【课件】涡轮增压器Turbo工作原理ppt

废气涡轮增压系统
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，如图1 所示。当涡轮增压器转子转动时，大量的 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重量，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。
要有良好的维护保养习惯，特别是对空气 滤清器、润滑油品质和润滑油滤清器等 的维护保养。因为涡轮增压器工作转速 很高，所以良好的维护保养是非常重要 的。适当的操作步骤和预防性的维护保 养，可以保证涡轮增压器的使用寿命和 良好性能。
除了偶尔要对压气机进行清洗以外，不需 要单独对涡轮增压器作周期性的维护保 养。因为一般的维修人员没有专用设备 是不能对涡轮增压器做校准和调整工作， 并且涡轮增压器的润滑油是由它所在的 发动机供应的。所以涡轮增压器的预防 性维护保养主要是保证发动机与空气增 压系统的完整性以及不让发动机以损害 涡轮增压器和发动机自身的方式来工作。
图3是润滑油流动的示意图
它说明从发动机润滑系统流出的润滑油是如 何通过油孔和油槽流入两个主轴承的。润滑 油流过轴承中的油孔去润滑和冷却轴承、轴 承孔和轴颈。润滑油也从进油孔直接进入推 力轴承，或者通过在压气机壳后盖板的油道 进入推力轴承。润滑油靠重力从中间壳排出。 密封系统使中间壳同涡轮级和压气机级分开。 密封限制润滑油流进压气机和涡轮区域内， 并阻止燃气和空气从这两个区域流入中间壳。 密封系统由活塞环密封、石墨和O形图密封、 甩油环以及迷宫（螺纹状的）密封组成，以 完成密封任务。当轴旋转和壳体内气体压力 建立起来时，密封开始起作用，如图3所示。
图2
涡轮增压器结构
涡轮 涡轮部分是个向心式的径流或混流装置， 由铸造的涡轮叶轮、叶轮隔热罩及涡轮 壳组成，进气口位于涡轮壳的外直径处。 废气流进涡轮，经叶轮叶片，从涡轮壳 直径的中心部位流出。
压气机
压气机部分是个离心式或径向外流式装 置，由铸造的压气机叶轮、后盖板及压 气机壳组成，进气口位于压气机壳直径 的中心部位处。空气在压气机内向外流， 经叶轮叫片，从压气机壳的外直径处流 出。
中间壳和转子
涡轮增压器卸去所连接的压气机壳和涡轮壳 后剩下的部分称为中间壳和转子总成。中间 壳（又称轴承壳）以一个精心设计的轴承系 统来支撑压气机和涡轮的轮轮系统。这一为 高速运转而设计的轴承系统不能象曲轴的轴 承那样承受重的载荷，而是必须精确地定位 两只叶轮的位置，使其尽可能靠近两端壳子 的轮廓型线。这种定位的关键是向中间壳油 孔、轴承和轴之间的间隙注入润滑油。注入 到间隙里的润滑油对提高涡轮增压器的效率 和延长使用寿命是极其重要的。
图1
空气增压系统的优点
涡轮增压有许多好处。非增压发动机通过曲轴 的运动直接从大气中吸进空气，而涡轮增压 器向发动机提供压缩空气。由于进入气缸的 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。 这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增 压后可以产生较多的功率，或者说，一台小 排量发动机经增压后可产生与较大发动机相 同的功率。其它还有节约燃油和降低排放等 优点。
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（使其达到标准大气 条件）。发动机和涡轮增压器相匹配， 使进气管压力保持海平面大气压。而一 台自然吸气的发动机，随着海拔高度的 增加，其功率将下降。
涡轮增压器的零部件
废气涡轮增压器（囹2）是由废气驱动的 涡轮和径流式压气机组成的，它们分别 被安装在轴的两头并有各自的铸造壳体。 轴本身被安装在中间壳中并由中间壳来 支撑。中间壳的两侧分别同压气机壳和 涡轮壳相连接，典型的涡轮增压器转速 可以在100000转/分以上。
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建议驾驶员起动发动机后应先怠速运行35分钟。
在发动机停车之前，要使它的温度和转速逐步地从最大值降下来
涡轮增压器的工作转速和连续工作温度都比其它机器要 高。当发动机在最大输出功率或最大扭矩状态下工作 时，涡轮增压器的转速和温度也达到最大值。当发动 机在这一工作点突然停车时，会使发动机尤其是涡轮 增压器出问题。这时需要发动机中速怠速或在轻负荷 工况下工作一段时间，同时仍要保持发动机的润滑油 压力和流过冷却系统的空气量不变。遵循这些准则可 以防止涡轮增压器长期在缺乏润滑油的情况下运转， 并可以防止涡轮增压器内部积碳现象，这是在热回吸 的作用下使轴承或中间壳里的残留润滑油碳化而形成 的。
图3
图3
图3
涡轮增压器润滑油路
各种卡环和螺栓用来防护转动部件或将它 们定位。止推部件用来保证轴向位置。 轴的螺母或车有螺纹的叶轮用来连接压 气机叶轮和涡轮叶轮。涡轮壳和压气机 壳同中间壳及转子总成靠螺栓、V形卡 箍和／或压板、锁紧板来连接。
操作源自文库骤／预防性维护
多年的经验告诉我们，造成涡轮增压器事 故的主要原因是润滑问题，例如润滑油 供油滞后、节流或缺油和在润滑油里有 杂质等。占第二位的原因是外来物体进 入压气机叶轮或涡轮叶轮。
涡轮增压器工作原理
侯旭东
前言
讨论涡轮增压发动机系统之前，先回顾一下 内燃机的基本工作原理及其同空气增压系统的 关系。 内燃机是一种耗气机械，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。因此，超过空 燃比极限后，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，并使柴油机 寿命缩短。由此可见，增加空气量的能力对发 动机来说是多么重要 .
以下预防性措施以确保涡轮增压器有最长的工作寿命
在发动机润滑油压力建立以前，必须使发 动机保持在怠速状态
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发动机在启动之后立即加速，会使涡轮增 压器在其轴承还来不及得到充分润滑的 情况下就以最大转速工作。涡轮增压器 在润滑不充分的情况下工作会损坏它的 轴承。重复地这样做会导致涡轮增压器 过早地损坏。
空气增压系统的优点
由于涡轮增压器为发动机提供了更多的空 气，燃油在发动机气缸里燃烧时会燃烧 得更充分、更彻底。发动机进气管的空 气保持正压力（大于大气压的压力）对 发动机有几方面的好处。当发动机进排 气门重叠开启时，新鲜空气吹入燃烧室， 清除所有残留在燃烧室里的废气，同时 冷却气缸头、活塞和气门。