汽车涡轮增压器构造和原理-2012知识讲解.ppt

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1、汽车涡轮增压器构造与原理主讲：张虹2012，11车用涡轮增压技术概述车用涡轮增压器增压的原理车用涡轮增压的目的和作用车用涡轮增压发展概况汽车用涡轮增压器应用实例发动机技术发展：汽车发动机面临—低污染、低碳化、高品质的挑战汽油机：采用提高压缩比、多气门和可变配气系统、增压技术、空燃比传感器/氧传感器、直接喷射、稀混合气分层燃烧、EGR等技术，配合三元催化剂等排气后处理技术柴油机：采用轻质材料、超高压喷油、高增压、智能EGR、多气门甲醇、乙醇、CNG、LPG、H2等代用燃料在内燃机上的开发应用会进一步发展

2、汽车增压技术发展背景涡轮增压技术的发展：提高发动机功率、减轻单位功率质量、减小外形尺寸、降低燃油消耗和强化现有非增压柴油机的最有效的措施之一。涡轮增压中冷技术既是减少柴油机排放的有效措施。促进轿车发动机发展的主要因素是排放、功率密度、性能、噪声和燃油经济性，因此在轿车柴油机和汽油机上也越来越多地采用涡轮增压技术。汽车增压技术发展背景发动机增压的原理发动机工作原理回顾基本工作原理及其同空气增压系统的关系：发动机是一种耗气机械，因为燃油需要与空气混合才能完成燃烧冲程。一旦空燃比达到某一值后，再增加燃油，除

3、了将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外，不会产生更多功率，发动机供油越多，黑烟就越浓。超过空燃比极限后，单纯增加供油量只会造成燃油消耗量过多、大气污染、废气温度升高，并使发动机寿命缩短。增加空气量的能力对发动机来说是多么重要。所谓增压，就是借助于装在发动机上的专用增压装置，预先压缩进入气缸的空气，以提高进入气缸中的充气密度。增压的作用十分明显，在气缸容积一定的情况下，充气密度大，新鲜空气的绝对量大，就可以喷入较多的燃料进行燃烧，发动机就能发出更大的功率。发动机增压原理发动机增压的原理发动机增压方式：机械增

4、压：利用机械传动的增压器进行增压发动机加速性好，发动机泵气损失小，发动机油耗高，多用于二冲程发动机。废气涡轮增压：利用发动机排气管排出的废气，经过涡轮增压器的涡轮膨胀产生能量带动轴系旋转，并通过压气机将动能转换成压力能，重新将压缩的气体进入到发动机气缸的过程。气波增压：利用气体的压缩波和膨胀波来传递能量的一种新型能量交换器。复合增压：同时采用两种形式的增压方式废气涡轮增压原理涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵。废气驱动涡轮叶轮总成，它与压气机叶轮相连接，当涡轮增压器转子转动时，大

5、量的压缩空气被输送到发动机的燃烧室里。由于增加了压缩空气的数量，就可以使更多的燃油喷入到发动机里去，使发动机在尺寸不变的条件下而产生更多的功率。废气涡轮增压原理图废气涡轮增压器原理图废气涡轮增压器结构图涡轮系统压气机系统中间体（轴承体）转子轴承系统润滑与冷却系统密封与隔热系统其他紧固小零件涡轮增压器总体结构涡轮增压器转子轴承系统第一讲：涡轮增压器概述涡轮增压器增压的原理车用涡轮增压的目的和作用涡轮增压发展概况汽车用涡轮增压器应用实例强化发动机，提高发动机的平均有效压力Pe发动机升功率Nl：发动机进气密

6、度增加，进入气缸的空气增多，所以允许喷入较多的燃油，使发动机产生较多的功率并具有较高的燃烧效率。增压后的功率可比原机提高60％~80%甚至更多，发动机的平均有效压力可达到3Mpa改善发动机的经济性经济性：增压后增加热效率，发动机功率上升，使发动机燃油经济性大幅度增加。车用涡轮增压目的降低发动机的排气污染及噪音采用涡轮增压可使燃烧更充分，CO，HC及PM的排放降低，采用中冷可降低NOx排放。发动机体积小，发射噪声的表面积小，涡轮的消声作用。高原或高温地带恢复发动机的功率自然吸气的发动机，随着海拔高度的增

7、加，其功率将下降。涡轮增压器可使非增压发动机在高原上工作时得到氧气补偿，在高原地区工作时比不增压发动机功率下降要少得多。涡轮增压器的自我补偿功能，对海拔高度变化有较高的适应能力车用涡轮增压目的提高柴油机功率、减轻单位功率质量、减小外形尺寸、降低燃油消耗和强化现有非增压柴油机的最有效的措施之一。涡轮增压中冷技术既是减少柴油机排放的有效措施。促进轿车柴油机发展的主要因素是排放、功率密度、性能、噪声和燃油经济性，因此在轿车柴油机和汽油机上也越来越多地采用涡轮增压技术。热负荷与机械负荷都有所提高，应采取相应措

8、施。车用增压特点第一讲：涡轮增压器概述涡轮增压器增压的原理车用涡轮增压的目的和作用涡轮增压发展概况汽车用涡轮增压器应用实例涡轮增压的发展历史1885年戴母勒提出增压概念1905年波希申请并获得专利，在台架上实现增压，首先用于航空和船舶40年代出现小型径流涡轮增压器----开始用于车辆70年代浮动轴承的出现和汽油机增压的突破----大量应用于汽车80年代出现可变几何截面涡轮增压器90年代后期可调二级增压增压技术发展概况涡轮增压的发展现状转速一般为十几万转/