发动机检测维修技术 第三章：配气机构 第4-4节 废气涡轮增压器.pptVIP

废气涡轮增压器 废气涡轮增压系统 废气涡轮增压系统 最早的涡轮增压系统主要用于大功率跑车，在那些发动机排量受到限制的赛车比赛中，安装涡轮增压系统的发动机就能够获得更大的功率。现在，环境恶化与资源短缺日趋严重，低碳生活已经是21世纪提倡的一个重要理念，涡轮增压系统有着很大的发展前景，在军事与民用等方面均应用广泛！ 工作原理 涡轮增压装置实质上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加发动机的进气量，涡轮增压都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，使之增压后进入汽缸。 工作原理 工作原理 结构分析 涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连，排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上，最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。 发动机转速增快时，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汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率。 结构分析---旁通阀 所有增压器的旁通阀都是一个作用：在压力过大时对进入涡壳的废弃进行旁路排放，降低增压器的工作强度（压气机壳内压力不再继续增加） 结构分析---旁通阀 增压器工作时 随着发动机功率上升 进入涡壳的气流越来越强 会使得涡轮壳温度、工作压力、转子转速等数值接近甚至超过设计参数 这时需要对其进行减压： 旁通阀的连接位置不一定，但一般都是在发动机进气部分 测量进气压力 （也有负压阀，工作原理大致类似） 当压力过高时 轴部运动推动涡轮壳内的旁通阀门放气 这部分气体不再进过蜗壳推动钢轮做功，而是直接排走，这样就减低了涡轮壳内的气体压力 从而保证增压器在高负荷工况下地长期稳定工作 废气涡轮增压系统优越性 一台安装涡轮增压器的发动机，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加10%至40%，甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率但能耗不会增加，提高了燃油经济性和降低尾气排放，更能满足现在的发展需求。 缺点与不足 安装涡轮增压系统的发动机在工作时，压力和温度都很高，发动机寿命相比同排量没有增压器的发动机寿命要短，而且机械性能、润滑性能都会受到影响。涡轮缓慢的反应也会使动力滞后！ 工作状态废气涡轮增压器 缺点与不足 增压器废气涡轮端的工作温度在600度以上，增压器的转速也非常高，最高转速可达到25万转每分钟，这对涡轮配件的材料和加工工艺要求都非常高，很大程度上限制了涡轮增压技术的发展！ 涡轮是高温合金钢材料 压气机叶轮一般是铝合金，即使是钛合金的 主要成分也是铝涡轮叶形趋向于轴向，垂直于径向 叶轮叶形一般与轴成45度左右的夹角涡轮叶片外弧线接近圆弧 叶轮外形线一般是渐开线涡轮一般每个叶片形状相同 叶轮很多情况下会是一长一短间隔的叶片 涡轮增压气中叶轮与涡轮的区别 机械增压 相对于涡轮增压，机械增压（Supercharger）的原理则有所不同。机械增压主要是通过曲轴的动力带动一个机械式的空气压缩机旋转来压缩空气的。与涡轮增压不同的是，机械增压工作过程中会对发动机输出的动力造成一定程度的损耗。 相对于涡轮增压，机械增压（Supercharger）的原理则有所不同。机械增压主要是通过曲轴的动力带动一个机械式的空气压缩机旋转来压缩空气的。与涡轮增压不同的是，机械增压工作过程中会对发动机输出的动力造成一定程度的损耗。 由于机械增压器是直接由曲轴带动的，发动机运转时，增压器也就开始工作了。所以在低转速时，发动机的扭矩输出表现也十分出色，而且空气压缩量是按照发动机转速线性上升的，没有涡轮增压发动机介入那一刻的唐突，也没有涡轮增压发动机的低速迟滞。但是在发动机高速运转时，机械增压器对发动机动力的损耗也是很大的，动力提升不太明显。 双增压发动机 双增压发动机，顾名思义就是指一台发动机上装有两个增压器。如一台发动机上采用两个涡轮增压器，则称为双涡轮增压发动机。 针对废气涡轮增压的涡轮迟滞现象，排气管上并联两只同样的涡轮（每三个缸一组连接一个涡轮增压器），在发动机低转速的时候，较少的排气即可驱动涡轮高速旋转以产生足够的进气压力，减小涡轮迟滞效应。 前面了解到，涡轮增压器在低转速时有迟滞现象，但高速时增压值大，发动机动力提升明显，而且基本不消耗发动机的动力；而机械增压器，是发动机运转直接驱动涡轮，没有涡轮增压的迟滞，但是是损耗部分动力、增压值较低。那把它们结合一起就岂不是可以优势互补了？ 将机械增压器安装到发动机进气系统上，涡轮增压器安装在排气系统上，从而保证发动机在低速、中速和高速时都能有较好的增压效果。?