废气涡轮增压技术的原理及发展现状
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。
发动机废气涡轮增压ppt课件
复合式增压系统
将废气涡轮增压和机械增压 组合使用。
在大功率柴油机上 采用比较多，其发 动机输出功率大、 燃油消耗率低、噪 声小，只是结构太 复杂，技术含量高， 维修保养不容易。
只有提高发动机的平均有效压力才是最经济有效的方法，它可通过 减小过量空气系数øa，提高充气效率ŋv和增加进入气缸的充量密度ρk来 实现。
因此，增大进气密度 k ，即提高进入气缸空气的压力 k ， 降低进入气缸空气的温度Tk是提高平均有效压力pme最有效的 方法。提高进入气缸空气的压力和降低进入气缸空气的温度的 办法是采用增压和中冷技术。
油机的增压度受到爆燃燃烧的限制。柴油机的增压度受到燃烧最高爆 发压力的限制，通常以降低压缩比来补偿。
增压度小于1.9时，为低增压；在1.9~2.5范围内，为中增压；在 2.5~3.5范围内，为高增压；大于3.5时为超高增压。
目前，车用发动机的增压度不高，在0.1~0.6的范围内，大 部分为0.2~0.3，而船用大型低速四冲程柴油机的增压度可达 到3.0以上。这是因为车用发动机增压不仅要求功率增加，而 且还要在较大的转速和负荷范围内满足动力性、经济性、排放 与成本等多方面的要求，因此增压度一般不宜过高。
作业
1.发动机的增压方式有哪几种，与其他方式相比 涡轮增压的优点有哪些？
2.增压为什么能够提高发动机的功率？ 3.发动机废气能量是如何利用的？ 4.汽油机涡轮增压的主要技术措施有哪些？
增压：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, 提高发动机功率和改善经济性。
关于汽车涡轮增压节能技术的现状和改进分析
关于汽车涡轮增压节能技术的现状和改进分析摘要：随着交通事业的不断发展，汽车的使用变得愈来愈普遍，而汽车的尾气排放一直是环境污染的重要因素，所以加强节能措施的改造，实现汽车涡轮的技术改进，本文从改善环境作为基本的目标，从技术的角度来实现对环境保障，对于汽车涡轮增压技术的分析，从节能的角度来实现减排工作，根据当前的技术问题的分析来提出相应的改进措施，因此本文根据笔者对汽车涡轮增压节能技术的研究，以此来实现现状的改善，为广大的汽车涡轮增加技术的研究同仁提供借鉴。
关键词：汽车涡轮增压现状改进随着科学技术的发展，对于环境中的污染情况变得越来越重视，更多的节能环保理念被大众所提及，所以对于汽车的尾气排放上需要采取必要的措施来改进其涡轮的增压技术，通过对废气排放的有效措施改善来提高能源的使用效率，而且还能提高发动机的功率，以此来实现汽车的涡轮增压技术的提升。
本文将会对当前的汽车涡轮增压节能技术进行现状的分析，从环保的角度来对技术进行革新，对于常见的问题进行改善，为切实的实施可持续发展战略而不断努力。
为环保建设作出必要的贡献，同时可以为人们创造更加优良的生活环境。
1 汽车增压涡轮节能技术发展现状研究由于交通技术的不断发展，使得我国的涡轮增压节能技术的发展变得越来越快，而且我国的柴油机的技术水平则是相对落后，以此对于环境的污染非常严重，对于增加节能技术的研究，从上个世纪70年代就有所起步，国内的高等院校的研究人员对汽车的涡轮增压节能技术也进行了探究，之初开始研究时，更多的是为了提高能源的利用率，而且更是处于研究的阶段，实际的运用阶段却是很少，所以对于一些较少数的车型才运用到涡轮增压技术。
现在随着现代汽车技术的发展，对于增压技术的使用变得越来越常见，但是随着对环境保护和环境要求的不断提升，在采用增压技术同时加入节能技术，势必会成为发展的趋势。
所以很多的汽车行业公司在进行相关技术的研究，通过设计出较为节能增压技术的同时还能够达到减少尾气排放的效果，势必会显示出此涡轮增压技术改进。
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通过废气能量驱动涡轮，并将空气压缩送入汽车发动机的系统，从而提高发动机的动力输出。
废气涡轮增压系统主要由以下几个组成部分构成：
1. 涡轮：涡轮是废气涡轮增压系统的核心部件，它由涡轮叶轮和涡轮轴组成。
废气从汽车发动机的排气管进入涡轮，使涡轮叶轮高速旋转，通过轴将旋转动力传递给压气机。
2. 压气机：压气机也称为压缩机，位于涡轮的另一端。
它由多个压缩机叶轮组成，压缩机叶轮旋转时会将空气压缩，提高其密度和压力。
3. 中冷器：中冷器位于涡轮和压气机之间，其主要作用是冷却压缩后的空气，提高空气密度，以增加进入汽缸的燃料气体的供给量。
4. 增压控制系统：增压控制系统通过电子控制单元（ECU）监测和调节涡轮增压系统的工作状态。
它根据发动机负载、转速和其他传感器信号来控制涡轮和压气机的工作，以确保最佳的增压效果和发动机性能。
废气涡轮增压系统的工作原理如下：
1. 发动机运转时，废气通过排气管排出。
2. 一部分废气通过排气管进入涡轮，使涡轮叶轮旋转。
3. 涡轮轴将旋转动力传递给压气机，使其旋转。
4. 压气机压缩进入的空气，提高其密度和压力。
5. 压缩后的空气流经中冷器冷却，提高其密度。
6. 冷却后的空气进入汽缸，与燃料混合后进行燃烧，产生更大的爆炸力，从而提高发动机的动力输出。
废气涡轮增压系统可以有效地提高发动机的功率和扭矩输出，提高燃烧效率，降低燃料消耗。
然而，由于涡轮增压系统对发动机的负荷和压力较大，所以需要进行维护和保养，以确保其正常工作。
帕萨特1.8T轿车废气涡轮增压系统原理与检修
帕萨特1.8T轿车废气涡轮增压系统原理与检修赵锦强（威海职业学院，山东威海264210）1 废气涡轮增压系统的作用一般发动机当空燃比达到某一值后，再增加燃油，除了黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外，不会产生更多的功率。
发动机供油越多，黑烟就越浓，油耗就越高，污染就越重。
为获得更大的功率，目前在一些较高挡次的汽车发动机上陆续安装废气涡轮增压器。
废气涡轮增压发动机是利用发动机排出废气的能量将进入气缸的新鲜空气预先进行压缩，使发动机获得更高的充气效率，由于增加了压缩空气的量，所以允许喷入较多的燃油，使发动机在尺寸不变的条件下产生更大的功率并具有更高的燃烧效率，降低了油耗。
2 废气涡轮增压系统结构与原理2.1 废气涡轮增压系统组成帕萨特1.8T轿车搭载的发动机有AWL和BGC 等，其上装有的废气涡轮增压系统由废气涡轮增压器和增压压力控制系统组成。
废气涡轮增压器的实物如图1所示，由涡轮室和压气机室组成。
在涡轮室上有两个废气接口，一个与发动机的排气总管相对接，位置设在涡轮径向中心上方；另一个与三元催化器相对接，位置设在涡轮的轴向中心部位，进入涡轮壳内的废气最终进入三元催化器进行催化净化。
在压气机室上也有两个接口，一个与空气滤清器相对接，位置设在压气机叶轮的轴向中心部位；另一个接口即高压空气出口，经过压缩的空气提高了压力、密度和含氧量，通过管道进入中冷器（增压空气冷却器）进行降温，最终经节气门体、进气总管、进气歧管充入气缸。
图1 废气涡轮增压器实物图增压压力控制系统，主要由发动机控制单元（J220）、增压压力传感器（G31，位于发动机舱左侧增压空气冷却器的上部）、增压压力限制电磁阀（N75，位于发动机舱齿形皮带罩右侧）、增压压力调节单元、增压器空气再循环电磁阀（N249，位于发动机舱进气歧管下方）、机械式空气再循环阀、真空罐以及连接管路等组成，如图2所示。
2.2 废气涡轮增压器工作原理废气涡轮和压气机叶轮安装在同一根轴上，当废气气流冲击涡轮时, 涡轮高速旋转，同时带动压气机叶轮以相同的速度旋转，经空气滤清器滤清的洁净空气被吸入压气机室，压缩后压力升高, 通过管道进入中冷器冷却，而后进入气缸，从而提高了发动机的充气效率。
发动机废气涡轮增压
增压的概念
• 增压是将空气压缩并供入气缸，用以提高 充气密度、增加进气量的一项措施。
• 增压的目的在于提高功率，伴随着空气量 增加，相应地增加循环供油量，即可增加 功率
发动机增压的特点
1)可以减少缸数或气缸直径，减少整机外形 尺寸和单位功率的重量，这对提高车辆使 用经济性很有意义。 2)提高了热效率，降低了发动机的油耗率。 3)减少了排气污染及噪声。 4)降低了单位功率的造价。 5)对补偿高原功率损失十分有利。 6)零部件的机械负荷和热负荷增加
第三节 废气能量的利用
• 自然吸气的活塞式内燃机，间断燃烧而 能做到从高温吸热，热效率高，但不能 做到完全膨胀。 • 涡轮式机械能完全膨胀，适应的转速高， 单位功率的体积与重量比较小。但工作 温度不可能太高。 • 两者合理结合，有利于能量的充分利用
四冲程涡轮增压发动机理论示功图
恒压增压系统与脉冲增压系统
经济性改善
影响经济性改善的因素
• 负荷率：增压使功率范围扩大，高负荷的经 济运行范围扩大了；而在低负荷区，增压器 的能量转换不好，进、排气阻力及换气损失 增加，对低负荷经济性没有明显作用。 • 转速：保持原有功率和较高扭矩的情况下， 适当降低发动机转速 • 与车辆参数合理配合 • 增压中冷 • 压气机效率
废气涡轮增压器的基本结构和工作原理
1—压气机蜗壳 4—推力轴承 7—卡环
2—压气机叶轮 5—挡油板 8—涡轮机叶轮
3—密封套 6—隔热板 9—涡轮机蜗壳
离心式压气机的工作原理
•
压气机中气流参数的变化
括压器的工作
压气机的绝热效率
• 空气的压缩过程
空气的压缩功
• 耗功最小的是可逆绝热过程，所需的绝 热压缩功：
影响经济性改善的因素——负荷率
汽车涡轮增压器研究报告
汽车涡轮增压器研究报告引言：汽车涡轮增压器是一种关键的动力系统组件，通过增加发动机进气量，提高燃烧效率，从而提高汽车性能。
本研究报告将探讨涡轮增压器的原理、优势和应用，并对其未来发展进行展望。
一、涡轮增压器的工作原理涡轮增压器利用废气能量来驱动涡轮，进而驱动压气机，将更多的空气压缩进入发动机中。
具体而言，涡轮增压器包括废气涡轮和压气机两部分，废气涡轮通过废气流动驱动，而压气机通过涡轮的旋转运动将空气压缩。
通过增加发动机进气量，涡轮增压器提高了燃烧效率，增强了动力输出。
二、涡轮增压器的优势1. 提高动力输出：涡轮增压器通过增加发动机进气量，使燃烧更充分，从而提高动力输出。
相对于自然吸气发动机，涡轮增压发动机具有更高的功率和扭矩输出。
2. 提高燃油经济性：由于涡轮增压器可以使发动机在相同动力输出下提供更多的空气，从而可以减少油耗。
这对于提高汽车的燃油经济性至关重要。
3. 减少尾气排放：涡轮增压器可以增加发动机的燃烧效率，减少未燃烧的油气排放。
这有助于减少汽车对环境的污染。
三、涡轮增压器的应用涡轮增压器目前已广泛应用于各类汽车中，特别是高性能和大功率车型。
它们的应用使得汽车在提供更高动力输出的同时，能够保持较低的燃油经济性。
此外，涡轮增压器在柴油发动机中的应用也日益普遍，使得柴油发动机具有更高的动力和更低的燃油经济性。
四、涡轮增压器的发展趋势随着汽车工业的快速发展，涡轮增压技术也在不断创新和改进。
未来涡轮增压器的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 精确控制技术：涡轮增压器的精确控制可以优化发动机性能，提高燃油经济性。
未来的涡轮增压器将更加智能化，通过精确控制进气量和压力，进一步提高燃烧效率。
2. 轻量化设计：随着环保意识的提高，汽车制造商对减少排放和燃油消耗的要求越来越高。
未来的涡轮增压器将采用更轻的材料和更紧凑的设计，以减少重量和空气阻力。
3. 多级增压技术：为了满足更高的动力需求，未来的涡轮增压器可能采用多级增压技术，以进一步提高发动机的功率输出。
涡轮增压工作原理
涡轮增压工作原理
涡轮增压是一种常见的内燃机增压技术，通过有效地利用废气能量来提高发动机的进气压力和进气量，以提高发动机的动力性能。
涡轮增压的工作原理主要基于流体力学原理。
涡轮增压器主要由两个关键部件组成：涡轮和压气机。
涡轮由一个由废气推动的轴上的叶轮组成，压气机则由一个连接在同一轴上的压缩空气的叶轮组成。
当内燃机燃烧燃料时，产生高温高压的废气从排气管中排出。
这些废气流经涡轮增压器的涡轮，推动涡轮高速旋转。
涡轮旋转的速度取决于废气的流量和流速。
涡轮旋转的同时，通过轴将旋转的动力传递给连接在同一轴上的压气机。
压气机的叶轮在涡轮的推动下开始旋转，通过离心力原理将空气压缩。
被压缩的空气进一步通过增压器的出口进入发动机进气道。
由于涡轮增压器将空气压缩并提高进气压力，相同的汽缸内可以进入更多的空气和燃料混合物，从而提高了燃烧效率。
这使得发动机在相同排量下能够获得更大的动力输出，提高车辆的加速性能和爬坡能力。
涡轮增压器的工作过程需要满足一定的条件。
首先，废气流量需要足够大以提供足够的动力来推动涡轮和压气机。
其次，涡轮和压气机之间的转速需要匹配，以确保高效的能量转换。
最
后，增压器需要具备一定的耐用性和高温高压环境下的工作能力。
总之，涡轮增压通过有效地利用发动机废气能量提高进气压力和进气量，以增加发动机的动力输出。
这种增压技术在现代汽车行业得到广泛应用，为车辆提供更高的性能和燃油经济性。
简述废气涡轮增压器的结构与工作原理
简述废气涡轮增压器的结构与工作原理废气涡轮增压器是一种常见的汽车增压器，它通过利用废气的能量来提高发动机的进气压力，从而提高发动机的输出功率。
废气涡轮增压器的结构和工作原理如下：
一、结构
废气涡轮增压器主要由涡轮、轴承、压气机和废气管组成。
其中，涡轮和压气机是废气涡轮增压器的核心部件，涡轮通过废气的能量驱动，带动轴承旋转，轴承再带动压气机旋转，从而将空气压缩后送入发动机。
二、工作原理
废气涡轮增压器的工作原理是利用废气的能量来驱动涡轮旋转，从而带动压气机将空气压缩后送入发动机。
具体来说，当发动机燃烧燃料时，会产生大量的废气，这些废气通过废气管进入涡轮，涡轮叶片受到废气的冲击力开始旋转，旋转的涡轮通过轴承带动压气机旋转，压气机将空气压缩后送入发动机，从而提高发动机的输出功率。
废气涡轮增压器的优点是可以提高发动机的输出功率，同时还可以提高燃油利用率，减少废气排放。
但是，废气涡轮增压器也存在一些缺点，比如增压器的响应速度较慢，需要一定的时间才能达到最大增压效果，同时还会增加发动机的负荷，导致发动机寿命缩短。
废气涡轮增压器是一种常见的汽车增压器，它通过利用废气的能量来提高发动机的进气压力，从而提高发动机的输出功率。
其结构和工作原理简单明了，但也存在一些缺点需要注意。
柴油机涡轮增压器的结构和原理
- 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)。
1 废气涡轮增压技术的原理及发展现状 摘要：主要介绍了废气涡轮增压器的基本结构及工作原理，并阐述了涡轮增压器的设计考虑因素、改进措施以及柴油机涡轮增压技术的发展现状。
关键字：涡轮增压；设计考虑因素；改进措施；发展现状 中图分类号：TK421.8
0 引言 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) 式中i——缸数； Pme——平均有效压力； Vh——工作容积； n——发动机的转速 τ——冲程数；[1]
由此可知提高发动机功率的方法: （一）改变发动机结构参数，如增加缸数i，增大缸径D、活塞冲程S, 减少冲程数； （二）提高发动机转速n及活塞平均运行速度； （三）提高平均有效压力。
1 废气涡轮增压器的基本结构以及工作原理 1.1 废气涡轮增压器的基本结构 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： （一）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。 （二）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。 （三）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。 （四）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。 1.2 废气涡轮增压器的工作原理 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[2]。 2
图1 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。
图2 1.3 增压发动机的特点 （一）进气增压可以提高发动机的升功率。 （二）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。 （三）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。 （四）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。 （五）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。 （六）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。 （七）通过增压可以降低有害气体排放。 3
（八）机械损失减少，经济性得到改善。 （九）增压机主要零部件的机械负荷和热负荷均增加。
2 涡轮增压器的设计考虑因素
2.1 减少涡轮延时 涡轮增压器的一个主要问题是：当踩下油门时，发动机不会立即产生增压，而是需要几秒时间使涡轮提升转速，之后才能产生增压。这样就产生了延时感，即踩下油门后，要等涡轮转速上升，汽车才会加速前进。 减少涡轮延时的方法之一是减小旋转件的惯性，这主要通过减少旋转件的重量来实现。这样就使涡轮和压缩机能够更快地加速，更快地产生增压。减小涡轮增压器的尺寸是降低涡轮及压缩机惯性的一个有效方法。小型涡轮增压器在发动机低转速时能更快地产生增压，但无法在发动机处于高转速、更多空气进入发动机时产生更多的增压。同时，发动机高速运转时，更多的尾气会经过涡轮，还可能存在使涡轮转速过快的危险。 大型涡轮可以在发动机高速运转时产生较多的增压，但因为其涡轮和压缩机偏重，以致加速缓慢，从而产生较严重的涡轮延时。为了降低涡轮延时，可以采取如下的方法。 多数涡轮增压器都有一个废气泄放阀，由于它的存在，我们可在采用小型涡轮增压器降低增压延时的同时，防止发动机高速运转时涡轮旋转过快。废气泄放阀是一个阀门，它使排出的废气绕过涡轮叶片。 废气泄放阀能感知增压压力。如果压力过高，废气泄放阀就会指示涡轮旋转太快，此时废气泄放阀使一部分尾气经过涡轮叶片，从而降低涡轮叶片的转速。 一些涡轮增压器用滚珠轴承代替液压轴承来支承涡轮轴。但它们不是普通的滚珠轴承，而是用高级材料制造出的高精度轴承，用以应对涡轮增压器的速度和温度。涡轮轴旋转时，这类滚珠轴承承受的摩擦力小于大多数涡轮增压器液压轴承中的摩擦力。 同时还允许使用略小、略轻的轴。这样涡轮增压器加速更快，进一步降低了涡轮延时。 陶瓷涡轮叶片比大多数涡轮增压器中使用的钢制涡轮叶片要轻。同样，这也使涡轮能更快地加速，从而降低涡轮延时。 有些发动机同时使用两个不同尺寸的涡轮增压器。较小的一个可较快地加大转速，降低涡轮延时，而较大的一个在发动机高速旋转时能产生更多增压。 2.2 进气中冷 空气被压缩时，温度升高；而空气温度升高时，就会发生膨胀。因此当使用涡轮增压时，空气在进入发动机前就已经因为压缩生热而产生了一些膨胀。为了提升发动机动力，需要使更多的空气分子进入气缸，而并不一定要产生更多的气压。 中间冷却器或进气冷却器是外观像散热器一样的附加组件，只不过空气同时从中间冷却器的内部和外部经过。涡轮吸入的空气通过密封管路流过冷却器，而发动机冷却风扇吹出的冷风从它外部的散热片流过。 在来自压缩机的压缩空气进入发动机之前，中间冷却器会将其冷却，从而进一步提升发动机的动力。这意味着，如果涡轮增压机在337千帕的增压下运转，中间冷却器就会产生337千帕温度更低的空气，这些空气密度更高，含有的空气分子比温度较高的同气压空气多。
3 涡轮增压器的改进措施 3.1 现代化设计方法和制造技术方面 在涡轮增压器的设计方法上，利用计算机进行压气机和涡轮的空气动力学计算、流场分析和结构设计，在国外已展开多年。一些发达国家在20世纪60年代中后期就已开始利用计算机进行径涡轮的空气动力学与三元流场分析，随后又利用计算机进行离心式压气机的空气动力学计算、三元流场分析、叶轮及叶型设计和强度分析等。目前，国外主要增压器生产厂家都已拥有先进的CAD/CAM和CAT系统，并采用有限元法和先进的激光测试技术来进行3-D粘性流动的建模和验证分析。 增压器的加工制造技术近年来也发展很快，国外于20世纪70年代末成功地将“硅橡胶”技术用于铸造小型后弯压气机叶轮；到20世纪80年代初期，世界各大增压器公司相继推出了带后弯压气机叶轮的新型增压器。KKK公司采用五轴数控铣床，铣削加工锻铝后弯叶轮，强度比铸铝好，且在轮盘通道上保留铣削刀痕，可以减少二次流，有利于改善性能。 4
3.2 新材料的应用方面 钛铝合金材料具有密度小、高温强度及抗氧化性好等优点，应用于涡轮增压器可以降低涡轮的转动惯量，改善响应特性，消除增压柴油机在加速瞬间冒黑烟现象。目前其他一些新的轻质合金材料也在研制中。 另外，在增压器上也开发使用了陶瓷涡轮，由于陶瓷涡轮的质量较轻，涡轮箱的壁厚能被设计得很薄，在保持包容性不变的前提下可以使增压器的质量减轻。目前，采用陶瓷涡轮的技术难点主要是陶瓷涡轮与转轴的连接[3]。
4 柴油机涡轮增压技术发展现状
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。 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。 4.1 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。 4.2 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。燃气通过涡轮喷嘴叶片时，根据柴油机外界负荷的变化来改变喷嘴环叶片的角度，使进入涡轮叶片的气流参数发生变化，从而达到涡轮增压器与柴油机在各工况下有良好的匹配。可变截面涡轮增压系统还可以提高柴油机的瞬态特性和降低瞬态排放。该系统的缺点是涡轮增压器的成本较高，而且结构较为复杂，需要专门的控制机构。 盖瑞特公司、KKK公司均研制了可变截面涡轮增压器，而且为了达到严格的排放法规，在增压柴油机全工况范围内进行调节，欧美采用可变截面涡轮增压器已成主流[4]。 4.3 低工况进排气旁通系统 低工况进排气旁通系统的原理是当柴油机低速运行时，增压空气绕过气缸直接进入涡轮前的排气管，从而增大气体流量，提高发动机的增压压力，以避免发动机低工况的喘振，改善发动机低速工况性能。如果利用废气余热对旁通的空气加热，效果会更好。 MTU公司396柴油机就采用了进排气旁通系统来改善低速工况性能，但该系统控制调节部分较为复杂，因此主要应用于大功率高增压柴油机。 4.4 废气旁通增压系统 废气旁通增压系统以柴油机低负荷区域为设计匹配点，对无法兼顾的高负荷区，通过打开涡轮上与大气连通的一个可调节阀，释放多余废弃能量。这种增压器的好处是通过设计较小的涡轮壳截面，迅速建立起低速压力，改善低速时的动力性、经济型排放指标及瞬态响应性，将柴油机在高速区所需要的进气压力由旁通阀调节到最佳状态，解决了因较小的涡轮壳截面导致的告诉高负荷区过高的增压压力而造成柴油机最高爆发压力大幅升高、可靠性降低、性能指标恶化等问题。带废气旁通阀的增压器目前在车用柴油机上应用较为普遍，不足之处是由于释放了一部分废气，造成了能量损失，因此柴油机高工况的燃油消耗有一定增加。 此外，还有超高增压系统、电动放气涡轮增压系统以及谐振符合增压系统等多种型式的增压系统。他们正在逐步得到发展和应用，使增压发动机的性能不断有新的提高。