废气涡轮增压器在汽车上的应用
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。
简述废气涡轮增压系统的组成与工作原理

简述废气涡轮增压系统的组成与工作原理废气涡轮增压系统是一种常见的汽车动力系统,其主要作用是通过增加进气气流的压力,提高发动机的进气效率,从而提升发动机的输出功率和扭矩。
本文将对废气涡轮增压系统的组成和工作原理进行简述。
一、组成废气涡轮增压系统主要由废气涡轮、增压器、废气管道和冷却系统组成。
1. 废气涡轮:废气涡轮是废气涡轮增压系统的核心部件,它由涡轮轮盘、涡轮轴和涡轮壳体组成。
废气涡轮通过利用发动机排气中的废气能量,将废气的动能转化为涡轮轮盘的旋转动能。
2. 增压器:增压器是废气涡轮增压系统的另一个重要组成部分,它由压气机和涡轮轴连接在一起,通过涡轮轮盘的旋转驱动压气机工作。
增压器的作用是将进气气流压缩,提高进气气流的密度,并将压缩后的气流送入发动机。
3. 废气管道:废气管道用于将发动机排出的废气引导到废气涡轮,使废气涡轮能够转动并驱动增压器工作。
4. 冷却系统:废气涡轮增压系统还配备了冷却系统,用于降低废气涡轮和增压器的工作温度,提高其工作效率和寿命。
冷却系统通常由冷却液循环系统和涡轮壳体上的冷却片组成。
二、工作原理废气涡轮增压系统的工作原理可以简述为以下几个步骤:1. 排气过程:在发动机的排气过程中,废气被排出并经过废气管道进入废气涡轮。
废气的动能使得涡轮轮盘开始旋转。
2. 涡轮传动:废气涡轮的旋转驱动涡轮轴转动,涡轮轴与增压器上的压气机连接在一起。
涡轮轴的转动使压气机开始工作,将进气气流进行压缩。
3. 压缩过程:压气机将进气气流进行压缩,提高气流的密度和压力。
压缩后的气流通过增压器的出口进入发动机的进气道。
4. 燃烧过程:进入发动机的压缩空气与燃油混合后,进行燃烧,释放出能量驱动发动机工作。
由于增压器的作用,进入发动机的气流密度增加,使得燃烧效率提高,从而提高了发动机的输出功率和扭矩。
5. 冷却过程:废气涡轮和增压器在工作过程中会产生大量热量,为了保持其工作效率和寿命,冷却系统通过循环冷却液和冷却片的方式,将热量带走,保持涡轮和增压器的工作温度在合适范围内。
废气涡轮增压器的组成及工作原理

废气涡轮增压器的组成及工作原理1. 引言废气涡轮增压器作为内燃机的一种动力增压装置,在汽车、船舶和航空发动机等领域得到了广泛的应用。
它通过有效利用废气能量,提升了发动机的功率性能和燃油利用率,是现代发动机技术中的重要组成部分。
本文将从深度和广度的角度,全面评估和深入探讨废气涡轮增压器的组成及工作原理,以便读者能更全面、深刻地理解这一主题。
2. 废气涡轮增压器的组成废气涡轮增压器主要由涡轮组件、中央轴、压气壳、轴承和密封件等几大部分组成。
2.1 涡轮组件涡轮组件是废气涡轮增压器的核心部件,它由涡轮转子和涡轮壳体组成。
涡轮转子上密集排列着叶轮,当排放废气通过涡轮壳体进入涡轮组件时,废气的能量将被转化成旋转动能,推动涡轮转子旋转。
而涡轮壳体则承载了涡轮转子,并将排放废气引导至涡轮转子。
2.2 中央轴中央轴连接了涡轮组件和压气壳,是废气涡轮增压器如何将废气的动能转化为增压压力的关键部件。
当涡轮转子旋转时,中央轴也随之旋转,通过传递力量和转动动能,使压气壳内的新鲜空气得以受到压缩。
2.3 压气壳压气壳起到了将新鲜空气压缩的作用,它通过容纳压气轮和调节器,将新鲜空气压缩成高压空气,并输送至发动机燃烧室。
压气壳的设计和材料选择对废气涡轮增压器的工作效率和性能有着直接的影响。
2.4 轴承和密封件轴承和密封件是保证废气涡轮增压器长时间稳定运行的重要组成部分,它们不仅能减少摩擦和磨损,延长废气涡轮增压器的使用寿命,还能防止废气和新鲜空气之间的相互干扰和混合。
3. 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理是基于废气的动能和新鲜空气的压缩来实现的。
具体而言,废气从发动机排气孔中排出后,通过涡轮组件的涡轮壳体,推动涡轮转子旋转。
涡轮转子与中央轴相连,通过中央轴的转动,传递动能到压气壳内的压气轮,使得压气轮旋转并压缩新鲜空气。
压缩后的高压空气被送入发动机燃烧室,在混合燃料后,能够产生更强大的爆发力,提升了发动机的功率输出。
汽车涡轮增压技术的研究与发展

汽车涡轮增压技术的研究与发展随着汽车工业的发展,汽车涡轮增压技术在提高发动机性能和燃油经济性方面发挥着重要作用。
本文将探讨汽车涡轮增压技术的研究与发展,通过分析其原理、优势和应用领域,以及未来的发展趋势。
一、涡轮增压技术原理涡轮增压技术通过利用废气能量驱动涡轮转动,进而压缩进气,提高发动机的进气量和密度。
具体而言,涡轮增压器由进气室、压气机(涡轮)、中冷器和排气管组成。
发动机排气通过排气管驱动涡轮旋转,涡轮与压气机相连,使压气机旋转并压缩进气,增加氧气含量,提高燃烧效率,进而获得更高的动力输出。
二、涡轮增压技术的优势1. 提高动力输出:涡轮增压技术能够增加发动机的进气量和密度,提高燃烧效率,从而达到更高的动力输出,使车辆具备更强的加速性能和爬坡能力。
2. 减少燃油消耗:涡轮增压技术能够充分利用废气能量,增加进气压力,使混合气更充分燃烧,提高燃烧效率,减少燃油消耗,降低尾气排放。
3. 缩小发动机尺寸:采用涡轮增压技术可以在保持动力输出的前提下,减小发动机的尺寸和重量,降低整车重量,提升车辆的操控性和燃油经济性。
三、涡轮增压技术的应用领域涡轮增压技术目前已广泛应用于汽车工业中,尤其是高性能车型和柴油发动机。
在高性能车型中,涡轮增压技术能够提供更大的动力输出,使驾驶者享受到更激动人心的驾驶体验。
在柴油发动机中,涡轮增压技术可以提高燃烧效率,降低燃油消耗和尾气排放,符合环保要求。
四、汽车涡轮增压技术的发展趋势1. 中冷技术的改进:通过改进中冷器的设计和材料,提高冷却效果,减少进气温度,实现更高的进气密度和更好的燃烧效率。
2. 双涡轮增压系统:双涡轮增压系统结合了小型涡轮和大型涡轮,能够在不同转速范围内提供更高效的增压效果,使发动机更加灵活响应不同工况需求。
3. 电动涡轮增压技术:电动涡轮增压技术通过电动机驱动涡轮,可以在低转速下提供更高的增压效果,提高发动机的起步动力和低速扭矩输出。
4. 涡轮增压技术与混合动力技术的结合:将涡轮增压技术与混合动力技术相结合,可以进一步提高发动机的燃烧效率和燃油经济性,实现更低的排放水平。
军用柴油汽车废气涡轮增压装置的正确使用与保养

求 高 , 仅 需 要 内部 配 件 的严 密配 合 , 置 还 要 与 发 不 装 动机严 密 匹配 , 否则 就 会 降低 发 动机 的效率 甚 至 造成 损 坏 。 因此 , 军用 柴油 汽 车废 气 涡轮 增 压装 置 在使 用 方 面 有 特殊 的技 术 要 求 , 必须 注 意合 理 使 用 , 能保 才 证 发 挥 装 备 性 能 。 以 我 军装 备 的 “ 京 ・ 士 ” 北 勇
洁润 滑油 滤清 器或 更换 润 滑油及 滤 芯 。
启 动 与加 速
汽车 启 动后 , 气 涡 轮增 压 装置 即 废
开 始运 转 。务 必先 低速 运 行 3 5分 钟 , ~ 待润 滑 油温 度
上 升 、 动 性 能 好 转 , 气 涡 轮 增 压 装 置得 到充 分 润 流 废
确 保 发 动 机 润 滑 系统 完好 确 保 所 有 通 道 的 管 路 畅通 , 保证 润 滑 油有 足够 的 流量 和 压力 。如 果 润 滑
现漏气时 , 就会 造 成 两 侧 气 体 压力 不 平 衡 , 引起 增 压
器 两侧 或单 侧漏 油 。
正确 更换 增 压 器 更 换增 压 器 时 , 应在 进 油 口处
20 .5 . 运 0 ̄第 期汽 用《 1 车
行 车过 程 中 ,驾驶 员一定 要随 时预 防车 辆 失控 、
军用 絮 酒 汽 车鹰 涡 轮 增 雁 装 置 的
i 。 。 _
● 刘 旭 刚 王 超
在 涡轮增 压 技术 应 用 中 , 气 涡 轮增 压 装 置是 关 废
何 永 恒 赵 宏 宇
不平衡 , 润滑油 就会 渗漏 到 涡轮 壳 。因此 , 不要 让涡 轮
增 压发 动 机在怠 速 下运 转超 过 1 O分钟 。
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。
浅析新技术在国产客车上的应用与发展

浅析新技术在国产客车上的应用与发展中图分类号:u4 文献标识码:a 文章编号:1002-7661(2011)05-0155-01现代科学技术尤其是电子、信息技术的迅猛发展,使各项技术不断更新,汽车技术的发展更是日新月异。
高新技术在国产客车上的广泛应用,使国产客车的科技含量、技术等级和品质水平得到了大大提高,不仅缩小了与世界先进客车的差距,而且逐渐赶超世界客车的先进水平。
目前,在国产客车上被广泛采用的高新技术主要包括以下六个方面的新技术和新装置。
一、电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统其优点是实现空气、燃料比例的高精度控制。
采用多点顺序喷射方式单独向各汽缸进气口喷油,各缸空燃比偏差很小,发动机可在较稀薄的混合气下工作;采用氧传感器闭环控制可进一步提高空燃比的控制精度;在汽车运行地区气温、气压变化,以及启动、暖机、加速等过渡工况时,空燃比能及时得到修正补充,并且减速时能自动断油,加上怠速控制系统,使各种工况都能获得最佳空燃比。
固该系统不存在机械驱动问题,各器件可分散布置,故在发动机上安装不受限制。
采用多点喷射方式时,可以按最佳充气效率合理设计进气管路,充分利用进气的惯性增压作用,提高发动机的输出功率。
因此,采用电控汽油喷射系统的汽油发动机,综合性能显著提高。
与传统的化油器发动机相比,装电控汽油喷射系统的发动机功率提高5%~10%,燃油消耗量:降低5%~10%,废气排放量有害物质减少20%以上;由于扭矩性能改善,瞬时响应快,车辆加速性能大大提高;冷车启动更容易,暖机更迅速,能很好地满足当前社会对减少排放、降低消耗、提高功率及改善驾驶性能的要求。
电控汽油喷射系统主要由进气、燃油、电控三大系统组成。
主要部件包括ecu电控单元、空气流量计、进气管压力感传器、燃油计量器、喷油器、燃油压力调节器、节流阀等。
二、电控柴油喷射系统柴油机电控技术与汽油机电控技术基本相似,整个系统都是由传感器、电控单元ecu和执行器组成,而柴油机的电控技术的关键技术是在柴油喷射电控执行器上。
探析汽油发动机如何巧用废气涡轮增压器

滞后 ” 现象 。 由于 汽 油发 动 机 转 速 范 围宽 , 空气 流 量 变 化
大 , 因 此 涡 轮 增 压 器 的 压 缩 叶 轮 外 形 是 复 杂 的 三 元 曲 面 超薄 壁 叶轮 片 ,一般 有 1 2~3 0片 叶 ,呈 放 射 线 状 曲 线 排
状 态 下 其转 速 可 达每 分 钟 1 2到 1 6万 转 。 所 以 涡 轮轴 高 速 转 动 所 产 生 的热 量 非 常 惊 人 ,再 加 上 空 气 经 压 气 机 叶 轮
压 缩 后 所 提 高 的 温 度 , 这 三 者 成 为 涡 轮 增 压 器 最 严 峻 的
工 艺 与 装 备
3 1
探 析 汽 油 发 动机 如 何 巧 用废 气 涡 轮增 压器
李 思 愚
( 甘 肃 交 通 职 业技 术 学 院 , 兰州 7 3 0 0 7 0)
摘 要 : 现 代 汽 车 不仅 要 满 足越 来越 高 的环 保 和 节 能要 求 , 同时 又要 满足客 户对 汽 车 动 力性 能 的 需求 。 本 文介 绍 了废 气涡轮 增 压 器如 何 克服 其 不足 , 通过 不 断 的 改进 , 使 废 气 涡轮 增压 器在 汽 油 车 中也 能尽 显 其优 势 。
汽 油 机 使 用 涡 轮 增 压 器 出 现 的 一 系 列 问 题 , 通 过 有 针 对
氧量 , 因此要 装 置 降 低进 气温 度 的设 备 , 这 就 是 中 间冷 却
器 。它安 装 在 涡轮 增压 器 出 口与 进 气管 之 间 , 对 进 入 气缸 的 空气 进行 冷 却 。 中间冷 却 器就 像 散热 器 , 就是 运 用 横 向
压效 率 因高温 空 气膨 胀 而 降低 。这样 不 仅影 响充 气效 率 ,
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毕业综合技能训练工作报告废气涡轮增压器在汽车上的应用摘要当今时代,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。
关键字:发动机废气涡轮增压热负荷爆震匹配目录1 增压技术的结构和工作原理 (1)1.1概述 (1)1.1.1 增压技术简介 (1)1.1.2 发动机进气增压的基本原理 (3)1.1.3 增压发动机的特点 (4)1.2 废气涡轮增压器及其增压系统 (4)1.2.1 废气涡轮增压器的工作原理 (4)2 涡轮增压的优缺点及使用注意 (8)2.1涡轮增压器优缺点分析 (8)2.1.1 涡轮增压器优缺点的对比 (8)2.1.2 比较奥迪A6 1.8T与奥迪A6 1.8 (9)2.1.3 涡轮增压器的不足之处 (9)2.2 涡轮增压器的使用注意 (10)2.2.1 工作环境 (10)2.2.2 不能着车就走 (10)2.2.3 不要立即熄火 (10)2.2.4 注意选择机油 (11)3 未来废气涡轮增压的发展趋势 (12)4 结束语 (15)参考文献 (16)1 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。
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。
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。
图—1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。
因此,提高发动机吸入气体的能力,也就是提高发动机的充气效率就显得尤为重要。
增压技术就是一种提高发动机的进气能力的方法。
从原理上讲,增压并无神秘之处。
它就是采用专门的压气机将气体在进入气缸前预先进行压缩,提高进入气缸的气体密度,减小气体的体积,这样,在单位体积里,气体的质量就大大增加了,进气量即可满足燃料的燃烧需要,从而达到提高发动机功率的目的。
增压过程中采用的压气机又叫做增压器。
废气涡轮增压是进气增压的一种方式。
发动机的增压方法根据驱动增压器所用能量来源的不同,基本上可以分为三类:第一类是机械增压系统,增压器由发动机曲轴通过齿轮(或链条等)直接驱动。
第二类是废气涡轮增压系统,增压器是由发动机工作时排出的废气带动的。
第三类是复合增压系统,即在发动机上,既采用废气涡轮增压器,又同时应用机械驱动式增压器。
此外还有惯性增压、气波增压等其他增压方式。
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,废气排出速度与祸轮转速也同步增快,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%。
但是废气涡轮增压器技术也有其必须注意的地方,那就是泵轮和涡轮由一根轴相连,也就是转子,发动机排出的废气驱动泵轮,泵轮带动涡轮旋转,涡轮转动后给进气系统增压。
增压器安装在发动机的排气一侧,所以增压器的工作温度很高,而且增压器在工作时转子的转速非常高,可达到每分钟十几万转,如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作,因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承,由机油来进行润滑,还有冷却液为增压器进行冷却。