压力传感器和电子控制单元等几部分组成。
通过这些元器件对废气涡轮增压系统进行精密控制，从而保证系统的工作效率。
二、工作原理废气涡轮增压器系统的原理是利用内燃机排气废气的能量，经过废气涡轮增压器的加工转化为压缩空气送入内燃机，提高发动机的进气压力和空气密度，从而提高发动机的功率和扭矩输出。
在发动机运转过程中，废气流进入废气涡轮增压器，使其机轮转动，带动增压机轮旋转，增压机轮通过压缩大气将压缩后的空气送入进气道，进入到发动机内，从而实现对发动机的增压效果。
涡轮增压器控制系统则对这个过程进行精密的控制，通过节气门位置传感器、增压控制器、曲轴位置传感器和电子控制单元等几部分组成，对空气处理质量、空气的流量和增压器的运作轮回进行管理。
三、优缺点优点：1. 提高发动机输出功率和扭矩，减少发动机的油耗和排放量。
2. 可以替代大排量的发动机，保持较高的性能水平，从而实现节约油耗的目的。
3. 可以使发动机在低转速下获得强大的输出能力，提高发动机的动态响应。
4. 增压迅速，响应灵敏，提供更大的动力输出，特别适用于赛车等动力需求较大的场合。
缺点：1. 安装成本较高，使用寿命也较短。
2. 需要精密的控制系统进行管理，因此需要对发动机进行改装和维护的人力和物力成本较高。
3. 系统准备时间较长，与发动机的启动和关闭流程结合不好，容易出现额外的痛点。
废气涡轮增压资料课件
废气涡轮增压系统的性能特
02
点
动力性能特点
01 增加进气密度
通过利用废气的能量，废气涡轮增压器可以增加 进气的压力和密度，从而增加发动机的进气量。
02 提高燃油效率
由于废气涡轮增压器增加了进气压力和密度，使 得燃油和空气混合更充分，从而提高了燃油的燃 烧效率。
03 优化发动机性能
通过增加进气量和优化燃油燃烧，废气涡轮增压 器可以显著提高发动机的功率和扭矩输出。
成本问题
由于废气涡轮增压器的结构复杂，制造成本较高， 同时需要配合发动机及其他控制系统使用，增加了 整车的成本。
耐久性问题
在高温、高压等极端环境下，废气涡轮增压 器的耐久性和可靠性面临挑战，需要加强材 料和设计等方面的研究。
06
案例分析与应用
案例一
总结词
成功的设计、优化、应用
总结词
关键技术、特点
中间体是连接涡轮和压缩机的部件，它可以将涡轮的机械 能传递给压缩机。
进气歧管是连接压缩机和发动机气缸的部件，它将经过压 缩的空气送入发动机的气缸。
排气歧管是连接涡轮和排气管的部件，它将废气排出发动 机。
废气涡轮增压系统的分类
根据增压压力等级的不同， 废气涡轮增压系统可以分为 低增压、中增压和高增压三 种类型。
详细描述
该柴油机采用了高效的废气涡轮增压技术，通过优化设计 ，提高了发动机的功率和扭矩，降低了燃油消耗率和排放 。
详细描述
该设计采用了先进的涡轮增压技术，针对柴油机的特点进 行了优化，实现了更高的压缩比和热效率，同时采用了高 效的水冷技术和可靠的控制系统。
案例二
总结词
广泛的应用、效果显著
总结词
结构特点、工作原理、应用领域
柴油机进排气系统
第五部分 柴油机进排气系统 五、排气旁通阀
旁通阀控制膜盒
排 气 压 力
情景一：涡轮增压技术
放气阀门
接压气机出口
膜 片 上 压 力
弹簧作用力
旁通阀控制膜盒
第五部分 柴油机进排气系统 五、排气旁通阀
情景一：涡轮增压技术
旁通阀控制膜盒
当旁通阀处于关闭 状态时，所有排气均经 过废气涡轮；当旁通阀 处于开启状态时，只有 部分废气经过废气涡轮。
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
五、排气旁通阀 为什么要设置旁通阀？
为了避免“过增压”现象和“增压不足”现象的发生，在 涡轮增压器上就设计了废气旁通装置，它是通过一系列机构， 在压气压力过高时，设法减少去向涡轮的废气，以降低涡轮 转速，从而限制进压气机的压气；而在压气压过低时，则增 加去向涡轮的废气，以提高涡轮转速，从而增加进压气机的 压气。
废气涡轮增压器是由废气驱动的涡轮、径流式压气机和废气旁通阀机构 组成的。
涡轮叶片
压气机叶片
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
四、涡轮增压器
废气涡轮增压器是由废气涡轮驱叶动片的涡轮、径流式压气机和废气旁通阀机构 组成的。
压气机叶片
废气旁通机构
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
增加，充量增大，配合 中冷技术、高压燃油喷 射、电控共轨喷射、多 气门技术等，可更有效 地控制微粒的排放。
第五部分 柴油Leabharlann 进排气系统情景一：涡轮增压技术
四、涡轮增压器
废气涡轮增压器是由废气驱动的涡轮、径流式压气机和废气旁通阀机构 组成的。
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
述说废气涡轮增压控制系统的工作原理
述说废气涡轮增压控制系统的工作原理废气涡轮增压控制系统是一种现代化的汽车动力系统，它通过利用发动机排出的废气来驱动涡轮增压器，从而提高发动机的输出功率和扭矩。
在这个系统中，控制单元是至关重要的组成部分，它负责监测和调整各种参数以确保系统能够正常工作。
下面将详细介绍废气涡轮增压控制系统的工作原理。
一、废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器是一个由涡轮和压缩机组成的装置。
当发动机运转时，排出的废气被引导到涡轮上，使其旋转并驱动压缩机。
此时，进入压缩机的空气被加速并加热，从而提高了其密度和压力。
最终，这些高温高压空气被输送到发动机中进行燃烧，并产生更多的功率和扭矩。
二、控制单元的工作原理1.传感器控制单元通过安装在发动机上的各种传感器来监测发动机运行状态。
例如，空气流量传感器可以监测进气量，发动机转速传感器可以监测发动机转速，氧气传感器可以监测排放气体中的氧气含量等。
这些传感器将收集到的数据发送给控制单元进行处理。
2.控制策略控制单元根据预设的控制策略来调整废气涡轮增压系统的工作状态。
例如，在加速时，系统需要提供更多的增压来产生更多的动力。
此时，控制单元会根据加速踏板位置、发动机转速等参数来调整涡轮增压器的工作状态，并确保增压器能够在最短时间内达到最大输出。
3.防抢油门在一些情况下，如发动机超负荷或过热等情况下，废气涡轮增压系统可能会产生过高的压力和温度。
为了避免这种情况的发生，控制单元还配备了防抢油门功能。
当系统检测到过高的压力或温度时，它会自动减少油门开度并降低涡轮增压器的输出功率。
三、废气涡轮增压系统工作原理总结废气涡轮增压控制系统的工作原理可以总结为以下几个步骤：1.发动机排出废气进入涡轮增压器2.涡轮增压器旋转并驱动压缩机3.压缩机将空气加速并加热，提高其密度和压力4.高温高压空气被输送到发动机中进行燃烧，产生更多的功率和扭矩5.控制单元通过传感器监测发动机状态，并根据预设的控制策略调整系统工作状态6.防抢油门功能可以避免系统过载或过热等情况的发生。
废气涡轮增压器的工作原理和结构特点
主推进动力装置
Introduction to ship
轮机知识
[ 10 ]
轴流式废气涡轮 P139 P482
喷咀环：
将压力能转化为速度 能。
涡轮喷咀环的喷咀叶 片先按设计的角度和位 置排列好，然后浇铸而 成，喷咀环叶片均由 耐 热合金钢制成。
Koukiepin
主推进动力装置
Introduction to ship
Koukiepin
主推进动力装置
Introduction to ship
轮机知识
[ 9 ]
轴流式废气涡轮 P139 P482
废气涡轮主要由进气壳、喷咀环、叶轮、隔热墙和排气壳组成。 废气通过进气壳到达喷咀环，所以进气壳流道符合气体动力特性，通流 截面积逐渐变小。进气壳用螺栓装在排气壳上。 排气壳是一个简单圆柱面形壳体，上部的废气出口处做成箱形便于与烟 囱相连，下部装有支座。 由于废气温度仍较高，为了防火和防止烫伤，防止壳体变形，将增压器 进气壳和排气壳均做成夹层结构，让夹层中通过冷却水进行冷却。 冷却水从最低处进入，从最高处流出。由于冷却，废气一部分热量被冷 却水带走，减少了废气可用能。 近来非水冷增压器得到发展。ABB公司从VTR-4系列开始发展了非水冷式。 VTR-4型的非水冷增压器，其进气壳流道、排气壳四周均包以绝热层， 不与冷却水接触。隔热墙6装在涡轮排气壳上，它把废气涡轮和压气机隔开， 隔热墙内腔填充了绝热材料，防止废气加热压气机。
叶片用高强度镍基耐热合金钢锻造，并经 仿形加工而成。
Koukiepin
主推进动力装置
Introduction to ship
轮机知识
[ 12 ]
离心式压气机 P140 P482
《废气涡轮增压》课件
发动机
发动机是整个废气涡轮增压系统的动力源，它将燃料燃烧产生的能量转 化为机械能。
发动机的种类和型号多种多样，如汽油机、柴油机、燃气轮机等，不同 的发动机对增压系统的要求也不同。
发动机的进气压力和温度对发动机的性能和燃油经济性有重要影响，废 气涡轮增压系统通过提高进气压力和降低进气温度来改善发动机性能。
废气涡轮增压技术的发展 趋势
提高增压压力
增压压力的提高有助于提高发动 机的功率和扭矩，从而提高车辆
的动力性能。
高增压压力需要更耐高温和更高 强度的材料，以及更高效的冷却
系统。
增压压力的提高也会增加发动机 的压缩比，需要采取措施防止爆
震和敲缸。
改善低速性能
低速时，废气涡轮增压器的响 应速度慢，会影响发动机的动
力输出。
通过改进涡轮的设计、采用 小惯量涡轮或者双涡轮技术 ，可以提高涡轮的响应速度
。
改善低速性能还需要优化发动 机和涡轮增压器的匹配，以实
现更平滑的动力输出。
降低制造成本
制造成本的降低有助 于提高产品的竞争力 。
采用新型材料和加工 技术，可以进一步降 低成本和提高生产效 率。
通过优化设计和生产 工艺，可以降低废气 涡轮增压器的制造成 本。
2023-2026
ONE
KEEP VIEW
废气涡轮增压
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 废气涡轮增压系统简介 • 废气涡轮增压系统的组成 • 废气涡轮增压技术的应用 • 废气涡轮增压技术的发展趋势 • 废气涡轮增压技术的未来展望
PART 01
废气涡轮增压系统简介
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
1串联增压系统
• 串联增压系统是采用废气涡轮增压器和主机带 动的往复式扫气泵串联工作。 • 第一级：涡轮增压器，增压压力的70%～95％ • 第二级：往复压气机 • 串联增压系统的特点：
– 使柴油机起动容易,低负荷性能好.涡轮增压器损坏 仍可使柴油机达到70%～80％的标定转速
返回
上一页
下一页
结 束
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
本章目录
一级子目录
• 1增压系统中增压器喘振的原因 • 2各种增压系统中增压器的运行特点
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
1.增压系统中增压器喘振的原因
• • • • 根本原因：实际流量<的限制流量 长期工作导致性能逐渐恶化，匹配不良或暂时失配 1)气流通道堵塞：脏污、结炭、变形 2)增压器和柴油机的运行失配
3并联增压系统
• 并联增压系统就是使涡轮增压器与活塞 下部辅助增压泵并联工作 • 涡轮增压器：空气量的75%～80％ • 并联增压系统的特点：
– 柴油机在低负荷时的工作性能差 – 增压器在低负荷时易发生喘振
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
三、柴油机增压系统中增压器 的喘振与消除
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
– 柴油机本身的某些故障 – 装载、顶风、污底 – 操作不当
• 3)脉冲增压一缸熄火或各缸负荷严重不均 • 4)环境温度的变化
本章目录 一级子目录 二级子目录 返回 上一页 下一页 结 束
2. 各种增压系统中 增压器的运行特点
• 1)单独增压系统 • 2)串联增压系统 • 3)并联增压系统
– 并联增压系统防止喘振的改进措施
一、单独增压系统
• 只用废气涡轮增压器来实现增压，而不 增设其它辅助增压泵 • 应用：
– 四冲程柴油机， – 脉冲增压，直流扫气式二冲程柴油机。
• 附设：电动应急鼓风机或电动辅助鼓风 机
本章目录 一级子目录 二级子目录 返回 上一页 下一页 结 束
二、复合增压系统
• 废气涡轮与压气机之间的功率平衡问题
• 扫气箱设放气阀； • 装设串一并联转换装置； • 采用并联喷射系统
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
本章目录
一级子目录
二级子目录
返回
上一页
下一页
结 束
本章目录
一级子目录
二级子目录
第五节 柴油机废气涡轮增压系统
• 增压系统组成：
– 柴油机、压气机、废气涡轮、空气冷却器和 辅助扫气泵
• 任务：提供足够的空气，保证柴油机扫气 和燃烧的需要。
一、单独增压系统 二、复合增压系统 三、柴油机增压系统中增压器的喘振与消除
• 新型柴油机的增压系统
本章目录 一级子目录 二级子目录 返回 上一页 下一页 结 束
二冲程柴油机
• 热负荷比较，过量空气系数α大 • 压差扫气 • 废气能量低
• 改善方法：
– – – –
本章目录合增压等方法
一级子目录 二级子目录 返回 上一页 下一页 结 束
复合增压系统
• 1串联增压系统 • 2串联旁通增压系统 • 3并联增压系统
• 结构复杂，重量增加。
本章目录 一级子目录 二级子目录 返回 上一页 下一页 结 束
2串联旁通增压系统
• 部分串联增压 • 串联旁通增压系统的主要优点：
– 是利用扫气室中空气的压力变化防止废气倒 冲，扫气效果好。 – 排气口高度。 – 改善柴油机的低负荷性能 – 结构简单。
• 气水分离器
本章目录 一级子目录 二级子目录 返回 上一页 下一页 结 束