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车用涡轮增压器混流涡轮的设计

车用涡轮增压器混流涡轮的设计
车用涡轮增压器混流涡轮的设计

第23卷第l期2002年1月

工程热物珥!学报

JOURNALoFEN(:lNEERINGTHERMOPHYSICS

VoI23Nol

Jan..2002车用涡轮增压器混流涡轮的设计

施新马朝臣

北京理丁人学车辆与交通工程学院,北京100081)

摘要为r改善高比转速下增压器的涡轮性能.本文为匹配J6lloz柴油机的HlF增压器设计了混流涡轮.世计中采用r结台叶轮准三元流动分析的涡轮陛能预测新方法.混流涡轮的性能试验结果显币,与径流涡轮相比,混流涡轮流通能力更大,并且能在更低的速度比Ⅱ/co下得到更高的涡轮峰值敛率.

关键词混流涡轮;涡轮增压器;涡轮性能预测

中图分类号一TK423.5文献标识码:A文章编号0253231x(2002)ol加035_04

DESIGNoFMIXED.FLoWTURBINEFoR

AUToMoTIVETURBoCHARGER

SHIXinMAChao—Chen

(s曲。州州¨自坨ka¨d1hn驴orLa£JonEngjn㈣g,廿e玎ing』ns“tu£euf1b曲Ⅱ叫q肼Be01ng100081.∞上na)

AbstractInordPrtoiInproveturbochargert叶biIleperformanceath培hspecmcspeedfam泌ed一丑owturbinewasdesignedforHlFcIlrbochar酩rthatisIlscdinJ6110Zdiesel_Anewturbineperfonnanceprediction

IIIet如d∞mbinedwithquasi山rPe_diInension“rotorHowanalysisw船usedi工lthedesignprocessTheturbineperformancee。perimentaIresllltsshowtllatthem政ed—HowtllrbinehaslwgerHowcapacicyaIldcanobtainhigherma柚muInemciencyatlowcrveloci时u/c。thanradiaIturbine

KeywordsIIlixed—日owtllrbine;turbocharger;turbineperformanceprediction

l前言

径流涡轮结构简单、成本低、可靠性好,并且在小尺寸时具有较高的效率,但足高比转速下其出口损失增加导致涡轮效率下降【“。而混流涡轮由丁其叶轮结构能很好地适应气流的转折,凶而其流场速度分布比径流涡轮理想,使得混流涡轮住高比转速F能保持高的涡轮效率。另外,混流涡轮由于叶轮进口速度具有轴向分量,因此可以存保持释向直叶片的同时得到正的口|轮进广l角,使涡轮峰值效率点的u/co低于传统径流涡轮的设计点值,这一点适应了现代车用涡轮增压技术高Ⅱ三比、小型化的发展方向,并且可以更有效地利用发动机排气能量。

由十上述优点,混流涡轮的研究越来越受到广泛关注,但在,F用涡轮增压领域,日前仅有IHI(日本石川岛播磨)的RHE型投入使用.本文针对J6lloz型车用柴油机,在其原配H1F增压器基础上进行混流涡轮设计,目的是改善高比转速下涡轮的性能。2设计过程

小文府用r改进的涡轮设计方法,它的主要特点是把涡轮性能预测和叶轮流动分析这两个设计体系中重要的分析手段结合起来,从而使叶片形状对涡轮整体性能的影响在设计阶段得以体现。整个设计流程罔如图l所示。

2.1一元设计

一兀设计采用传统径流涡轮的设计准则,它包括损失模型、叶轮进口冲角的选择、出口零涡等.不同之处在于:由于混流涡轮叶轮进口速度具有轴向分量,因此叶轮进口处速度三角形的计算不同于径流涡轮。所设计的混流涡轮叶轮子午面形状如图2所示.由图可以看出,混流涡轮叶轮的斜流角为30。,这主要是根据初步的流动分析所选定的.2.2叶轮设计

叶轮形状足由子午面轮缘、轮毂曲线和叶片造型所确定的。由于增压器涡轮叶轮采用的是径向直

收穑日期:2001一∞一01:修订日期:200l一10一13

作者简介:施新(1974一),男,河南洛阡j人,博十.主要从事内燃机增压技术的研究r作万方数据

36j二程热物理学报23卷

叶片,因此叶片形状主要是确定某造型圆柱展开面上的叶型曲线。在增压器涡轮叶片设计中.叶型曲线通常采用抛物线,它是由叶片轴向后弯角、叶轮宽度和出口气流角三个参数来确定。在确定了叶型曲线后,本文根据文献[2]提出的曲线犁叶片造型方法确定叶片截面形状,这种叶片端部厚度减小,根部厚度增加,从而提高了叶片的自振频率,减小了叶片的转动惯量。

图1混流涡轮殴计流程图

图2混流涡轮叶轮子午面形状

2.3叶轮模态分析

根据所设计混流涡轮叶轮的叶型数据建立了叶轮的i维实体模型,利用有限元分析软件I—Deas对叶轮进行了模态分析。计算出的叶轮一阶振频为12000Hz,由于HlF增压器最高工作转速为100000r/min,因此模态分析结果满足车用涡轮增压器涡轮叶轮的强度要求:丘≥5nc。【…,式中,c为叶轮一阶振频(Hz),n。。为增压器转速(r/s)。

2.4叶轮流动分析

利用准二元计算程序对混流涡轮叶轮进行了流动分析,并与原径流涡轮叶轮流动计算结果进行r比较(图3)。轮缘流线所在跨叶面计算结果显示,径流时轮在进口吸力面的气流加速比混流叶轮剧烈,并且伴随此加速过程有一减速流动区,这表明径流叶轮轮缘吸力面可能出现分离,由于轮缘处叶片负倚最大,混流叶轮速度分布上的合理性将会使涡轮效率提高。轮毂流线跨叶面速度分布情况也显示出混流叶轮较好的流场分市特件,其沿叶片表面的加速远较径流叶轮平缓。

于午距离/m

fb)轮缘

图3混流和径流涡轮叶轮跨叶面速度分布

2.5涡轮性能预测

传统径流涡轮设计方法中在完成一元设计后,要进行涡轮性能预测,以检验一元设计方案是否合理,并且通过性能预测能对不同的设计方案进行比较。由r二兀分析方法的复杂性,通常采用一元分析方法来预测涡轮性能。但是一元分析方法不能反映叶片形状对涡轮性能的影响,而具有相同整体尺寸但叶片形状不同的涡轮性能是不同的。为此,本文采用r文献【4】中提出的结合叶轮准三元流动分析的涡轮性能预测方法.

2.5.1影响涡轮叶轮边界层稳定性的因素在文献[4】中,根据旋转系统边界层理论,通过分析减速流动、旋转和叶片曲率对涡轮叶轮边界层稳定性的影响,得出r以下结论:(1)边界层的分离是发生

耋|~

裟髓

㈣子耐

万方数据

l期施新等:车用涡轮增压器混流涡轮的设计

在逆压梯度区也就是减速流动区,因此对于涡轮叶

轮进行准=元流动分析所得到的速度分布中,减速流动区是影响叶轮内流稳定性的主要因素。(2)在涡轮叶轮压力面,旋转将增强流动的稳定性;在吸力阿,旋转将减弱流动的稳定性。(3)布涡轮叶轮的子午面内,轮毂曲率将减弱流动的稳定性,轮缘曲率将增强流动的稳定性。在回转面的压力面,叶片轴向后弯曲率将减弱流动的稳定性;在回转面的吸力面,叶片轴向后弯曲率将增强流动的稳定性。2.5.2叶轮;隹三元速度分布的评价指标针对叶轮准i元速度分布中的减速流动区,引入相对动能比来表示叶轮内部流动分离损失的大小,在此基础上利用修正囚子f表示旋转和叶片曲率对流动稳定性的影响作用,从而得出叶轮内部速度分布的评价指标:

蹦镰(1)式中E为速度分布的评价指标,w。。为减速流动区相对速度最人值,w。l。为减速流动区相对速度最小值。为方便比较并使不问涡轮之间具有可比性,分别引入涡轮设计中常用的涡轮进口相对半径比和相似转速的概念对转速和叶片曲率进行模化从而定义修正因子。

对涡轮s。流面和叶轮平均s2流面的准三元计算结果应用上述速度分布泮价指标进行计算,其中s。流面的计算结果考虑典型意义,可取轮毂、中间流面和轮缘所在的跨叶面的速度分布进行汁算,最后即可得出整个涡轮叶轮准三元速度分布评价指标。2.5.3涡轮性能预测损失模型的改进原有的涡轮叶轮损失模型中,只考虑了叶轮损失中最主要的粘性摩擦损失,而没有考虑分离损失。依据上面的叶轮速度分布评价方法估算分离损失的大小,将它加入叶轮损失模型rh通过这样的改进,把涡轮叶轮准三元流动分析和涡轮性能预测结合起来。

参照粘性摩擦损失的计算公式,分离损失的大小为

小虬(堕粤塑)(3)式中%和wj分别为叶轮进出口相对速度,z为叶轮进口冲角,虬为分离损火系数,它与粘性摩擦

损失系数K。之比由下式确定:

熹=甍㈤

K。+K,E。

一式中巨,为实际的准三元速度分布评价指标,£。为等等取理想值l时的评价指标。

应用此方法对两种车用涡轮增压器涡轮性能进行了预测分析,通过和试验结果的比较表明改进后的预测方法有效地提高r涡轮效率的顶测精度。

混流涡轮的性能预测结果见图4,图上同时还示出了原径流涡轮在相同工况下的性能试验曲线和预测曲线。效率特件比较的结果表明,混流涡轮在更低的“/cu下得到了更高的峰值效率,并且其高效率区比径流涡轮宽广。流量特性的比较结果表明混流涡轮的流通能力相比径流涡轮更大。

更?

相似流量

(a)流最特性

(b)效率特性

图4混流和径流祸轮性能预测结果比较

3混流涡轮性能试验

为r检验混流涡轮的设计效果,混流涡轮样机制造出来后,对其进行了一降能试验,图5为相似转速为2700时混流涡轮的流量特性和效率特性为了与原径流涡轮的性能作比较,图中同时还示出r径流涡轮的试验结果。

由流量特性可以看出,混流涡轮的流通能力较径流涡轮大,这是由于混流涡轮具有轴流涡轮的流动特点,相同膨胀比其用丁克服离心力的部分较径流涡轮小,因而用于加速气流部分的膨胀比较径流涡轮大,显然它的流通能力较当量径流涡轮大。因

万方数据

T程热物理学报23卷

相似流量

a1流量特眭

速度【匕

(b)效率特性

图5混流和径流涡轮试验结果比较此,在相等流通能力的条件下,混流涡轮将比径流涡轮尺寸小,这对于车用增压柴油机加速性能的改善是有益的。

从效率特性可以看出,混流涡轮在“/co=o.685时达到最高总静绝热效率75,2%,比径流涡轮74.2%的最高效率高1个百分点,并且其最高效率点的u/co值比径流涡轮小,达到了混流涡轮的设计目的。

4结论

(1)本文为匹配J6110z柴油机的H1F增压器设计了混流涡轮,设计过程中应用了结合叶轮准三元流动分析的涡轮性能预测的新方法。

(2)涡轮性能试验结果显示,混流涡轮较原径流涡轮流通能力大,最高效率高并且最高效率点的u/cu值较原径流涡轮小,这对于改善增压发动机的性能是有益的。

(3)进一步的工作应集中于混流涡轮与发动机的性能匹配试验上。

参考文献

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TurbiⅡeG㈣tryforMaximumE币clencyNASATNU一43841967

2】马朝臣,朱庆,杨长茂等.增压器锅轮叶片设计方法研究汽车技术,J997.(4):】8~2l

31朱大鑫.涡轮增压与涡轮增压器.北京:机械工业出版社,1992

钏施新,马朝甩,土延生应用准三元流动分析的涡轮性能预测研究.内燃机学撤,200l,19(1):73_75

万方数据

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。

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。

废气涡轮增压器结构毕业设计

中文题目:废气涡轮增压器结构设计 外文题目:Exhaust turbocharger structure design 毕业设计(论文)共67 页(其中:外文文献及译文36页)图纸共3张

摘要 涡轮增压器能在发动机排量不变的情况下,提高其动力性能,降低尾气排放,最初主要用于柴油发动机。最近,汽油发动机也越来越多地安装了涡轮增压器。Turbo,即涡轮增压,简称T,最早时候由瑞典的萨博(SAAB)汽车公司应用于汽车领域。现在很多人都知道了,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。这些汽车的发动机工作,是靠燃料在发动机气缸内燃烧作功,从而对外输出功率。在发动机排量一定的情况下,若想提高发动机的输出功率,最有效的方法就是多提供燃料燃烧。然而,向气缸内多提供燃料容易做到,但要提供足够量的空气以支持燃料完全燃烧,靠传统的发动机进气系统是很难完成的。 关键字:涡轮增压;气缸内燃烧;燃料

Abstract Turbochargers can improve e ngines?power performance and reduce exhaust emissions without changing their capacity.They were mainly used in diesel enginesfirstly .Turbo, namely the turbocharging, is called T, most early time (SAAB) the Car company applies by Sweden's Sabo in the automobile domain. Many people have known now, the turbocharging is called TURBO, if saw in the passenger vehicle rear part TURBO or T, namely indicated this vehicle uses the engine is the turbocharging engine. These automobile's engine work, is makes the merit depending on the fuel in the engine cylinder internal combustion, thus foreign output. In engine capacity certain situation, if wants to raise engine's output, the most effective method provides the fuel burning much. However, provides the fuel to the air cylinder in easily to do, but must provide the enough quantity the air to support the fuel to burn completely, is very difficult to complete depending on the traditional engine air intake system. Key words: Turbo; Air cylinder internal combustion; Fuel

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。

涡轮增压器常见噪声与控制

涡轮增压器常见噪音与控制 王钦庆 (奇瑞汽车股份有限公司 发动机工程研究院,安徽芜湖 241006) 摘要: 关键词: 随着排放法规的日益严格,特别是炭排放限制的提出,增压技术成为发动机技术发展的必然选择,并且压比还有逐渐升高的趋势。增压发动机的增多和压比的日益提高,涡轮增压器应用产生的噪音问题,近年来逐渐得到关注。虽然涡轮增压器的发明已有九十多年的历史,但在世界范围内关于涡轮增压器噪音的研究却刚刚起步。涡轮增压器噪音所涉及的间隙紊流等复杂的流体问题,有些机理目前还不是十分清楚,声源处降噪,传播途径降噪。 目前涡轮增压器在乘用车上的应用,常见的主要噪音按照噪音的频谱特性,频率范围,产生机理有4大类7种噪音: 1. 喘振噪音 合理选配的涡轮增压器,稳态工况下是涡轮增压器匹配标定中经常出现的一类噪音问题。 2.同步振动噪音 同步噪音分为同步振动噪音和同步脉冲噪音两类,其音频特征频率均等于涡轮增压器叶轮转速,频率范围一般范围在 0~4000Hz 之间,声音似哀鸣声,和高频的口哨声相近,一般在发动机转速达2000rpm 以 后开始明显,并且发动机转速和负荷越高,声音越响,频率也越高,比较容易分辨 同步振动噪音,和涡轮增压器中间体的振动量与转子的动平衡相关。产生的机理是叶轮转子在高转速下因自身的不平衡产生扰动,引起转子的自激励振动。测量中间体的振动和噪音,FFT 彩图有对应关系。 降低或消除同步振动噪音可以采用控制中间体VSR 水平值得方式控制。 3.多阶同步噪音,分为超级同步噪音,涡轮BPF 噪音和压气机叶轮BPF 噪音 4.Hiss 噪音 Hiss 噪音是一种非常常见的涡轮增压器噪音,主要出现在发动机油门瞬时加速,增压器转速在相对短时间内快速提升的情况下。当然有时稳态条件下,涡轮增压器转速不变时,也会出现。它的主要频谱特征是频带较宽,出现的频率可能在0~20,000Hz 的范围内。产生该噪音的主要原因是发动机对低速大扭矩的最求,压气机运行线过于临近喘振区域,使涡轮增压器压气机叶轮工作时增压空气发生动荡紊乱。

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

2014年车用涡轮增压器零部件行业分析报告

2014年车用涡轮增压器零部件行业 分析报告 2014年10月

目录 一、行业主管部门和行业监管体制 (3) 1、行业主管部门 (3) 2、行业监管体制 (5) 3、行业相关产业政策和主要法律法规 (5) 二、行业基本概况 (7) 1、行业概况 (11) 2、行业产业链情况 (11) (1)产业链上游:废钢、生铁等钢材原料行业 (11) (2)产业链下游:涡轮增压器整机制造行业 (13) (3)产业链下游:汽车整车制造行业 (14) 三、行业现状及发展趋势 (15) 1、行业规模逐步扩大,但占汽车工业比重仍然较低 (16) 2、出口额增长速度快于进口额增长速度,开始出现结构性转变 (17) 四、行业基本风险特征 (17) 1、上游行业的原材料供给变动风险 (17) 2、市场开拓风险 (18) 五、行业主要企业简况 (18) 1、天津新伟祥工业有限公司 (18) 2、常州南车汽车零部件 (18) 3、无锡烨隆精密机械有限公司 (19) 4、威斯卡特工业(中国)有限公司 (19)

一、行业主管部门和行业监管体制 1、行业主管部门 汽车零部件及配件制造业的宏观主管部门为国家发展和改革委员会、工业和信息化部、商务部。 国家发展和改革委员会的主要职能为:负责拟订并组织实施国民经济和社会发展战略、中长期规划和年度计划;提出国民经济发展和优化重大经济结构的目标和政策;提出运用各种经济手段和政策的建议;研究分析国内外经济形势和发展情况,进行宏观经济的预测、预警;研究涉及国家经济安全的重要问题,提出宏观调控政策建议;负责汇总和分析财政、金融等方面的情况,参与制定财政政策和货币政策,拟订并组织实施产业政策和价格政策;综合分析财政、金融、产业、价格政策的执行效果,监督检查产业政策、价格政策的执行;制定和调整少数由国家管理的重要商品价格和重要收费标准;负责全口径外债的总量控制、结构优化和监测工作,保持国际收支平衡;指导工业发展,推进工业化和信息化;制定工业行业规划,指导行业技术法规和行业标准的拟订;推动高技术产业发展,实施技术进步和产业现代化的宏观指导;指导引进的重大技术和重大成套装备的消化创新工作;制定产业政策,指导固定资产投资及技术改造等。 工业和信息化部的主要职能是:提出新型工业化发展战略和政策,协调解决新型工业化进程中的重大问题,拟订并组织实施工业、

废气涡轮增压器在汽车上的应用

毕业综合技能训练工作报告废气涡轮增压器在汽车上的应用

摘要 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日常生活的各个方案,这使得汽车修理称为引人注目、迅猛发展的行业。 废气涡轮增压型发动机是利用发动机本身排出的压力废气驱动涡轮旋转,涡轮轴带动叶轮式压气机来提高进气的压力,增加气缸的充气量。采用涡轮增压技术能使发动机功率提高30%~100%,并降低发动机的比油耗和比质量,同时减轻发动机的排气污染,还可以扩大发动机的变形系列。 关键字:发动机废气涡轮增压热负荷爆震匹配

目录 1 增压技术的结构和工作原理 (1) 1.1概述 (1) 1.1.1 增压技术简介 (1) 1.1.2 发动机进气增压的基本原理 (3) 1.1.3 增压发动机的特点 (4) 1.2 废气涡轮增压器及其增压系统 (4) 1.2.1 废气涡轮增压器的工作原理 (4) 2 涡轮增压的优缺点及使用注意 (8) 2.1涡轮增压器优缺点分析 (8) 2.1.1 涡轮增压器优缺点的对比 (8) 2.1.2 比较奥迪A6 1.8T与奥迪A6 1.8 (9) 2.1.3 涡轮增压器的不足之处 (9) 2.2 涡轮增压器的使用注意 (10) 2.2.1 工作环境 (10) 2.2.2 不能着车就走 (10) 2.2.3 不要立即熄火 (10) 2.2.4 注意选择机油 (11) 3 未来废气涡轮增压的发展趋势 (12) 4 结束语 (15) 参考文献 (16)

1 增压技术的结构和工作原理 1.1概述 1.1.1 增压技术简介 近年来,发动机进气增压技术已经成为国内外内燃机发展的重要方向之一,过去增压技术主要应用于柴油机上,现在汽油机上也开始大量采用增压技术。这是因为发动机进气增压技术具有许多优点: 1)能够提高发动机升功率——提高了发动机的动力性; 2)能够降低发动机比油耗和比质量——提高发动机的经济性; 3)能够减轻发动机排气污染——提高了发动机的排放性; 4)能够扩大发动机变形系列等。 当前,由于汽车一方面在向高速、重载方向发展,对发动机的动力性和燃料经济性提出更高的要求;另一方面发动机尾气的排放污染,各国排放法规的日益苛刻,使人们极力寻求减小大气污染的措施。这种种方面的原因,使汽车发动机进气增压技术获得迅速发展,其中以美国、英国、德国、瑞典等国家发展较快。 发动机增压方法很多,其中涡轮增压器在技术上最为成熟,并具有很多突出的优点,因此涡轮增压成为汽车发动机增压的主要类型为获得广泛应用。此外,在研究和发展废气涡轮增压系统的同时,其他增压系统也相继有所发展,例如气波增压系统。 随着推进技术的发展,涡轮增压器及其增压系统的应用使柴油机的性能得到大幅度提高(它可使发动机的功率比以前的自然吸气方式提高4倍),并改进了操作灵活性,降低环境污染。涡轮增压器对二冲程和四冲程发动机提供各种所需的输出功率起着重要的作用,它能通过其精巧的设计装置传送更高的压比、综合效率以及容积流量比等,而且增压器的更简单和更紧凑设计使涡轮机更加容易检修,提高了可靠性和耐用性.。

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

汽车涡轮增压技术-几种涡轮泄压阀简介

如今,涡轮增压技术正受到越来越多厂商的青睐,由于能够有效提升发动机效率,它似乎已经成为目前汽油能源时代节能环保的主流趋势之一,另一方面作为能明显提升动力的相对低成本手段,使得它也成为众多汽车爱好者的改装对象。 尽管涡轮增压本体是功率提升的核心部件,但必须在周边一系列设备的协同下才能正常运转,本篇文章我们就来说说涡轮增压系统中一个经常被众多改装者所提到的部件:涡轮泄压阀。相信各位读者都知道,这个部件之所以著名,是因为它能够发出“呲呲”的噪音,这种噪音就好像美妙音乐一般吸引着很多汽车爱好者,甚至很多人想方设法要为自己的自然吸气发动机也加装一个能发出类似声音的装置。 听起来确实不错,可是对于广大普通汽车爱好者来说,各种“专业”词汇又让人实在摸不着头脑,比如进气泄压阀、排气泄压阀、内排式、外排式,以及各种关于这些装置到底是有用还是没用的争论,即使很多“圈内”人恐怕也说不清楚,当然你要指望我能给一口气说清楚了也太可能,在此我只是尽量用浅显易懂的文字来给大家做简要的介绍。 我承认涡轮泄压阀很酷,当你把什么东西看做很酷的时候,它自然就变得很神秘了,其实理性思考一下也没什么新鲜的,无非是一个简单的工业零件,甚至有些乏味。泄压阀顾名思义就是释放压力的阀门,很多气压、液压装置都有,很可能你家热水器上也有类似的部件。我是不是把它说得有些太乏味了?放心,我不会拿热水器上的泄压阀做讲解,然后告诉你说涡轮泄压阀就是采用相同的原理,我们是要说真正的涡轮泄压阀!

进气、排气、内排、外排...该从哪里说起呢?那么就先从涡轮增压器上的那个部件说起吧,下图是一部大众系列发动机所使用的涡轮增压器,其中右半部分浅色的是吸气涡轮,新鲜空气经过这里被压缩,然后经中冷器再通向节气门;左半部分深色的是排气涡轮,由排气歧管出来的高温废气驱动叶片产生高达每分钟十几万的转速,是涡轮增压器的动力来源。 关于涡轮增压器的具体工作原理这里就不再详述,不太清楚的朋友可以在网上找到很多相关资料。这里要说的是右边这个部件,在吸气涡轮端有一个气罐状的装置,下方一根金属连杆连接到排气涡轮一端。

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