汽车涡轮增压技术在现代车上的应用

汽车涡轮增压技术在现代车上的应用内容摘要：

缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从而提高燃烧做功能力。 因此在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。 我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种 空气压缩机 ，通过压缩空气来增加发动机的进气量，一般来说，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，使之增压进入 汽缸。 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汽缸，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。 涡轮增压器连接在发动机的排气歧管。 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。 在连接涡轮的轴另一端，压缩机讲空气抽到气缸中。 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 无锡南洋学院毕业设计（论文）稿纸 9 将空气甩到外面。 （见图 四 ） 下面我们再来看看涡轮器在汽车中的连接方式 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。 这样一个整体的涡轮增压装置就做好，你的发动机就好像被 “ 超频 ” 了。 （见图 四 ） 图 四 涡轮增压器在汽车中的连接方式 综上我总结到涡轮增压系统的工作步骤如下 ① 发动机排出的废气，推动涡轮排气端的涡轮叶轮，并使之旋转。 由此便能带动与之相连的另一侧的压气机叶轮也同时转动。 ② 压气机叶轮把空气从进风口强制吸进，并经叶片的旋转压缩后，再进入管径越来越小的压缩通道作二次压缩，这些经压缩的空气被注入汽缸内燃烧。 无锡南洋学院毕业设计（论文）稿纸 10 ③ 有的发动机设有中 冷器，以此降低被压缩空气的温度、提高密度，防止发动机产生爆震。 ④ 被压缩 (并被冷却后 )的空气经进气管进入汽缸，参与燃烧做功。 ⑤ 燃烧后的废气从排气管排出，进入涡轮，再重复以上 ① 的动作。 （见图 五 ） 图 五 涡轮增压工作 原理图 三、 浅谈废气涡轮增压控制系统 如果磨坊水位降低，则水流不足以转动水轮。 如仍要碾米，则水流必须变细。 对 于磨坊主，水流非常重要。 同理，对于涡轮增压器来说，排气能量同样重要。 废气涡轮增压器主要是由涡轮和压气机两部分组成，涡轮 无锡南洋学院毕业设计（论文）稿纸 11 与压气机的叶轮安装 在同一轴上；涡轮的进气口与发动机排气管相连，出气口与排气消声器相连；压气机的进气口前段装有空气滤清器，出气口则经中冷器与进气管相连。 中冷器全称为中间冷却器，其功用是使增压后的空气进入气缸前进行中间冷却，以降低进气温度。 这是因为空气经增压后温度会升高，空气的密度并不能随其压力成正比增加，适当对增压后的空气进行冷却，可进一步提高发动机的进气量。 常用废气涡 轮增压系统如图六所示。 图六 废气涡轮增压器安装位置 发动机工作 时，由排气管排出的高温、高压废气流经增压 无锡南洋学院毕业设计（论文）稿纸 12 器的涡轮壳，在废气进入涡轮壳时利用废气通道截面的变化（由大到小）来提高废气的流速，使高速流动的废气按一定方向冲击涡轮，并带动压气机 叶轮一起旋转，增压器转子的转速很高，每分钟上万转甚至数十万转。 经空气滤清器滤清后的空气被吸入压气机壳，旋转的压气机叶轮将进入压气机壳的空气甩向叶轮边缘出气口，使空气的压力和流速升高，并利用压气机出气口处通道截面的变化（由小到大）进一步提高空气压力 ，增压后的空气经中冷器和进气管进入气缸。 （见图七） 图 七 废气涡轮增压基本原理图 增压器的增压压力取决于其转速，而在发动机转速和负荷一定时，废气涡轮增压器的转速与废气流经涡轮的转速有关。 因此，改变废气流经涡轮的速度即可实现对增压压力的控制。 无锡南洋学院毕业设计（论文）稿纸 13 控制增压压力的方法主要有三种：旁通阀式、节流阀式和可调叶片式，旁通阀式增压控制室利用旁通阀控制流经涡轮的废气量；节流阀式增压控制是利用 节流阀控制涡轮进气口流通截面；可调叶片式增压控制是利用可调叶片控制涡轮受力有效截面。 最终都是通过改变废气流 经涡轮速度，实现对增压压力的控制。 (1)旁通阀式增压压力控制 涡轮增压器有两个难题 ： ① 在发动机转速很高时涡轮转速也很高压缩空气量超出需要。 ② 发动机转速低时涡轮又达不到所要求的转速。 空气。