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授课题目（章、节） 发动机废气涡轮增压 授课类型 理论 授课时间 4学时 教学目的及要求 掌握废气涡轮增压机的组成、工作原理 掌握增压的目的与特点 了解增压的类型和使用保养常识 重点 难点 掌握废气涡轮增压机的组成、工作原理 掌握增压的目的与特点 教学方法及手段 理论讲授法、启发式教学法、结合教学挂图、powerpoint演示、图片展示、小动画 教 学 过 程 设 计 教学内容、步骤、方法、手段、板书设计等 教学步骤： 1、组织教学 2、填写教学日志 3、复习提问、引出本讲教学内容 4、新课讲解 5、穿插提问 6、归纳总结 7、布置作业 教学内容： 基本概念定义、增压的特点、评定、分类 增压的组成、特点与工作原理 机械、气波、废气涡轮增压技术 增压机的注意事项 备注 作业及思 考题 1、增压的目的是什么 2、废气涡轮增压机的组成原理 （A） 利用某一种装置对进入气缸的新鲜空气进行预先压缩的过程称为增压。进气增压系统的功用是增加进入内燃机气缸的充量密度和充气量，在燃料供给系统良好的配合下，可以使更多的燃料得到充分燃烧，从而达到提高内燃机的平均有效压力，增大功率和改善经济性的目的。 根据所用能量的来源不同，内燃机的增压系统一般可分为三类：机械增压系统，废气涡轮增压系统和复合增压系统。 机械增压系统由柴油机通过齿轮、皮带、链条等装置驱动，将空气压缩后进入气缸。增压机采用离心式或罗茨式压气机。机械增压由于要在内燃机上装一套传动机构，不但使发动机结构复杂，体积增大；而且还要消耗一定的功率，使内燃机经济性下降。增压的压力提高时，消耗于驱动增压器的功率将大于内燃机由于增压所提高的功率，得不偿失，失去了增压的意义，逐渐被淘汰。而废气涡轮增压就是利用内燃机排气驱动的涡轮机来驱动压气机，实现提高进气压力，增加进气量。 采用增压技术对高原地区使用的发动机而言非常必要。在高原地区大气压低，空气稀薄，导致发动机功率下降，一般认为海拔每升高1000米，功率下降8％～10％，燃油消耗率增加3.8％~5.5％。而装用涡轮增压器后，可以使发动机的功率得以恢复，油耗得到降低。 一、废气涡轮增压器的工作原理 废气涡轮增压器主要由涡轮机和压气机两大部分组成，涡轮机将柴油机排气管排出的高速废气的动能和压力能转变为机械能。压气机则利用涡轮机输出的机械能，把空气的压力提高，然后送至气缸内。 ? ? 图3-11 废气涡轮增压器的工作原理 １-排气管? 2-涡轮? 3-喷嘴环? 4-涡轮壳? 5转子轴? 6-浮子轴承? 7-压气机叶轮? 8-扩压器? 9-压气机壳? 10-进气管 ? 废气涡轮增压器的工作原理如图3―11所示。废气涡轮增压器布置在排气歧管和排气管之间。排气管接到增压器的涡壳内，柴油机排出的具有一定压力的高温废气进入涡轮壳内的喷嘴环。由于喷嘴环的截面积是逐渐收缩的，废气的压力和温度随之下降，速度不断得到提高，废气的动能也得到增加。高速的废气流按照一定的方向冲击涡轮2，使涡轮高速旋转。废气的压力、温度和速度越高，涡轮的转速也越快，通过涡轮的废气最后排入到大气中。由于废气涡轮和离心式压气机叶轮安装在同一根转子轴上，两者同步旋转。经过空气滤清器并吸入压气机壳体内的空气，被高速旋转的压气机抛向叶轮的边缘，使其速度和压力增加，并进入扩压器8。扩压器的进口小出口大，气流的流速下降，压力升高，再通过断面由小到大的环形压气机壳使空气流的压力继续升高，被压缩的空气经进气管进入气缸，由此使发动机的充气量得到提高，可以使柴油机得到充分燃烧，保证发动机发出更大的功率。 二、径流式废气涡轮增压器的结构 废气涡轮增压器根据废气在涡轮中的流动方向，可分为径流和轴流两类，车用内燃机大多数采用径流式涡轮增压器。径流式比轴流式的效率高，加速性能好、结构简单紧凑。 进入涡流的废气流多采用脉冲式，以便废气的能量得到充分利用。对于工作顺序为1-5-3-6-4-2的六缸发动机，一般1、2、3缸共用一根排气管，沿着涡轮壳上的一条进气道通向半圈喷嘴环；4、5、6缸共用另一根排气管，沿着涡轮壳上另一根进气道通向另半圈喷嘴环。这样，每根排气管里的排气间隔相距240oCA, 大于一个工作行程对应的曲轴转角，使排气互不干扰，由此可以充分利用废气的脉冲能量驱动涡轮。压力脉冲高峰过后出现的短暂真空有利于气缸。中间冷却器的作用是降低进入气缸气体的温度以提高密度，增加充其量。 ? 图3-12 废气涡轮增压器 1-涡轮壳? 2、9-密封环? 3-涡轮? 4-隔热板? 5-浮动轴承? 6-卡环? 7-中间壳? 8-压气机后盖板 10-压气机叶轮? 11-转子轴? 12-压气机壳? 13-密封套? 14-膜片弹簧? 15-O型密封圈? 16-推力轴承 ? 图3-12为径流脉冲废气涡轮增压器的结构。