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涡轮增压器

涡轮增压器
涡轮增压器

一、历史(简略)

说到涡轮增压器,它已问世了100多年了,可也就是近10年才被人们常常提到。在1905年,sulzer brot hers research and development 公司的alfred buchi博士申请了第一款涡轮增压器的专利——动力驱动的轴向增压器,1911年在瑞士的winterthur增压器厂开工,在1915年制造出了原型航空器发动机增压器,利用发动机废气驱动,主要目的是用来克服高海拔稀薄空气对动力的负面影响。

早在1919年,美国通用电气公司制造的增压器将飞行器升到了一万米高空。当时的人们还没有完全认识到增压器的潜力,直到1938年第一款带增压的卡车发动机面市。

虽然buchi是涡轮增压器之父,可garrett将它广泛推广。到了1961年,小轿车才开始试探性地安装增压器,首先出现在oldsmobile f85上, 并在1962年上市。

使用了增压技术的oldsmobile jetfire3.5升v8发动机达到了215马力,而非增压的最好成绩只有185马力。对于轿车,20世纪70年代是涡轮增压器的一个转折点。

带增压的porsche911于1975年面市。1977年saab 99 又将涡轮增压器技术传播得更广泛,使2升发动机的动力性能与3升发动机基本相同。接着是奔驰300d turbo,它的动力性能给人留下了很深的印象。1978年别克regal和le sabre运动款安装了涡轮增压器。在20世纪最后20年中,带涡轮增压器的车型一款款的出现了。涡轮增压器在赛车中也起着重要的作用,包括wrc、勒芒24小时。

二、发展

涡轮增压器可以产生更大的扭矩来满足开车人的驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了几何可变增压的涡轮增压器(vnt)。在发动机低速时,涡轮增压器减小流道容积,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器流道容积增大,保证增压不会超出需求。

流道容积可用真空管控制,优点是提高了发动机低速时的加速性能。今天的涡轮增压器已经变得部件更少、体积更小、转速更高(高达280000rpm),压缩比已经达到2-2.5∶1(汽油机)和4-6∶1(柴油机)。

涡轮增压器的工作原理虽然简单,但制造工艺要求高,涡轮增压器就是一个气泵,由发动机排出的废气来驱动涡轮增压器一侧的叶轮,当它越转越快时,另一侧的叶轮也在同步加快,增大了进入燃烧室的进气量。就像你所理解的,压缩后的空气会变得很热,所以在进入燃烧室前要进行冷却,就是我们常说的中冷。中冷也帮助降低了燃烧室的温度。

涡轮增压器的原理很简单,但实际上它是很复杂和精密的。不仅需要内部配件的严密配合,涡轮增压器还要和发动机严密匹配,否则就会降低发动机的效率甚至造成损坏。

今天,随着排放标准的越来越严格,汽车制造商不仅要满足环保要求,同时又要满足客户的需求,保证足够的驾驶乐趣。涡轮增压器正好能满足降低排放并提高燃油经济性,同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。

虽然涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性,因为增压会给燃烧室提供更多的空气,使小排量发动机可以榨取更大的功率输出,而且对于汽油机,有涡轮增压器后,co2的排放与相同功率的自然吸气发动机相比要少10-20%。但是,涡轮增压工作的过程需要很多的热量使涡轮排气叶轮进入工作转速,而且涡轮压缩后的空气散热的过程也是在消耗热能。所以,涡轮增压系统的工作过程,也是一个能量浪费的过程。

三、品牌简介

日本:三菱Mitsubishi, 石川岛IHI,日历Hitachi

欧洲:KKK

美国:Honeywell& Garrett, Borg Warner, Holset, Precision, Turbonectics, etc.

中国涡轮市场状况:

1、外国品牌在中国市场开战

国际上知名的增压器厂商已全部进入国内,且占据了国内配套市场的60%以上。如:霍尼韦尔不仅是全球领先的涡轮增压器供应商,在中国市场上也一直处于领先地位,占有三分之一强的市场份额,产品覆盖从2.8 升的轻型商用车到20 升的重型商用车。而且,各大公司采取了国际化战略,普遍性的在世界各地设立独资或合资公司。世界上五大增压器公司都在中国建立了独资或合资生产、研发基地,如上海Hon eywell,无锡Holset,一汽三佳石川岛播磨,宁波BorgWarner,上柴三菱。另外,台湾的有关厂商及捷克的CZ公司也在寻找合作伙伴或在中国销售。国际企业在中国涡轮增压器市场的扩张和争夺市场份额,加剧了涡轮增压器行业的竞争程度,也给我国涡轮增压器生产厂商带动很多的竞争压力。

2、国内品牌基本缺乏“战斗力”

国内现有增压器生产企业60余家,但与发动机形成配套关系的主流企业只有十来家,外资在国内外都建有研发基地,其产品品种多、储备广、技术含量高,国内企业只有由中国北方发动机研究所提供技术支持的大同北方天力与宁波天力两家生产企业技术实力较强。另外,国内市场上增压器产品拷贝生产厂中很多企业没有开发、配试的能力,甚至没有任何加工能力。在市场上采购零件进行组装,或者进行简单的加工产品不按照国家行业标准进行试验,大部分没有出厂检验,只是以低廉的价格流向售后市场。面对国外品牌对中国涡轮增压器的包揽,我国企业缺乏明显的“战斗力”。

四、涡轮的应用:

工业:涡轮增压系统在工业方面的用途以及优势

柴油和汽油工程机械:发电机组,挖掘机,工程车辆

汽车:涡轮增压系统在汽车上的应用以及优势

柴油机:卡车,客车,小轿车

汽油机:卡车,小轿车

五、改装市场应用

涡轮的各项指标,规格以及型号划分

A/R:

A代表出口面积

R代表压缩半径

很多人认为a/r代表涡轮的大小,其实这是被涡轮上仅有一个能看见的数字误导了。A/R比值代表涡轮壳体内的容积大小,这个数值决定了排气从壳体内流过的速度。A/R决定了排气叶轮的反应速度,a/r越大,壳体的最高流量越高,但是在同等压力下,a/r值小的壳体排气流速就会比较快。一般这个数值在排气外壳的选择上比较重要,因为我们总是为涡轮的反应速度而头疼,a/r则是决定涡轮反应素的一个重要数据。

Trim:

TRIM = ( Dp / Dg )² x 100

简单来说,trim是叶片大直径和小直径的比值,这个比值决定了涡轮的最高流量。无论排气叶轮和进气叶轮都是一个道理。

举例说明:

Dg=50 Dp=35

Trim=( 35/50 )²x100

=49

涡轮与发动机的匹配:

以下部分我们讲的是如何计算引擎需要的空气体积或质量,并选择适当型号的涡轮去匹配你的引擎。这也要提及到关于温度,压力和中冷系统对于引擎性能影响的内容。

引擎流量方程式

volume of air (cu ft/min)= engine rpm x engine cid

(1728 x 2)

在四冲程自然吸气式发动机中,每个气缸在吸气过程中理论上可以吸入的最大空气量等于该气缸的体积(0.7854 x内径x口径x冲程)。由于每个气缸在曲轴转两周的过程中就有一个吸气冲程,那么在曲轴每转一圈中气缸理论上可吸入的最大空气量就等于气缸容积的一半。这个方程式是讲解如何计算出多少体积的空气进入到引擎内。举例说明,一台231立方英寸排量的发动机,进气气门每当引擎转动两周都会打开一次,那么,引擎没转两周就会吸入231立方英寸的空气。那么在同体积下有多少磅的空气进入引擎,就要看近期的压力是多少,但是引擎每两转周的进气体积体积永远是231立方英寸。

注:1立方英寸= 16.387064cc 231立方英寸= 3785.411784cc

理想气体定律

P(绝对压力)V(容积cu.ft/min)=n(进气量lb/min)RT(绝对温度)

理想气体定律是一个非常有用的方程式,它把进气压力,温度,进气体积和进气量联系到了一起,如果你知道其中任意三个数值,就可以求出来另外一个。

其中P是绝对压力,并非我们的压力表上看到的“相对压力”

V是近期体积

R是个常数

T是绝对温度

绝对压力是我们表读出来的相对压力加上大气压力。在0海拔高度的大气压力位14.7psi。例如我们表上显示17psi的压力,那么绝对压力就是17+14.7=31.7psi。绝对压力单位是psia(psi absolute),而表读压力的单位是psig(psi gauge)。

绝对温度是华氏温度加上460这个常量(此为兰金刻度单位deg R)。如果我们外部温度为80华氏度,那么

绝对温度是80+460=540degR。

理想气体定律可以在任何变化的数值下成立。例如,如果你已知压力,温度,和进气体积,那么你可以计算出进气量(磅)。n=PV/(RT)

当我们知道增压的压力,进气体积(可以通过上一个公式可以计算得出)和进气温度的时候,我们可以算出有多少空气进入了引擎,你的引擎还可以压榨出多少动力。

下面是理想气体定律的几个变形公式

如何计算进气量n(lbs/min)= P(psia) x V(cu.ft./min) x 29

(10.73 x T(deg R))

如何计算进气体积V(cu.ft./min) = n(lbs/min) x 10.73 x T(deg R)

(29 x P(psia))

容积效率VE 和压缩空气温度的影响

如果世界上什么事情都可以做到完美的话,我们当然要把燃烧室内压满空气。如果进气歧管内压力达到17 psi,我们当然想让燃烧室内,到进气气门关闭之前都能达到17psi的压力。但是事实是残酷的,一般情况下来说这是不可能的。由于气缸内残留的废气和进气管道实际流量的限制,实际进气量要少于理想的进气量的。实际流量除以理想进气量就是我们这里谈的容积效率。

对于一般自然吸气引擎来说,容积效率只能达到85-87%,如果加上大气门,高角凸轮轴,进气抛光等工序的改装之后,在某些转速区域下,由于气体惯性的关系,有可能会达到100%的容积效率,但通常来讲,这是很难做到的。

所以我们必须要计算出到底有多少空气进入了我们的引擎。

实际进气量= 理想进气量x容积效率

举例说一下,还是以第一个方程式的231立方英寸排量的引擎为例来计算一下。有两台一样的引擎,工作转速同为5000转,一个有中冷系统,另外一个为无中冷系统,那么有多少体积的空气被吸进去了呢?

V(CFM) = 5000 x 231 = 334.2 cfm

1728 x 2

我们可以看到两个引擎吸进去的空气体积是一样的。同样,我们可以计算出实际的进气量则有很大的出入。比如其中一台没有中冷系统的引擎,进气压力位19psi,进气歧管内温度为250华氏度,那么多少空气被利用上了呢?

Absolute temperature = 250 deg F + 460 = 710 deg R

Absolute pressure = 19 psig + 14.7 = 33.7 psia

n (lbs/min)= 33.7 psia x 334.2 cfm x 29 = 42.9 lbs of air per minute (ideal)

10.73 x 710 deg R

lbs air per minute actual = lbs/min ideal x VE

= 42.9 x 0.85

= 36.4 lbs air/minute

如果另外一台有中冷系统的引擎会怎么样呢?进气歧管内温度为130华氏度,进气歧管内压力只有17psi 的压力。

Absolute temperature = 130 deg F + 460 = 590 deg R

Absolute pressure = 17 psig + 14.7 = 31.7 psia

n(lbs/min)= 31.7 psia x 334.2 cfm x 29 = 48.5 lbs of air per minute (ideal)

10.73 x 590 deg R

lbs air per minute actual

= 48.5 x 0.85

= 41.3 lbs air/minute

从以上对比,我们看出有中冷系统的引擎虽然进气压力比另外一台低了2psi,但是实际进气量则多了很多,中冷引擎为41.3磅,无中冷引擎为36.4。虽然这个道理大家都很明白,但是这里给各位从理论角度讲解了为什么温度影响进气量。

涡轮增压器的压气机

涡轮的进气侧(compressor)是涡轮吸气,压缩并把空气压紧进气歧管内的部分。档空气的分子被快速旋转的叶片吸进去,并被甩到外侧的过程种,空气分子被强制堆积到一起,这造成了压力。

大家都知道,进气叶片的动力来源于同轴的排气叶轮。但是并非所有来自排气侧的能量都用于压缩空气,而有一部分热量使进气温度升高(这同样也是能量浪费的一个过程),这就要感谢我们人类,不能做出来完美的机械设备。由于压气机的设计,空气是一直在被搅拌的状态当中,同样会产生大量的热量,就好比咱们天冷的时候搓搓手,进气叶片与空气,空气分子之间的不停摩擦,就会产生大量的热量。

如果你把来源于排气侧的能量划分出来一部分用于增加进气压力,那么这一部分用于增压的能量被称之为“压气机效率”。

举例来说,如果压气机的效率是70%,那么只有70%的能量用于增加压力,而余下的30%是用来制造了多余的热量。这就是为什么,我们所有人都在喊“我要高效率的增压器”。丹麦的Rotrex机械增压,美国的Vertech机械增压和涡轮增压器都被称之为离心式机械增压器。因为他们通过同样的方式来对空气进行搅拌、压缩,同样是只有70-80%的工作效率。而双螺杆式机械增压则通过不同方式来对气体进行压缩,高效率的螺杆式机械增压的容积效率可达到100%!而Eaton为首的鲁式增压器则只有40%左右的效率。

那么怎么样才能知道从压缩之后的气体到底有多热呢?

Tout = Tin + Tin x [-1+(Pout/Pin)0.263]

efficiency

Tout:出口温度

Tin:进口温度

Pout:出气口压力

Pin:进气口压力

举例来说,如果进气口温度为70华氏度,吸气口压力位-0.5psig,出气口压力为19psig,efficiency效率为72%,出气口压力是多少呢:

Tin= 70 deg F + 460 = 530 deg R

Pin= -0.5 psig + 14.7 = 14.2 psia

Pout= 19 psig + 14.7 = 33.7 psia

Pout/Pin = 33.7/14.2 = 2.373 (压气机内部压缩比)

Tout = 530 + 530 x (-1+2.3730.263 ) = 717.8 deg R - 460 = 257.8 deg F

我们需要想到的是,压气机的压力并不是一直不变的,出气口压力取决与压气机吸入的气体体积(不是进气量,而是体积,单位CFM)和转速。压气机的性能表现可以通过增压曲线图来解释。

大家看上面这张压缩曲线图。下面的横坐标定义为进气量(磅/分钟)。纵坐标为出气和进气压力比值(增压器的压缩比)。

这上面有两组不同的曲线:效率曲线和转速曲线。被划线部分是工作范围。在限定范围内,增压器的工作是最好的。当然了,如果你想让涡轮超出这个曲线的范围,得到更高流量也可以,但是这对增压器本身非常不好。如果超出曲线左侧的”surge limit”,增压器会非常不稳定,压力会没有规律的上蹿下跳,这就是所谓的surging。这种不正常的操作会导致增压器完全报废,而且会影响到引擎。

下面给大家讲解一下如何利用这张图来选择适合自己的增压器

咱们还用之前距离的231立方英寸排量的引擎为例,通过中冷之后进气量为41.3磅/分钟,进气压力位-0. 5psig,温度为70华氏度,现在我们把它作为标准的温度和压力。

Corrected flow = actual flow x (Tin/545)0.5

(Pin/13.949)

我之所以用13.949,是因为把所有绝对压力替换为英寸汞柱(此图为盖瑞特的标准)。

13.949psia=28.4英寸汞柱

29.92英寸汞柱是在海平面的大气压力,那么29.92-28.4=1.52英寸汞柱真空压力。这才是标准的吸气压力。标准的进气温度为545DegR,或者545-460=85华氏度

那么我们把外部条件从70华氏度,-0.5psig换算为85华氏度,-0.75psig(或13.949psia绝对压力,或-0. 75psi真空压力,或1.5英寸汞柱真空,或随便什么你习惯的单位)

Tin = 70 + 460 = 530 deg R

Pin = -0.5 + 14.7 = 14.2 psia

Corrected flow = 41.3 x (530/545)0.5 = 40.0 lb/min

(14.2/13.949)

然后我们在横坐标上标出这个点,然后从这一点做一条向上的垂直线。

其实用流量表来测量进气量是更好的做法。比如TurboLink,TurboLink的测量单位是克/秒。换算为磅的话需要乘以0.1323。比如,如果流量表测出来是18克/秒@45mph(英里每小时),那么空气流量为18x0.1 323=2.4磅/分钟。但是问题是流量计的弊端是最高只能读到255克/秒。如果有更多的空气通过的话,流量计就显示不出来了。

这就是为什么我们需要通过以上运算来得到进气量的原因了。

下一步是用绝对压力来找到压缩比的那一点。还是用我们刚才的例子,17psi的进气压力。由于空气从增压器到进气歧管之间会有压力的衰退,我们假设为3psi吧,那么实际从涡轮出来的压力是17+3=20psig。

进气口压力是-0.5psi(还是刚才我们的例子),那么压缩比为Pout/Pin

(Pout:出气口压力;Pin:进气口压力):

Pout/Pin = (20 + 14.7) = 2.44

(-0.5 + 14.7)

然后我们在纵坐标上找到2.44的位置,从这一点向右与横坐标平行画一条横线。这条横线和我们刚才在横坐标上画的那条竖线交叉点就是涡轮的工作点。

现在再看一下这个好像圆圈的曲线图,我们的这一点大概在72%左右的范围内。那么当我们的引擎工作在5000转,17psi的压力,外部温度70华氏度,进气歧管内130华氏度,增压器的效率大概是72%。

另外一条曲线是转速曲线,我们的这一点落在105500转上边一点,那么涡轮的工作转速大概在108000转,从-0.5psi的进气压力,产生20psi的出气压力。

在以上数值中做任何一点更改,都会是增压器的工作点改变。更高的引擎转速,意味着更多的进气量,那么涡轮的工作点也会向右移动。凉一些进气温度意味着密度更高的空气,涡轮的工作点也会向右移动。

提高涡轮的压力也许会使更多的空气进入到燃烧室内,但是同时涡轮的压缩比也会随之升高,涡轮的工作点必然随之升高,也有可能会向右移动。等等等等诸如此类的“如果”,大家可以随意去假设。

说这么半天,我们到底怎么样去选择一个正确的涡轮呢?

第一,我可能会假设4个有可能的工作状态。高速巡航,半油门加速,3500-4500转全油门加速,500 0-6000全油门加速,这四个点对于大多数人来说已经足够了

第二,计算出以上四种情况的进气体积。然后估计一下中冷之后的温度,涡轮出气口压力,容积效率和进气歧管内压力,计算出四种工作状态的进气量。

第三,这是最难的一步,找到你想选择的涡轮的增压曲线图。盖瑞特,Turbonectics,Precision Turbo Technology都可以在他们的产品手册里找到,当然,有些厂商不希望用户看到他们的曲线图(比如HKS,因为他的涡轮曲线图和盖瑞特的对应型号完全一样)

第四,在图上标出你所假设德者4个工作点,看看有没有在最高效率范围和surge limit之内。你需要所有的工作点都在这个曲线范围之内。这样你就会得到效率最高的涡轮增压器。

六、涡轮的常见故障以及故障分析(附照片)

漏油:油环品质,开口间隙,开口方向,磨损

烧轴:润滑不足,间隙过小,铜套材质和轴的热膨胀系数差距太大

止推烧毁:平衡不准,进/排两端压力差大,润滑不够(加工精度)

支承环烧毁:平衡,润滑,材质

浮动轴承磨损:润滑,材质,平衡

涡轮设计理念

响应速度:影响涡轮响应速度的因素主要有以下几点

1. 排气叶轮直径

2. 排气外壳的a/r

3. 两侧叶轮的重量

4. 排气叶轮的受力面积

在工程师在设计涡轮的过程当中,为了能设计出最高效率,最快反应速度的涡轮增压器,以上因素全部要考虑在内。但是这几个因素之间又是互相牵制的。

a. 排气叶轮过大,会影响涡轮的响应速度,但是最高流量会有很好的表现。

b. 如果减小排气叶轮的出口直径,就会造成排气背压过高,而对引擎造成损伤。

c. 排气外壳a/r大会提高排气外壳的吞吐能力,但是会减低排气在可体内的流速和压力,也会影响涡轮的响应速度,如果a/r小,同样会限制排气的流量,而造成排气背压过高或者排气不畅。使高温排气不能迅速通过涡轮,造成排温过高。

d. 排气叶片的受力面积和叶片的倾斜角度也是影响涡轮响应速度的一个非常重要的因素,如果叶片的受力面积大,受力点多,也会加快涡轮的响应速度。

我们在设计过程当中更侧重于通过改进排气叶片的受力面积和受力点来加快涡轮的响应速度。

附件里面是市面上常见的几个品牌涡轮增压和机械增压的压缩曲线图和排气流量曲线图,如有需要,请大家下载

[ 此帖被superspeeding在2009-12-05 12:11重新编辑 ]

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涡轮增压+机械增压专业户欢迎参与增压技术讨论

一、历史(简略)

说到涡轮增压器,它已问世了100多年了,可也就是近10年才被人们常常提到。在1905年,sulzer brothers research and development 公司的alfred buchi博士申请了第一款涡轮增压器的专利——动力驱动的轴向增压器,1911年在瑞士的winterthur增压器厂开工,在1915年制造出了原型航空器发动机增压器,利用发动机废气驱动,主要目的是用来克服高海拔稀薄空气对动力的负面影响。

早在1919年,美国通用电气公司制造的增压器将飞行器升到了一万米高空。当时的人们还没有完全认识到增压器的潜力,直到1938年第一款带增压的卡车发动机面市。

虽然buchi是涡轮增压器之父,可garrett将它广泛推广。到了1961年,小轿车才开始试探性地安装增压器,首先出现在oldsmobile f85上, 并在1962年上市。

使用了增压技术的oldsmobile jetfire3.5升v8发动机达到了215马力,而非增压的最好成绩只有185马力。对于轿车,20世纪70年代是涡轮增压器的一个转折点。

带增压的porsche911于1975年面市。1977年saab 99 又将涡轮增压器技术传播得更广泛,使2升发动机的动力性能与3升发动机基本相同。接着是奔驰300d turbo,它的动力性能给人留下了很深的印象。1978年别克regal和le sabre运动款安装了涡轮增压器。在20世纪最后20年中,带涡轮增压器的车型一款款的出现了。涡轮增压器在赛车中也起着重要的作用,包括wrc、勒芒24小时。

二、发展

涡轮增压器可以产生更大的扭矩来满足开车人的驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了几何可变增压的涡轮增压器(vnt)。在发动机低速时,涡轮增压器减小流道容积,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器流道容积增大,保证增压不会超出需求。

流道容积可用真空管控制,优点是提高了发动机低速时的加速性能。今天的涡轮增压器已经变得部件更少、体积更小、转速更高(高达280000rpm),压缩比已经达到2-2.5∶1(汽油机)和4-6∶1(柴油机)。

涡轮增压器的工作原理虽然简单,但制造工艺要求高,涡轮增压器就是一个气泵,由发动机排出的废气来驱动涡轮增压器一侧的叶轮,当它越转越快时,另一侧的叶轮也在同步加快,增大了进入燃烧室的进气量。就像你所理解的,压缩后的空气会变得很热,所以在进入燃烧室前要进行冷却,就是我们常说的中冷。中冷也帮助降低了燃烧室的温度。

涡轮增压器的原理很简单,但实际上它是很复杂和精密的。不仅需要内部配件的严密配合,涡轮增压器还要和发动机严密匹配,否则就会降低发动机的效率甚至造成损坏。

今天,随着排放标准的越来越严格,汽车制造商不仅要满足环保要求,同时又要满足客户的需求,保证足够的驾驶乐趣。涡轮增压器正好能满足降低排放并提高燃油经济性,同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。

虽然涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性,因为增压会给燃烧室提供更多的空气,使小排量发动机可以榨取更大的功率输出,而且对于汽油机,有涡轮增压器后,co2的排放与相同功率的自然吸气发动机相比要少10-20%。但是,涡轮增压工作的过程需要很多的热量使涡轮排气叶轮进入工作转速,而且涡轮压缩后的空气散热的过程也是在消耗热能。所以,涡轮增压系统的工作过程,也是一个能量浪费的过程。

三、品牌简介

日本:三菱Mitsubishi, 石川岛IHI,日历Hitachi

欧洲:KKK

美国:Honeywell& Garrett, Borg Warner, Holset, Precision, Turbonectics, etc.

中国涡轮市场状况:

1、外国品牌在中国市场开战

国际上知名的增压器厂商已全部进入国内,且占据了国内配套市场的60%以上。如:霍尼韦尔不仅是

全球领先的涡轮增压器供应商,在中国市场上也一直处于领先地位,占有三分之一强的市场份额,产品覆盖从2.8 升的轻型商用车到20 升的重型商用车。而且,各大公司采取了国际化战略,普遍性的在世界各地设立独资或合资公司。世界上五大增压器公司都在中国建立了独资或合资生产、研发基地,如上海Honeywell,无锡Holset,一汽三佳石川岛播磨,宁波BorgWarner,上柴三菱。另外,台湾的有关厂商及捷克的CZ公司也在寻找合作伙伴或在中国销售。国际企业在中国涡轮增压器市场的扩张和争夺市场份额,加剧了涡轮增压器行业的竞争程度,也给我国涡轮增压器生产厂商带动很多的竞争压力。

2、国内品牌基本缺乏“战斗力”

国内现有增压器生产企业60余家,但与发动机形成配套关系的主流企业只有十来家,外资在国内外都建有研发基地,其产品品种多、储备广、技术含量高,国内企业只有由中国北方发动机研究所提供技术支持的大同北方天力与宁波天力两家生产企业技术实力较强。另外,国内市场上增压器产品拷贝生产厂中很多企业没有开发、配试的能力,甚至没有任何加工能力。在市场上采购零件进行组装,或者进行简单的加工产品不按照国家行业标准进行试验,大部分没有出厂检验,只是以低廉的价格流向售后市场。面对国外品牌对中国涡轮增压器的包揽,我国企业缺乏明显的“战斗力”。

四、涡轮的应用:

工业:涡轮增压系统在工业方面的用途以及优势

柴油和汽油工程机械:发电机组,挖掘机,工程车辆

汽车:涡轮增压系统在汽车上的应用以及优势

柴油机:卡车,客车,小轿车

汽油机:卡车,小轿车

五、改装市场应用

涡轮的各项指标,规格以及型号划分

A/R:

A代表出口面积

R代表压缩半径

很多人认为a/r代表涡轮的大小,其实这是被涡轮上仅有一个能看见的数字误导了。A/R比值代表涡轮壳体内的容积大小,这个数值决定了排气从壳体内流过的速度。A/R决定了排气叶轮的反应速度,a/r越大,壳体的最高流量越高,但是在同等压力下,a/r值小的壳体排气流速就会比较快。一般这个数值在排气外壳的选择上比较重要,因为我们总是为涡轮的反应速度而头疼,a/r则是决定涡轮反应素的一个重要数据。

Trim:

TRIM = ( Dp / Dg )² x 100

简单来说,trim是叶片大直径和小直径的比值,这个比值决定了涡轮的最高流量。无论排气叶轮和进气叶轮都是一个道理。

举例说明:

Dg=50 Dp=35

Trim=( 35/50 )²x100

=49

涡轮与发动机的匹配:

以下部分我们讲的是如何计算引擎需要的空气体积或质量,并选择适当型号的涡轮去匹配你的引擎。这也要提及到关于温度,压力和中冷系统对于引擎性能影响的内容。

引擎流量方程式

volume of air (cu ft/min)= engine rpm x engine cid

(1728 x 2)

在四冲程自然吸气式发动机中,每个气缸在吸气过程中理论上可以吸入的最大空气量等于该气缸的体积( 0.7854 x内径x口径x冲程)。由于每个气缸在曲轴转两周的过程中就有一个吸气冲程,那么在曲轴每转一圈中气缸理论上可吸入的最大空气量就等于气缸容积的一半。这个方程式是讲解如何计算出多少体积的空气进入到引擎内。举例说明,一台231立方英寸排量的发动机,进气气门每当引擎转动两周都会打开一次,那么,引擎没转两周就会吸入231立方英寸的空气。那么在同体积下有多少磅的空气进入引擎,就要看近期的压力是多少,但是引擎每两转周的进气体积体积永远是231立方英寸。

注:1立方英寸= 16.387064cc 231立方英寸= 3785.411784cc

理想气体定律

P(绝对压力)V(容积cu.ft/min)=n(进气量lb/min)RT(绝对温度)

理想气体定律是一个非常有用的方程式,它把进气压力,温度,进气体积和进气量联系到了一起,如果你知道其中任意三个数值,就可以求出来另外一个。

其中P是绝对压力,并非我们的压力表上看到的“相对压力”

V是近期体积

R是个常数

T是绝对温度

绝对压力是我们表读出来的相对压力加上大气压力。在0海拔高度的大气压力位14.7psi。例如我们表上显示17psi的压力,那么绝对压力就是17+14.7=31.7psi。绝对压力单位是psia(psi absolute),而表读压力的单位是psig(psi gauge)。

绝对温度是华氏温度加上460这个常量(此为兰金刻度单位deg R)。如果我们外部温度为80华氏度,那么

废气涡轮增压器

毕业设计(论文)设计题目:浅析发动机废气涡轮增压技术 姓名姚伟 学院(系)交通与物流学院 专业交通运输 年级 2011级 指导教师郭晋明朱燃燃 2014年12 月25 日

目录 摘要 关键字 引言 一.发展历史 二.涡轮增压器概述 2.1涡轮增压系统 2.2增压作用和目的 三.涡轮增压器的结构及工作原理 3.1结构及组成部分 3.2离心式压气机 3.3径流式涡轮机 3.4涡轮增压器基本工作原理 四.涡轮增压的优缺点 4.1涡轮增压器的优点 4.2涡轮增压器的缺点 五.涡轮增压器在汽油机上的应用 六.涡轮增压器的发展现状及前景 七.参考文献

浅析发动机废气涡轮增压技术 摘要:涡轮增压,英文名为Turbo,一般来说,如果我们在轿车尾部看到Turbo 或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。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的日常生活,为了满足驾驶者的驾驶需求,提高汽车的动力性和燃油经济性显得尤为重要,涡轮增压技术就是这么一项技术。本文主要研究发动机蜗轮增压技术的应用现状、工作原理、技术特点及发展前景,阐述了发动机蜗轮增压技术的作用和目的,介绍了涡轮增压系统中各组成部件的作用及工作原理,提出了目前汽油机增压的难点、可能遇到的问题和针对这些问题应采取的措施,论述了发动机涡轮增压技术发展趋势及前景。 关键字:涡轮,废气,增压 引言 随着现代科学技术的高速发展,对于发动机的功率要求也越来越高,因此就需要不断提高发动机的动力性。提高发动机升功率的最有效措施是提高发动机进气管中的冲量密度,即采用增压技术。增压按其定义是在增压器中压缩进入发动机进气管前的冲量,增加进气管中冲量的密度,使得进入汽缸的实际进气量比自然吸气发动机的近气量多,来达到增加发动机功率的目的。增压器所需能量来源的不同,一般可分为机械驱动式增压和废气涡轮增压两类。机械增压将使内燃机的机械效率降低,废气涡轮增压是最有效的增压方式。经过百年的不断发展,涡轮增压技术已经日趋成熟和完善。随着涡轮增压技术的普及、深入,有关涡轮增压方面的新技术、新工艺、新材料、新理念开始不断涌现。涡轮增压器根据废气在涡轮机内不同的流通方向,可分为径流式涡轮与轴流式涡轮两大类。大中型柴油机多采用轴流式涡轮增压器,而对于车用内燃机则采用径流式涡轮增压器。径流式涡轮增压器由离心式压气机和径流式涡轮机这两个主要部分,以及支承装置、密封装置、冷却系统、润滑系统所组成。车用汽油机的速度和功率范围宽广,工况变化频繁,扭矩储备要大,这些在采用废气涡轮增压后,不采取特殊措施,会限制它的推广。汽油机的过量空气系数比较小,所以工作温度比柴油机高,增压

浅析汽车发动机涡轮增压器原理及故障

浅析汽车发动机涡轮增压器原理及故障 发表时间:2018-10-26T10:16:45.080Z 来源:《防护工程》2018年第17期作者:李若辉 [导读] 随着汽车工业的飞速发展,汽车已逐渐走进到千家万户,在满足乘坐的舒适性、使用的经济性要求后,人们对于汽车的动力性的要求也逐步提高 长城汽车股份有限公司天津哈弗分公司动力事业部天津 300000 摘要:随着汽车工业的飞速发展,汽车已逐渐走进到千家万户,在满足乘坐的舒适性、使用的经济性要求后,人们对于汽车的动力性的要求也逐步提高,在现有的技术条件下,给发动机加装涡轮增压器是最好的解决办法。一般情况下,加装增压器后,发动机的功率及扭矩要比加装前增大20%~30%。小排量,大功率,代表着当前发动机技术的最高水平。比普通发动机拥有更好的动力,也有更好的燃油经济性。但在使用中常发生废气涡轮增压器早期损坏的故障,分析其原因,主要是对增压器的使用,维护不当造成的。现对影响增压器的使用寿命因素,故障和诊断加以分析,并说明使用中的注意事项,意在减少增压器的故障,延长其使用寿命,降低维护费用。 关键词:汽车发动机;涡轮增压器;原理;故障 1 引言 涡轮增压器它是安装在发动机排气管道上的一台精致的空气压缩机,利用发动机排出的废气推动涡轮室内的涡轮旋转,涡轮又带动同轴的叶轮旋转,这样,叶轮就把从空气滤清器进来的空气进行压缩,使之增压进入汽缸。由于进入气缸的空气密度增大,可使更多的燃油充分燃烧,因而大大提高了发动机的功率,降低了燃油消耗。 2 涡轮增压器的工作原理 涡轮增压器的组成由涡轮,压气机,转子总成,轴承机构,中间体和密封装置等组成。工作原理是利用发动机排出的高温高压废气驱动废气涡轮旋转,废气涡轮带动同一轴上的压气机共同旋转,压气机压缩由空气滤清器过滤后的空气,使空气被压缩后增压进入发动机气缸内,提高发动机进气量的装置,减少废气中CO、HC、CL粒等有害物的排放。废气涡轮与压气机通常装成一体。 3 涡轮增压器的使用 3.1 正确使用发动机机油 发动机的机油要按说明书规定使用,对于低增压柴油机,应选用不低于CC级的柴机油,对中增压柴油机,应选用不低于CD级的柴机油。对高增压柴油机一般采用CH级的柴机油。发动机保养要按发动机工作小时要求及时更换机油和机油滤清器,保证油质,使增压器得到良好的润滑和散热。 3.2 保持正常的润滑系统机油压力 柴油机在运转中,当机油压力低于0.15MPa时,应停机检查,增压器转子轴与轴承润滑,以免机油压力过低造成烧损,机油压力过高也可造成机油窜入涡轮室或压气机室。严禁发动机怠速运转时间过长,以防机油压力过低使增压器润滑不良。 3.3 发动机的正确预热 汽车发动机启动后不能急加油门,应使发动机怠速运转3-5min,以保证增压器轴承得到充分的润滑,增压器的轴承是浮动轴承,如润滑不良可使轴承瞬间烧损。在冬季低温启动发动后急加油门可损坏增压器油封,要使发动机至少怠速预热5min。 3.4 发动机的正确熄火 发动机在熄火前应使发动机怠速运转3-5min。如发动机在高转速下突然熄火停止工作,机油压力为零,而增压器的转子由于惯性继续高速运转,增压器在高转速下停止润滑,热量未被机油带走及时冷却,使增压器的局部温度可达900-1000摄氏度,产生轴承烧损和机油结焦产生积碳。所以在高转速下应怠速运转3-5min,来降低增压器的转子转速和降低增压器的温度。 4 涡轮增压器检查 4.1 涡轮增压器工作情况检查 发动机在工作中,根据发动机怠速和中速及变换发动机转速情况下检查,使增压器应运转均匀,无金属撞击或金属磨擦异响,无喘振或不正常振动现象。 4.2 涡轮增压器外部检查 经常检查增压器固定情况,排气和导管使否漏气润滑油管和接头是否漏油,例如卡特彼勒电控柴油机3512B装配水冷却增压器,要检查冷却水管和接头密封是否漏水。出现渗漏及时检修。 浅析汽车涡轮增压器原理及故障。 4.3 涡轮增压器涡轮及空压轮检查 检查涡轮和空压轮应完整清洁,涡轮叶背面有积碳,是机油焦化或机油燃烧产生积碳。空压轮叶背面有积尘,是进气管路漏气。在拆检时应注意不要碰撞损坏叶轮。 4.4 涡轮增压器密封环检查 要经常检查密封环是否密封,密封不良可使机油进入进气管道及气缸燃烧。造成发动机机油烧损。 5 影响增压器使用寿命的因素 第一,润滑油。润滑油用来润滑冷却增压器,但当增压器正常工作时,其转轴转速高达每分钟几万转到十几万转,润滑油被打成泡沫状,其冷却和润滑性能下降,因此润滑系统必须保证能提供充足的润滑油。若当600℃左右的高温废气通过涡轮室时,轴承座得不到足够的润滑和冷却,润滑油将在其环形油道壁上结焦,逐渐堵塞油道。润滑油如果不清洁,也会很快损坏增压器内部零件。如含有灰尘、泥状沉淀物和金属微粒的润滑油会迅速破坏各零件的配合间隙,刮伤和磨损轴承表面。这些都将会引起涡轮轴转动阻力增大和失掉平衡,使轴的转速下降,导致柴油机的功率损失增大,且转动不平衡将很快导致增压器零件的损坏。 第二,进气系统。增压器工作的好坏也依赖于进气系统,只有供给充足、干净的空气才能保证增压器长期无故障工作,使寿命延长。

涡轮增压器

一、历史(简略) 说到涡轮增压器,它已问世了100多年了,可也就是近10年才被人们常常提到。在1905年,sulzer brot hers research and development 公司的alfred buchi博士申请了第一款涡轮增压器的专利——动力驱动的轴向增压器,1911年在瑞士的winterthur增压器厂开工,在1915年制造出了原型航空器发动机增压器,利用发动机废气驱动,主要目的是用来克服高海拔稀薄空气对动力的负面影响。 早在1919年,美国通用电气公司制造的增压器将飞行器升到了一万米高空。当时的人们还没有完全认识到增压器的潜力,直到1938年第一款带增压的卡车发动机面市。 虽然buchi是涡轮增压器之父,可garrett将它广泛推广。到了1961年,小轿车才开始试探性地安装增压器,首先出现在oldsmobile f85上, 并在1962年上市。 使用了增压技术的oldsmobile jetfire3.5升v8发动机达到了215马力,而非增压的最好成绩只有185马力。对于轿车,20世纪70年代是涡轮增压器的一个转折点。 带增压的porsche911于1975年面市。1977年saab 99 又将涡轮增压器技术传播得更广泛,使2升发动机的动力性能与3升发动机基本相同。接着是奔驰300d turbo,它的动力性能给人留下了很深的印象。1978年别克regal和le sabre运动款安装了涡轮增压器。在20世纪最后20年中,带涡轮增压器的车型一款款的出现了。涡轮增压器在赛车中也起着重要的作用,包括wrc、勒芒24小时。 二、发展 涡轮增压器可以产生更大的扭矩来满足开车人的驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了几何可变增压的涡轮增压器(vnt)。在发动机低速时,涡轮增压器减小流道容积,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器流道容积增大,保证增压不会超出需求。 流道容积可用真空管控制,优点是提高了发动机低速时的加速性能。今天的涡轮增压器已经变得部件更少、体积更小、转速更高(高达280000rpm),压缩比已经达到2-2.5∶1(汽油机)和4-6∶1(柴油机)。 涡轮增压器的工作原理虽然简单,但制造工艺要求高,涡轮增压器就是一个气泵,由发动机排出的废气来驱动涡轮增压器一侧的叶轮,当它越转越快时,另一侧的叶轮也在同步加快,增大了进入燃烧室的进气量。就像你所理解的,压缩后的空气会变得很热,所以在进入燃烧室前要进行冷却,就是我们常说的中冷。中冷也帮助降低了燃烧室的温度。 涡轮增压器的原理很简单,但实际上它是很复杂和精密的。不仅需要内部配件的严密配合,涡轮增压器还要和发动机严密匹配,否则就会降低发动机的效率甚至造成损坏。 今天,随着排放标准的越来越严格,汽车制造商不仅要满足环保要求,同时又要满足客户的需求,保证足够的驾驶乐趣。涡轮增压器正好能满足降低排放并提高燃油经济性,同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。 虽然涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性,因为增压会给燃烧室提供更多的空气,使小排量发动机可以榨取更大的功率输出,而且对于汽油机,有涡轮增压器后,co2的排放与相同功率的自然吸气发动机相比要少10-20%。但是,涡轮增压工作的过程需要很多的热量使涡轮排气叶轮进入工作转速,而且涡轮压缩后的空气散热的过程也是在消耗热能。所以,涡轮增压系统的工作过程,也是一个能量浪费的过程。 三、品牌简介 日本:三菱Mitsubishi, 石川岛IHI,日历Hitachi 欧洲:KKK 美国:Honeywell& Garrett, Borg Warner, Holset, Precision, Turbonectics, etc. 中国涡轮市场状况: 1、外国品牌在中国市场开战

柴油机的涡轮增压

1,柴油发动机带涡轮增压是什么意思? 涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。一般我们采用的是废气涡轮增压,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,废涡轮增压技术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%。 涡轮增压是发动机为提高空燃比而设计的一种增压设备。涡轮增压器是目前发动机上配置最多的一种增压器。它的工作原理是一根轴上有两个涡轮。利用发动机废气支管中的涡流来驱动废气涡轮,由轴传到进气涡轮上,高速运转的涡轮把进气管中的空气压缩,从而增加了空气的密度。提高发动机的有效功率。 发动机动力的大小与发动机充气系数的大小有关,而每种发动机的充气系数由于受到相关零件的影响,它的充气系数不是随意增大的。普通的发动机都是利用气缸内的真空吸力把空气吸入气缸内,为了得到较高的充气系数,所以就增加了一个涡轮增压机,就是把经过滤清的空气经过增压机,压到气缸内。常见的增压机都是废气涡轮增压机,就是利用排气管排出来的废气驱动增压机,再压缩新鲜洁净的空气充入到气缸内。

装有废气涡轮增压器的柴油发动机,要是汽车的话,欧洲大概一半小汽车是柴油版的了,不用汽油,马力耗油,排放等都比汽油机强很多增压器技术也更成熟。 2,柴油发动机涡轮增压器和汽油机的涡轮增压有什么不同? 柴油涡轮是为了提高动力,动力第一!而汽油涡轮是为了燃烧高效的同时节油,提高动力性能,两者的出发点不一样,所以一个是机械涡轮增压,一个是涡轮增压就这么简单! 首先是柴油机和汽油机,柴油机是压燃,汽油机是点燃。 然后说增压器,增压器是为了增加汽缸里面的混合气的质量,从而达到更大的功率。 而汽油机和柴油机都是可以使用增压器的。 涡轮增压和机械增压的区别在于增压器动力来源不同。 涡轮增压来自发动机排出的废气带动涡轮转动,从而带动增压器;机械增压是直接由曲轴输出,所以相对涡轮增压来说要损耗发动机的功率。 单单对涡轮增压器本身而言,这俩是完全一样的,不同的在于尺寸而已——发动机排量不一样,尺寸有调整罢了,实际情况上,汽油机的增压器尺寸较小,所要求的加工要求更高,一些新技术的应用也更必要——比如可变截面等的同时节油,提高动力性能,两者的出发点不一样,所以一个是机械涡轮增压,一个是涡轮增压就这么简单!

汽车废气涡轮增压器的使用与保养(通用版)

( 安全常识 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 汽车废气涡轮增压器的使用与 保养(通用版) Safety accidents can cause us great harm. Learn safety knowledge and stay away from safety accidents.

汽车废气涡轮增压器的使用与保养(通用 版) 柴油机上使用废气涡轮增压器不仅可提高功率,增大扭矩,还可使排烟度降低,减少噪声。汽车废气涡轮增压器主要由涡轮机、压气机、壳体、限压阀等组成。使用具有这种结构的发动机,其规律和注意事项是什么呢? 三大规律 1、使用这种结构的发动机,由于废气涡轮增压器的转子转速高达4500r/min以上,若常见的机械滚针或滚珠轴承将无法工作,因此,涡轮增压器普遍采用全浮动轴承,发动机启动后应怠速运转3—5min,使润滑油达到一定的温度和压力,以免突然增加负荷时因轴承无油而加速磨损,甚至卡死。 2、汽车停车后发动机不能立即停机,应怠速运转一段时间,以

使增压器的温度和转速逐渐地下降,防止发生回热、结胶、轴承损坏等故障。 3、增压器不要轻易拆卸,如果增压器转子转动灵活,两端叶轮无碰擦,说明增压器本身状况很好,对新装或长期未使用的增压器,应先在进油口处加一定量的润滑油,并用手转动叶轮直到润滑油到达各轴承表面。 八项注意 1、经常检查机油油量,避免因缺少机油而导致轴承失效及转动件卡死,尤其应重点检查回油管,确保畅通无阻。 2、定期更换机油及滤芯,使用规定牌号机油,全浮动轴承对润滑油要求很高,应使用15W/40柴油机机油或20W/40(夏)、20W/30(冬)柴油机机油。 3、定期清洗更换空气滤清器滤芯,否则将造成空气滤清器阻力过大,压气机入口的空气压力和流量减少,使发动机功率下降。 4、经常检查进气系统密封性,漏气会使灰尘吸入压气机,并进入气缸造成压气机叶片和气缸、活塞早期磨损。

发动机涡轮增压器的特点及使用注意事项

发动机涡轮增压器的特点及使用注意事项 汽车发动机涡轮增压器主要由涡轮机罩、压气面罩及增压壳等组成。 废气涡轮增压就是利用柴油机排出的能量来驱动涡轮机,从而带动压气机,来提高进气压力增加充气量。增加发动机的进气压力,主要是靠装在发动机上的一个径流式废气涡轮增压器来实现。当发动机运转时,利用发动机排出的废气流经涡轮机的力量,迫使涡轮机叶轮高速旋转。因涡轮机叶轮与压气机叶轮同在一根轴上,所以在涡轮机叶轮高速旋转的同时,也带动压气机叶轮做相应的调整旋转,从而使通过压气机内的空气速度和压力增加。又因压气机出气口是和发动机进气支管相连接的,所以,这些经过增压后的空气,也就能顺利地进入发动机的燃烧室以供燃油燃烧。 柴油机采用废气涡轮增压不仅可提高功率,还可减少单位功率质量、缩小整机外形尺寸、降低燃油消耗。 1、废气涡轮增压的优点 1.1增压器与发动机只有气体管路连接而无机械传动,因此增压方式结构简单,不需要消耗功率。 1.2在发动机重量及体积增加很少的情况下,发动机结构无需做重大改动,便很容易提高功率20%-50%。 1.3由于废气涡轮增压回收了部分能量,故增压后发动机经济性也有明显提高,再加上相对减小了机械损失和散热损失,提高了发动机的机械效率和热效率,使发动机涡轮增压后燃油溺消耗率可降低5%-10%。 1.4涡轮增压发动机对海拔高度变化有较强的适应能力,因此装有废气涡轮增压的汽车在高原地区具有明显的优势。 2、废气涡轮增压器在使用中应注意一下几点: 2.1增压器的转子轴转速高达80000-100000r/min,若用一般机械中的轴承将无法正常工作。因此,增压器普遍采用全浮动轴承。全浮动轴承与转子轴和壳体轴承之间均有间隙,当转子轴高速旋转时,具有0.25-0.4Mpa压力的润滑油充满这两个间隙,使浮动轴承在内外两层油膜中随转子轴同向旋转,但其转速却比转子轴低得多,从而使轴承相对轴承孔和转子轴的相对线速度大幅度下降。由于有双层油膜,可以双层冷却,并产生双层阻尼。由此可知,浮动轴承具有高速轻载下工作可靠等优点,但同时也发现浮动轴承对润滑油的要求很高。必须注意按规定牌号加注润滑油。 2.2所用润滑油必须清洁,否则将加速轴承磨损,甚至导致增压器及发动机性能恶化。因此,必须严格按照保养规定,定期清洗机油滤清器滤芯。15000km磨合期更换一次机油和滤芯,以后每10000km更换一次机油。 2.3应按保养规定定期清洁空气滤清器,每两年便更换一次空气滤清器滤芯或按行驶里程定期更换。使用中应经常检查进气系统和排气系统的密封性。 2.4为确保浮动轴承的润滑,发动机刚起动时,应怠速运转几分钟(至少30s),因为机油的压力以及机油循环至浮动轴承处需要一定时间,否则浮动轴承的润滑条件得不到保障,加剧轴承磨损,甚至发生卡死故障。停机时也同样如此,逐渐减少负荷,直至怠速运转几分钟后方可停机。 2.5增压器在使用了2000-2500h后,应在发动机不解体的状态下测量转子轴的轴向移动量。测量前应先将进、排气管从增压器上拆下,把千分表触点顶在转子轴上,然后轴向推动叶轮进行测量,移动量应为0.10-0.30mm。若超差则应将增压器拆下检修,或更换增压器。

详细讲解VGT可变截面涡轮增压器

详解VGT可变截面涡轮增压器 2010年11月27日 08:12 来源:Che168类型:转载编辑:胡正暘 随着技术的发展,人们对于汽车发动机的要求也越来越苛刻,不仅要拥有强劲的动力,还必须拥有极高的效率和足够清洁的排放。这就要求发动机在各种工况下都能要达到其最高效的工作状态,因此就必须满足发动机各个工作状态下对于进气量的需求。这就要求发动机的各部件都能够通过“可变”来满足在不同工况下的条件。比如我们所熟悉的可变气门正时/升程技术,可变进气歧管技术都是如此。那么在柴油发动机上常见的VGT可变截面涡轮增压技术,又有些什么作用呢?下面我们就一起来了解一下。 『废气带动涡轮,涡轮再带动叶轮对空气进行增压,从而有效增大进气量』 涡轮增压技术是发动机上常见的技术之一,它的原理其实非常简单:涡轮增压器就相当于一个由发动机排出的废气所驱动的空气泵。在发动机的整个燃烧过程中,大约会有1/3的能量进入了冷却系统,1/3的能量用来推动曲轴做工,而最后1/3则随废气排出。拿一台功率200千瓦的发动机举例,按照上面提到的比例,它在排气上的消耗的动力大约会有70千瓦。这部分功率有一大部分随着高温的废气以热能的形式消耗掉,而废气本身的动能可能只有十几千瓦。但是千万别小看这十几千瓦,要知道家用的落地扇功率不过60瓦左右!也就是说,即使十几千瓦也足够驱动两百多台电风扇了!可想而知,用废气涡轮驱动空气所带来的增压效果非常可观。

『BMW的并联双涡轮技术』 虽然发动机全负荷状态下时排气能量非常可观,但当发动机转速较低时,排气能量却小的可怜,此时涡轮增压器就会由于驱动力不足而无法达到工作转速,这样造成的结果就是,在低转速时,涡轮增压器并不能发挥作用,这时候涡轮增压发动机的动力表现甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机,这就是我们经常说的“涡轮迟滞(Turbo lag)”现象。

涡轮增压器专业名词

工具tool tool box工具箱fixing tool固定工具hex.-headed screw六角头螺栓Copper mandrel铜棒box spanner套筒扳手extractor轴承拆卸工具Suspension device悬挂装置extracting bush拆卸衬套centring tube 定位衬套guide piece导块lifting device起吊装置guide tube导向管extension tube接长导管pin圆柱销eye nut吊环螺母C’spanner勾型扳手socket wrench内六角扳手suspension latch悬挂插销holder夹板guide bar导杆extension bar接长杆guide tube导向管thread rod complete螺杆总成thread rod螺杆hex-nut 六角螺母gasket垫片rope制动索lifting beam起吊梁jake千斤顶puller screw止顶螺钉erecting panel装配铭牌tie-bolt拉杆inner blanking cover内封闭盖板distance sleeve定距套circlip挡圈Hex.-nut六角螺母blanking cover CE封闭盖板压端blanking cover TE封闭盖板涡端disk spring/locking washer弹簧垫圈disc spring 弹簧垫圈locking device complete锁紧装置总成locking flange锁紧法兰pull ring拉圈drill bushing衬套socket screw圆柱头内六角螺钉slide T-bar手柄hex.-insert六角扳手locking sleeve complete锁紧套筒总成draw bolt拉紧螺栓mothballing of the turbocharger增压器的封存holding flange CE固定法兰压端tension washer拉伸垫圈name plate CE压端铭牌name plate TE涡端铭牌

汽车发动机涡轮增压器的使用与检修

为了提高发动机的功率,降低油耗,减少排放和噪声,依维柯SOFIM8140.27S发动机采用增压压力自控式废气涡轮增压器,其型号为Garrett TA03。它位于发动机的右前侧,与发动机缸体之间装有隔热板。Garrett TA03型增压器主要由涡轮机、压气机、壳体、限压阀等组成。涡轮与压气机的叶轮装在同一转子轴上,转子轴采用全浮动轴承。在增压器前部的排气歧管上装有一活门式限压阀,其作用是在高速、大负荷时有一部分废气不再进入涡轮机,防止增压器超速。 一、增压器的使用注意事项 1.按质按量加注润滑油 SOFIM8140.27S发动机废气涡轮增压器的转子转速高达4500km/h以上,涡轮部分温度达1000°左右。由于工作环境特别恶劣,因而增压器的润滑就显得特别重要。应加注规定牌号的柴油机机油,其牌号为15W/40柴油机机油或2OW/40(夏)、20W/30(冬)柴油机机油。要经常检查机油量,定期更换机油及滤芯,避免因缺少机油或机油变质而导致转动轴承磨损过快及转动件卡死。 2.起动后、熄火前均应怠速运转3-5min 增压发动机起动后,要怠速运转3-5min,使润滑油达到一定的温度和压力,以免突然增加负荷时,轴承无油而加速磨损,甚至烧毁。这是因为涡轮增压器所用机油来自发动机油底壳,经机油主油道进入精滤器再次滤清后,才能到达增压器壳内,因而机油的输送需要一个过程。 停车后如若立即熄火,增压器就失去了润滑油的润滑和冷却,而此时增压器的涡轮部分温度可达1000℃左右,并且转子会因本身的惯性继续运转一段时间,这样就会烧坏轴承和轴。所以,熄火前也应怠速运转3-5min。 3.定期清洗空气滤清器 空气滤清器堵塞严重,空气入口的空气压力和流量将减少,会造成增压器性能恶化和发动机功率下降。 4.经常检查进气系统的密封性 进气系统漏气会使灰尘吸入压气机,并进入气缸造成压气机叶片和气缸、活塞早期磨损。 5.保持曲轴箱通风装置畅通 曲轴箱通风装置堵塞后会造成曲轴箱压力过高,从而影响润滑油的回流速度,造成增压器漏油。 二、增压器工作情况的检查 1.起动发动机,使其在怠速和中等转速下运转,观察涡轮增压器的工作情况,应运转均匀,无金属撞击或摩擦声,无喘振或强烈的振动现象。 2.发动机怠速运转熄火后,应能听到涡轮增压器的均匀运转声。 若与以上两点不符,应拆下增压器进行检修。 三、增压器的检修 1.拆卸要求 由于涡轮、压气机叶轮均为精密部件,拆卸前要在转子轴、涡轮、压气机叶轮之间作一相配位置记号。拆卸时要用铜棒或塑料锤轻击压气机壳的周边,不许磕碰,以防影响修复后的性能。 2.零件的清洗 清洗零件时,要用干净的汽油或非碱性清洁剂和软刷清洗,并用压缩空气吹干。 3.各机件的检查 (1)检查涡轮壳是否因为过热、咬合、变形或其它损伤而产生裂纹。 (2)检查涡轮和压气机叶轮是否弯曲、有毛刺、损坏、腐蚀,或背面有接触痕迹。

汽车废气涡轮增压器的使用与保养

编号:AQ-CS-08681 ( 安全常识) 单位:_____________________ 审批:_____________________ 日期:_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 汽车废气涡轮增压器的使用与 保养 Use and maintenance of automobile exhaust turbocharger

汽车废气涡轮增压器的使用与保养 备注:安全是指没有受到威胁、没有危险、危害、损失。人类的整体与生存环境资源的和谐相处,互相不伤害,不存在危险、危害的隐患, 是免除了不可接受的损害风险的状态,安全是在人类生产过程中,将系统的运行状态对人类的生命、财产、环境可能产生的损害控制在人类能接受水平以下的状态。 柴油机上使用废气涡轮增压器不仅可提高功率,增大扭矩,还 可使排烟度降低,减少噪声。汽车废气涡轮增压器主要由涡轮机、 压气机、壳体、限压阀等组成。使用具有这种结构的发动机,其规 律和注意事项是什么呢? 三大规律 1、使用这种结构的发动机,由于废气涡轮增压器的转子转速高 达4500r/min以上,若常见的机械滚针或滚珠轴承将无法工作,因 此,涡轮增压器普遍采用全浮动轴承,发动机启动后应怠速运转3 —5min,使润滑油达到一定的温度和压力,以免突然增加负荷时因 轴承无油而加速磨损,甚至卡死。 2、汽车停车后发动机不能立即停机,应怠速运转一段时间,以 使增压器的温度和转速逐渐地下降,防止发生回热、结胶、轴承损 坏等故障。

3、增压器不要轻易拆卸,如果增压器转子转动灵活,两端叶轮无碰擦,说明增压器本身状况很好,对新装或长期未使用的增压器,应先在进油口处加一定量的润滑油,并用手转动叶轮直到润滑油到达各轴承表面。 八项注意 1、经常检查机油油量,避免因缺少机油而导致轴承失效及转动件卡死,尤其应重点检查回油管,确保畅通无阻。 2、定期更换机油及滤芯,使用规定牌号机油,全浮动轴承对润滑油要求很高,应使用15W/40柴油机机油或20W/40(夏)、20W/30(冬)柴油机机油。 3、定期清洗更换空气滤清器滤芯,否则将造成空气滤清器阻力过大,压气机入口的空气压力和流量减少,使发动机功率下降。 4、经常检查进气系统密封性,漏气会使灰尘吸入压气机,并进入气缸造成压气机叶片和气缸、活塞早期磨损。 5、发动着车时,发动机怠速时间不宜过长,否则会造成增压器漏油。

柴油机增压器常见问题

柴油机涡轮增压器 现代船舶上已普遍采用涡轮增压的方式来提高柴油机的功率。所谓增压,就是用提高汽缸进气压力的方法,使进入汽缸的空气密度增加,从而可以增加喷入汽缸的喷油量,以提高柴油机的平均指示压力。通过使用废弃涡轮增压器将柴油机所排放的废气通入增压器的涡轮端,废气中的能量通过涡轮机将其转变为动能,从而带动同轴的压气机运转。压气机将压缩空气进入扫气箱的空气密度增大压力升高,由于近期压力提高密度增加,进入汽缸的进气量便增多,这样不仅可以使喷入汽缸的燃油得到充分的燃烧,还可以向汽缸喷入更多的燃油,从而可以大幅度提高柴油机的功率。因此用废气涡轮增压器不仅可以提高柴油机的功率,而且提高了柴油机的经济型。 废气涡轮增压器虽已得到广泛的应用,但由于日常管理不善,常常会出现故障,本文通过其运行中的常见故障,阐述了故障原因并加以分析,提出了排除故障的方法及预防建议。 一,柴油机增压器的喘振 涡轮增压器工作时,当压气机的排出压力和流量减少,其工作点落在压气机的喘振区时,压气机排除压力忽高忽低,空气流量忽正忽负,引起机器强烈震动,并发出沉重的喘息声或吼叫声。发生喘振的基本原因是压气机通流部分出现脱流,压气机的气流出现强烈的振荡,引起叶片振动所致,原因主要有: 1增压系统流道阻塞是引起增压器喘振最常见的原因。

2柴油机低速高负荷运行。 3柴油机各缸负荷严重不均匀。 4柴油机负荷巨变。 5郑雅琪与柴油机运行匹配失调。 二增压器压力下降或升高 1增压器压力下降 当增压器压力降低时,柴油机进气量减少,功率大大下降,耗油量增加,冒黑烟,排烟温度升高。造成增压压力下降的可能原因有: (1)压气机空气滤器,叶轮,扩压器及涡轮喷嘴长期使用而脏污。(2)供油正时,气阀正时不正确。 (3)废气涡轮喷嘴环变形 2增压压力升高 增压压力升高会给柴油机的隐形带来不利影响,如柴油机压缩终点压力过高,最高燃烧压力相应升高,柴油机机械负荷增大等。为使最高燃烧压力维持在允许值,往往需将柴油喷油开始时间推迟,但又会造成燃料消耗率的增加和排气温度上升,因此增压压力过高时不希望有的。大多数的增压压力升高是由柴油机方面的原因引起的,遇到增压压力过高,必须调整,首先应查明原因,采取相应措施,否则未必能得到良好的效果。导致增压压力升高的原因主要有: (1)柴油机负荷过大

汽车涡轮增压器出现早期损坏的原因以及解决策略分析

软科学论坛——能源环境与技术应用研讨会 汽车涡轮增压器出现早期损坏的原因以及解决策略分析 【摘要】为了提高汽车使用的经济效益以及性能,在进行汽车的建造过程中已经引进了涡轮增压机,在汽车中使用涡轮增压机,通过对空气进行压缩,进而提高发动机的进气量。它主要是利用了发动机在工作中排放出来的大量废气的惯性冲力,在这种惯性冲力的推动下带动了汽车涡轮的选装,通过带动叶轮将通过空气滤的空气进行压缩,然后将其灌入气缸,提高空气的密度与数量,进而提高了空燃比,使发动机得到更高的输出功率。 【关键词】涡轮增压器;损坏原因;解决策略 前言 在汽车发动机的工作中应用涡轮增压器将能够有效的通过改善发动机进气密度的方式,提高喷油器的喷油量,进而达到提高发动机输出功率的目的,加装了增压器的发动机将在转矩的增大方面得到较大的改观。合理的运用涡轮增压器还能够改善发动机的燃烧效率,废弃排放中的大量有害物质进行合理的控制,并在一定程度上提高了燃油使用的经济性,降低了燃油的消耗量,达到了节约燃油提高发动机性能的目的。但是,在涡轮增压器使用中,早期损坏缺失经常发生的,本文将对其早期损坏的原因及解决的策略进行简要的分析。 一、汽车涡轮增压器基本原理及特点 汽车涡轮增压机的出现使当代汽车的使用性能得到了极大的提升,从一定程度上改善了汽车对燃油资源的消耗状况,使其经济效益以及实用性能得到了提升。汽车涡轮增压器的出现是符合当代社会发展能源利用理念的,通过对汽车废气的再循环使用,提高发动机进气量,进而有效的增加发动机的工作效率,这已经成为了当代汽车发展的重要方向。 汽车涡轮增压器是利用发动机运行时排出的废气惯性冲力推动单级轴流式涡轮机高速旋转,涡轮机驱动安装在同一根轴上的离心式压气机,由压气机把由空气滤清器管道过来的新鲜空气,增压而进入气缸。随着发动机的加速,排出的废气速度与涡轮转速同步加快,压气机就会压缩更多的空气进入气缸,空气的压力、密度增加就可燃烧更多的燃油,有此达到增加发动机输出功率和改善汽车使用经济性的目的。 二、汽车涡轮增压器早期损坏的原因分析 涡轮增压器通过提高汽车的进气量,为汽车发动机的工作提供更大的空气流量,使发动机内部气缸燃烧室中的燃油能够得到充分的燃烧,进而提升了发动机的工作功率。面对汽车涡轮增压器早期使用可能出现的损坏原因,以下我将对其进行科学合理的分析研究。 2.1当造成的蜗轮增压器早期损坏 ①发动机一着车就走,使增压器转子轴承在高速运转之前得不到充分润滑,造成转子浮动轴承早期损坏。 ②一起步就大油门大负荷,因轴承无油而加速磨损,甚至卡死 ③高温、高转速下发动机突然熄火停车,机油供应停止,而转子在惯性作用下还要高速旋转,这时就会造成浮动轴承因温度高又缺少机油而磨损,甚至烧蚀。 ③发动机长时间怠速运转,当发动机长时间怠速运转时,会在增压器涡轮及压气机叶轮后面产生负压,从而造成从浮动轴承流出的机油在压力差作用下向外泄漏。 2.2维修人员的不规范维护造成蜗轮增压器早期损坏。 ①使用不合格的机油 装有蜗轮增压器的发动机,必须使用优质合成机油,如果使用不合格的机油会使机油发生积碳或油泥,严重时会堵塞润滑油道,造成增压器润滑不良。 ②保养不及时造成机油氧化变质 发动机机油在使用一段时间后,机油就会氧化变质,同时机油中各种添加剂的作用也会发生衰退,使机油润滑油膜遭到破坏。造成机油氧化或变质的根本原因是机油使用时间过长或因为发动机过热、从活塞窜过的燃气过多、机油中混入不同牌号的机油、冷却水漏入机油以及没有按规定的期限及时更换机油所致。发动机机油氧化变质后就会形成油泥而附着并堆积在壳体内壁和进、回油通道中,同时沉积在涡轮端轴承内的油泥由于高温而变成非常坚硬的结焦。当结焦片状剥落后就会使涡轮端轴承和轴颈磨损。 ③机油供油不足或供油滞后 当机油压力和流量不足时会出现下列问题:供给轴颈和止推轴承的润滑油不足:用以使转子轴颈和轴承轴颈保持浮动的润滑油不足;增压器已处于高速运转时润滑油还没有供给到轴承。当发动机负荷增加时,对增压器轴承的供油量也应该相应增加。当发动机高负荷,增压器转速很高时,即使几秒钟时间的供油不足也会造成对增压器轴承的损坏。 ④使用不合格的空气滤清器或空气滤清太脏 不合格的空气滤清器,会使空气中的大颗粒灰尘首先进入涡轮增压器的进气系统都将损坏转子浮动轴承。由于空气滤清器长时间不予更换而太脏或堵塞,就会造成供气不良而导致压气机进气负压过高,使得压气机一端的内压高于外压,机油在这种压力差作用下从进气管一端流出。 三、汽车涡轮增压器早期损坏的预防对策 汽车涡轮增压器在早期使用中出现损坏往往是人为技术操作不当,或者是日常使用对车辆维护不到位等造成的。面对问题的出现,如果不对汽车涡轮增压器早期损坏问题进行预防对策的制定,就有可能导致车辆在运行驾驶中出现问题,以下我将就其预防对策进行分析。 3.1发动机发动以后,不要急于加大油门,而应该先让发动机怠速运行3到5分钟(特别是在冬天),这样使得发动机机油温度升高,加大机油的流动性,涡轮增压器也得到充分地润滑,之后再进行正常的加速行驶。 3.2选择使用汽车优质合成机油。对于配有涡轮增压器的发动机,它的工作强度会更高,具有高温、高转速、大功率、大扭矩、低排放的工作特点。发动机的内部零部件更要承受较高的温度及更大的撞击、挤压和剪切力。所以应该选用耐高温抗氧化、抗磨性好、抗剪切能力强的合成机油、半合成机油等高品质润滑油。 3.3期更换发动机机油及滤清器,保持空气滤清器清洁畅通。涡轮增压器的转轴与轴套之间配合间隙很小,如果机油里掺有杂质,就会加速转轴与轴套之间的磨损而造成涡轮增压器的过早报废。防止灰尘等杂质进入高速旋转的压气叶轮,造成转速不稳或轴套和密封件的磨损。 3.4保证涡轮增压器的密封环密封完好。因为涡轮增压器中的废气和润滑系统就靠这密封环隔开,如果密封环失效,废气就会进入发动机润滑系统,使机油温度过高而氧化,曲轴箱压力过高而窜气。另外当发动机低速运转时,假如密封环密封不好,机油就会从密封环泄漏,通过排气管排出或进入燃烧室燃烧掉,以造成润滑油的浪费。 结语 总而言之,汽车涡轮增压器的使用已经成为了汽车组成中重要的部分,为了提高汽车的动力性能,在日常维护中应该重视涡轮增压器的操作以及维护,确保其使用可靠性。面对汽车使用量的不断增加,汽车涡轮增压器的高校、环保等优点必然会得到发展利用的空间。 参考文献 [1]张强.涡轮增压器早期损坏若干原因分析.科技信息.2010年26期. 赵金生柴河林业局 50

涡轮增压技术现状及发张趋势

车用涡轮增压技术现状及发张趋势分析 自涡轮增压技术概念提出至今已有百年时间了,在这百年的时间里,涡轮增压技 术经历了轴流式、径流式、混流式及配置放气阀、电机等自身的不断改进,其在航天、航海及陆地机械上得到了广泛的应用。特别是车辆的广泛应用及当前人们对车辆节能、功率和环保要求的不断提高,为车用涡轮增压技术的应用、发展和进步提供了广阔的空间和需求。 发展背景与环境 随着排放法规的日益严格和能源危机的加剧, 在满足发动机排放要求的前提下 改善发动机燃油经济性显得格外迫切。在近来各厂家采用的发动机新技术中, 增压技术当仁不让的成为了各厂家追逐的对象增压指的是能够将进人发动机气缸 新鲜空气或者混合气的压力、密度提高到高于周围大气压力、密度的方法, 其可以明显地提高发动机的动力性、经济性及排放性, 并且可以降低发动机重量和尺寸( 给定功率下) 。。一般来说, 汽车的最高车速越高, 需要装备的发动机功率就越大, 那么发动机增压的意义也就越大。增压技术对于中高级汽油机轿车来说, 是很有实际的意义。目前, 国外有相当数量的汽油机轿车都采用了增压技术, 而在国产轿车中只有个别车型的汽油机采用增压技术, 但是国内各大汽车主机厂 都在加快汽油机增压技术的开发应用。 近20年,随着涡轮增压技术的普及、深入, 有关涡轮增压方面的新技术、新工艺、新材料、新理念开始不断涌现。可以说,正是由于各种排放、噪声法规的大量出台和人们对涡轮增压技术的更高要求,特别是涡轮增压技术对高原发动机的功率补偿,车用涡轮增压技术迎来了发展的黄金时期。 涡轮增压技术的现状 传统的增压器很难在发动机高低负荷下均与之合理配合,而增压器与发动机的良好匹配是保证燃油消耗率以及排放性能的关键,因而近些年来采用各种设计理念的增压系统已经成功得到应用。 2.1.1 相继增压(STC) 在研制高压比、流量的增压器同时,涡轮增压器的可靠性、寿命也不断提高,其制造工艺也相应的简化。如ABB 采用了一种新的润滑油泵,它能利用离心力的作用分离出润滑油中的杂质,从而提高轴承的寿命。再如三菱的 SUPER MET 涡轮增压器采用新的进气消音器后使压气机效率提高 1.5%~3.5%。相继增压 STC 的基本原理是采用多个小流量的增压器,随着柴油机工况的提升,依次投入运行。它改变了增压系统在低工况时废气能量不足而引起的涡轮转速下降,增压压力不足,从而引起的增压器喘振、柴油机功率下降等问题。在柴油机额定工况下,每台增压器都在高效区运行;而在柴油机部分负荷时,减少投入使用的增压器数量,使得投入运行的增压器运行线仍处在高效区附近,从而改善柴油机的经济性及排放性能。 2.1.2 可变截面涡轮增压 可变截面涡轮增压是柴油机废气通过喷嘴环时,根据涡轮增压柴油机外界负荷的变化来改变喷嘴环叶片的角度,使流入涡轮叶片的气流参数改变,通过涡轮焓降的变化实现涡轮做功的变化,进而让压气机出口的增压压力发生变化,从而使得

汽车涡轮增压的毕业设计

【摘要】涡轮增压简称Turbo,如果在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。本文介绍了涡轮增压器的构造和原理,对它的保养及使用进行了阐述,同时,通过分析常见故障,对改进措施以及发展方向有了一定的看法。 【关键词】涡轮增压废气常见故障改进措施 【引言】 涡轮增压器,一个近十年出现的词语。人们只知道汽车排量后面带T的车辆就是带有涡轮增压器的发动机,汽车的加速就会快,性能也好。 涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了可变增压的涡轮增压器(VNT)。在发动机低速时,涡轮增压器减小喉口,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器喉口增大,保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。优点是提高了发动机低速时的加速性能。目前,涡轮增压器已经占到了50%,在亚洲、美国也都在增长。现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法,涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。

一.涡轮增压器的作用和构造以及工作原理 (一)作用 涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。他们的作用分别如下: 1.废气涡轮增压器是利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功,废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮,在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。废气涡轮与压气机通常装成一体,便称为废气涡轮增压器。其结构简单,工作可靠,一般柴油机合理地加装废气涡轮增压系统后,可提高功率20% ~ 30% ,降低比油耗 5% 左右,有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质,因而得到广泛应用。 2 .复合式废气涡轮增压器。废气涡轮增压器是将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起来工作,称为复合式废气涡轮增压器。在某些增压度较高的柴油机上,废气能量除驱动废气涡轮增压器外,尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮,该动力涡轮通过齿轮变速器及液力耦合器与发动机输出轴联接。这样,废气涡轮增压器达到增压的目的,而废气动力涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。 3.组合式涡轮增压器。组合式涡轮增压器由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。在该增压系统中,除废气涡轮增压器外,还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统,利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。 (二)构造 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: 1.外双支承式

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