柴油机.废气涡轮增压器
柴油机.废气涡轮增压器
•前倾后弯叶片应用于增压器以来，已大幅度地 改善了压气机的性能，从而使增压器的高性能 化、大容量化成为现实。一般，前倾后弯叶片 压气机比径向直叶片压气机的工作流量范围可 扩大30~50%，甚至70%，效率也有所提高。
•增加压气机叶片数并采用薄叶片有利于提高压 气机的效率。但由于存在制造和强度上问题， 目前只在出口边叶片厚度采取减薄的措施，已 在产品上得到实际应用。叶片出口边厚度减薄 40％，效率可提高约1.5％；并可提高叶片的自 振频率。
内支承
两个轴承在涡轮与压气机之间的内侧，叶 轮两端悬臂放置，在小型废气涡轮增压器 上获得广泛的应用。 特点：重量较轻，造价也较低，维护保养 转子较方便。轴向长度较短，但其油、水、 气的密封布置较困难，缺点是有一侧的轴 承很靠近涡轮端，轴承的工作条件较差， 更换轴承很不方便，需先拆去叶轮后才能 更换轴承。
悬臂支承
两个轴承布置在转轴的一侧， 压气机和涡轮的叶轮背对背 的靠着布置在转轴的另一侧。 优点是减少了轮盘的摩擦损 失，从而改进了综合效率。 两个轴承均在冷的壳体内， 轴承的工作条件很有利。 在设计时需要仔细地解决热 传导，不同的线膨胀等问题 以及转子有较大的悬臂力矩， 要仔细地研究转子和轴承组 合的动力特性，目前亦已开 始在大型废气涡轮增压器上 应用。
第四节 废气涡轮增压器 （TURBOCHARGER）
简介 一、废气涡轮Turbine 二、增压器Charger 三、轴和轴承Shaft and Bearing及油、气的密 封Air and Oil Seal 四、废气涡轮增压器的典 型构造STRUCTURE OF
THE TURBOCHARGER
简介
●轴承箱/ S为非冷却式，
T为冷却式
涡 轮 叶 片
浅析柴油机废气涡轮增压器
因此要 求供 油量 增加 ， 以提高功 率 和扭矩 。 ３ 、 供油提 前角 适当减 小 ， 增 压后 压缩终 了的压 力和温 度增高 ， 使 燃料 备燃
期缩短 ， 适当 的减小供油提 前角 ， 以防止 最大爆发压 力过大 ， 否则 会使发动 机燃
烧恶化 ， 油温 升高 。 ４ 、 喷油 压力 增大 ， 以适应气 缸 内增大 的气 体压 力 。
工 业 技术
ｌ ■
浅 析柴 油机 废 气 涡 轮 增 压器
崔东 岐
（ 龙煤集 团 七台河 分公 司铁路 运输 部 ）
［ 摘 要］ 为提 高发 动机 的功率 ， 降低 油耗 ， 废 气涡轮 增压器 被 广大 泛的使 用在 一些 重型 汽车 的发动 机上 ， 本 文通 过分 析 了废 气 涡轮增 压器 的工 作原 理 ， 结构 特点 ， 进 一步 的剖析 了柴 油机 经增压 后性 能及 结构 上的变 化 。 阐 明了增压 器 使用 注意事 项和 常见 故障排 除 ， 对于 正确 使用 增压器 提供 了理 论依据 。 ［ 关键 词］ 柴 油机 废 气 增压 器 原理 结构 特 点 中图分 类号 Ｖ ４ ６ ４ 文 献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ ６ ８ 一 Ｏ １
三． 废 气涡 轮增 压器 的特 点 ｌ 、 废气涡 轮增压器滞 后现象 ， 由于废 气涡 轮的工作相对于 发动气 缸内的 工 作有 一定 的迟后 。 同时 ， 由于涡 轮 、 压 气机 叶轮高 速旋 转的惯 性 ， 使 发动 机变 工
８ 、 排 气旁通 阀 ， 为 了 防止增压 后柴油机 在 高速 高 负荷时排 气流 量过大 ， 造 成增 压器 转速 过大 和增压 过高 ， 多加设 排气 旁通 阀控 制压 比。 ９ 、 喷油泵 的调速器 上需增设 气压控制 防冒烟 限制器 ， 它 能根据柴 油机增压 后进 气压 力的 大小 ， 自动调节 供油 拉杆最 大供 油的 位置 ， 防止发 动机 冒烟 。 六． 废气 涡轮增 压器使 用 注意事 项 废气涡轮 增压常处 于高温下 工作 ， 进 入废气 涡轮端 的温 度在６ Ｏ ０ ＂ Ｃ 左右。 增 压器 转 速以每 分钟 ８ ０ ０ ０ ０ １ ０ ０ ０ ０ ０ ￣ 的高 速旋 转 ， 为 了保 证增 压器 的正 常工
小型柴油机废气涡轮增压器的故障分析及对策
（） １ 柴油 机在工 作 负荷 运 转过程 中， 废气 涡轮增 压器突 然停止 转动
这种现象的主要原因是： 其一， 涡轮增压器转子轴承 由于润滑系统出现故障而导致轴承工作面润滑油膜 变薄或失去油膜层使轴与轴承形成半干摩或干摩状态， 造成轴承过热 “ 烧死 ” 其二， 。 有异物进入涡轮增压器 将涡轮或压气机叶片打碎， 使碎片卡在泵壳内迫使增压器不能运转 。 （） ２ 涡轮增压器在运转过程中涡轮端或压气机端同时漏油或一端漏油 正常的润滑油进入涡轮增压器， 通过轴承的工作面后 ， 油压变为零， 自身的重力向下流回油池。 靠 如果转
缺 油状态而 导致轴承 损坏 。 （） ６ 涡轮增压 器增 压压 力上升 超过 极值 涡轮增 压器长 期使用 ， 果 不进行 清 除积炭 ， 使喷 嘴及涡轮 通 道 阻塞 或喷咀 环 受热变 形 ， 如 将 使涡轮进 口
压力升 高 。内支撑 涡轮 增压 器涡轮 部分 ， 可拆 下清除积 炭 ， 外支撑 涡轮 增压 器可利 用喷水 方法清 除积 炭校 对
子轴和轴 承 的径 向间 隙过大 时 ， 密封 环 失去 密封 作用 ， 导致 润滑 条件 变 差 ， 生 向涡 轮端 、 产 压气 机端 漏油 ， 严 重 时进入进 气管道 ， 使得 油耗 增加 ， 排气 冒黑烟 ， 增加 了柴 油机 进排 气 的阻力 。如 果柴油 机长 时间怠速运转 ， 增 压器涡轮 及压气 机 叶轮 的轮背 处产 生一 定的负 压 ， 导致 增压 器 中间体 内滑 油 向外 泄油 。 如果 增压器长期 不 换润滑 油， 大量 的油泥 、 积炭 使 回油管 通道 变窄 ， 造成 回路不 畅 。 果增压 器 早期磨 损使 转子轴 径 向与轴 向间 如
车用发动机的废气涡轮增压器设计说明书
摘 要目前，由于排放标准变的更加严格，欧洲的80%的内燃机车是经过涡轮增压的，在不久的将来，这个数字有望接近100%。
本论文根据柴油机的已知参数，设计出最优化的涡轮增压器，并对设计出的涡轮增压器进行校核计算，得出最佳的设计型号。
同时，在理论上分析出使用涡轮增压器对柴油机主要参数的影响，从而得出使用涡轮增压器可以降低柴油机排放。
关键词：柴油发动机，涡轮增压，汽车，扭矩，排放AbstractCurrently, 80 percent of European diesel passenger cars are turbocharged and, as emission standards become more stringent, this figure is expected to approach 100 percent in the near future. In this study, we try determining the turbocharger,s optimum setting according to the known parameter of the diesel engine, and checking it. In addition, we try analyzing the theoretically influence of the main parameter in diesel engine, and knowing that the turbo machine can lower the diesel engine exhausts.Key words：diesel, turbocharging, automotive, torque, emissions目录第一章 前 言 (I)1.1研究背景 (1)1.2 研究意义 (2)1.3 工作原理 (3)1.4 技术探讨 (3)第二章 涡轮增压器选型 (5)2.1 已知参数 (5)2.2 各零部件型号确定 (5)第三章 设计计算 (12)3.1 压气机的设计计算 (12)3.2 径流式涡轮的计算 (21)第四章 设计分析及展望 (29)4.1 增压对柴油机主要参数的影响 (29)4.2 前景展望 (31)参 考 文 献 (33)致 谢 (34)第一章前言1.1研究背景由于中国巨大的汽车市场的迅速成长，汇合科技进步成果，将引领汽车行业新的大发展。
废气涡轮增压弊端
凡事有利就有弊，涡轮增压也不例外。
发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅度提高，从而使发动机的机械性能、润滑性能都会受到影响。
为了保证增压发动机在较高的机械负荷和热负荷条件下，能可靠耐久地工作，必须在发动机主要热力参数的选取、结构设计、材料、工艺等方面作必要的改变，而不是简单地在发动机上装一个增压器就行了。
由于这个改变过程在实行中难度颇大，而且还要考虑增压器与发动机的匹配问题，因此在一定程度上也限制了废气涡轮增压技术在发动机上的应用。
如果自己加装涡轮增压器，可能效果不会好，因为加装增压器后，需要对一些参数进行调整，最关键的是发动机的压缩比，需要适当减小，否则可能导致柴油机异常损坏，其次是油量、喷油提前角等都需要进行相应的改变，非增压发动机改为增压发动机是一项很复杂的系统工程，自己改装，效果一定不会好（当然，如果你是柴油机高手，也许可以），建议不要自己改装。
如果一定需要增加车辆的动力，可以换成增压机型。
低速船用柴油机与涡轮增压器的匹配
废气涡轮增压技术是提高船用柴油机功率、降低燃油消耗率和减少排放的一项重要措施。
船用柴油机废气涡轮增压器是在某一确定的静态条件下设计的，当投入营运时随着环境条件的变化，必然会引起涡轮增压器性能的改变，出现诸如增压器工作不稳定、压气机出现喘振、废气涡轮出现阻塞、柴油机排气温度过高等现象，导致柴油机达不到预期的增压效果。
因此，柴油机与增压器的匹配是否良好，对柴油机的运行起着十分重要的作用。
一、WinGD低速柴油机与涡轮增压器的性能匹配所谓柴油机与增压器的匹配，严格来说应该是柴油机与增压系统的匹配,即柴油机和增压器的空气压力、流量等参数的合理匹配，使柴油机的性能（油耗率、排气温度、排放物等）达到最优。
WinGD公司要求所有不同额定功率转速点的柴油机都要进行增压器匹配试验，同时该匹配试验需在额定转速功率点进行。
5RT-flex50-D柴油机是WinGD公司推出的新型二冲程、单作用、可逆转、废气涡轮增压器、低速超长冲程船用低速柴油机，该柴油机与涡轮增压器性能匹配主要目的是使柴油机在不同工况下运行均能达到所需的扫气压力、增压器效率、工作在喘振裕度范围内，以确保船舶的安全运行。
1、增压器性能参数的换算（1）参考条件WinGD船用柴油机设计工况及参数计算是根据ISO3046标准确定的，进行增压器性能匹配所测的数据均须转换为ISO工况条件后再进行参数对比调节。
ISO标准工况参数如下:空气进口温度: T1≈25℃淡水冷却剂: t1≈35℃淡水冷却的扫气温度: T2=29℃海水冷却剂:t2≈35℃海水冷却的扫气温度: T3=25℃CMCR工况排气背压:P1=300mmWG≈300Pa（2）ISO工况下扫气压力p值根据5RT-flex50-D型柴油机调试指南要求，调整好爆压和NOX排放，然后再调节扫气压力。
额定扫气压力取决于柴油机额定功率点平均有效压力，各额定功率转速点ISO工况要求的额定扫气压力值参照WinGDR-Tuning软件中数值，R-Tuning软件标定了WinGD5RT-flex5O-D柴油机在ISO工况下所有功率转速点所要求的各项性能参数值。
2024年柴油机涡轮增压器的使用与保养（2篇）
2024年柴油机涡轮增压器的使用与保养不同品牌的废气涡轮增压器(包括卡特、惠远、盖瑞特等)在各种大、中型柴油卡车、平板运输车、自卸车以及各种工程机械上应用广泛。
如ZL-50装载机的上柴6135柴油机上装有GJ110、J112增压器;PY-180平地机的D6114柴油机上装有HIE增压器;解放工程王自卸车装有WHIC增压器;斯太尔重型车装有盖瑞特增压器等。
它们使柴油机在结构尺寸不变的条件下明显提高功率、增大扭矩,同时降低油耗,减少排气污染,尤其在高原地区效果更加明显。
在工作过程中,增压器的转速高达每分钟数万转,并且长期在排气高温下运转,因此其工作条件恶劣。
上述车辆在使用中,都不同程度出现过由于增压器使用不当造成的动力下降、油耗上升,进而导致作业效率和经济效益大幅下降。
笔者根据常年在工程实践中对柴油机废气涡轮增压器各种故障的研究,就其常见故障的产生原因及预防措施特作如下讨论。
1正确使用柴油机首先是柴机油的质量等级,对于低增压柴油机,应选用不低于CC级的柴机油;对于中增压柴油机,则应选用不低于CD级的柴机油。
其次是柴机油的粘度等级,应根据气温条件、机件磨损状况等选用合适的粘度牌号。
再次是柴机油的清洁性,因为废气涡轮增压器的转子轴与其轴承(轴套)的配合较为精密,若柴机油过脏或变质,会将杂质或磨粒等带入增压器内,轻则加速轴承磨损,重则不能形成润滑油膜而使转子轴与轴承咬死。
因此一定要保持机油的清洁,经常清洁机油滤清器,及时更换变质失效的机油。
2正确的冷车起动方法车辆起动后,应让柴油机怠速运转几分钟(取决于发动机温度和外界大气温度),待机油达到一定的温度和压力,流动性能改善,增压器轴承得到充分润滑后,方可提高转速,起步行驶或投入施工作业,这一点在外界气温较低时尤为重要。
对于停车时间较长(如超过数天)的车辆,起动前应该松开增压器进油管接头,向进油口加注适量与油底壳同牌号的机油,以防起动时因润滑不良而使转子轴发生烧蚀。
废气涡轮增压器使用注意事项
废气涡轮增压器使用注意事项废气涡轮增压器经常处于高温下工作，进入废气涡轮端的温度在600℃左右。
增压器转子以每分钟几万转到十几万转的高速旋转，为了保证增压器的正常工作，使用中应注意以下几点：(1)使用正确牌号的润滑油，并定期更换。
对涡轮增压柴油机至少应使用CI-4 级增压机油。
(2)发动机发动以后，特别是在冬季，发动机点火后，应怠速运转几分钟，千万不能轰油门，以防止损坏增压器油封。
(3)熄火前，发动机也应怠速运转几分钟，让发动机、增压器转子的转速降下来以后再熄火，以防止猛轰油门，增压器转速很高，突然熄火，机油泵不打油，增压器转子仍在高速惯性运转，干磨损坏轴承。
(4)由于经常处于高温下运转，到增压器的润滑油管线由于高温，内部机油容易有部分的结焦，这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。
(5)检修发动机时，应注意千万不能让杂物进入增压器，以防损坏转子。
(6)WD615机经增压后，空气进入中冷器，有几道橡胶管连线，要求在出车前、修车中检查其连接情况，防止松动、脱落，以免造成增压器失效和空气短路进缸。
(7)禁止柴油机长时间急速运转(一般不超过5min)因怠速时机油油压较低，不利于增压器的润滑，容易使轴承过早磨损。
4 废气涡轮增压器常见的故障及排除增压器出现故障，不要匆忙的更换增压器，应该寻找和判断故障原因和部位，并尽可能地加以排除。
这样可以避免换上增压器后同样的故障重复出现。
4.1压气机喘振。
如果增压器在工作过程中向气缸内输送空气量不足，空气压力将产生极大的波动，在压气机端发出异响，如气喘的响声，这就是喘振。
由于喘振，发动机工作不平稳，功率下降，排气冒黑烟。
产生喘振的原因是进气系统堵塞，如空气滤清器滤芯严重阻塞，进气管内油污太多阻塞。
增压器的喷嘴环流通道发生变形也会造成喘振。
最好是每次二级保养更换空气滤芯，车运行十万公里左右，清洗进气通道。
4.2增压器在运转中发出杂音，发出金属的撞击，摩擦声、或者产生振动，是增压器转子和涡壳之间发生了变化，应拆卸转子检修、调整。
废气涡轮增压系统
推力轴承为浮动环式结构，钢质基体上制有20高 锡铝合金，圆环两侧均为止推面，面上有8个均布 的油槽和油楔。辅助轴承轴承由ZQSn6-6-3铸造锡 青铜制成，嵌装在推力轴承端板上，只有的一个止 推面上均布12个油槽和油楔。推力轴承和辅助推力 轴承分置于轴承套凸肩的两侧。轴承套凸肩与推力 轴承和辅助推力轴承之间的总间隙(称为止推间隙) 为0.23～0.28mm，可通过改变推力轴承体的厚度调 节止推间隙。
（一）主要性能参数： 1、增压空气压力Pk及增压比πk： Pk：压气机蜗壳出口的压力；
k :k
pk p0 （P0：压气机空气进口压力）。
2、空气流量Ｇk或Ｖ0： Ｇk：单位时间内流过压气机的空气重量； Ｖ0：进口状态下，单位时间内流过压气机的空 气容积。
3、增压器的转速nTk：
增压器转轴每分钟的转数。
涡轮盘以芯部凸肩与主轴定位，用3个圆柱销 及3个螺钉与主轴法兰联接，为防止螺钉松动， 拧紧后用不锈钢焊条点焊螺钉头部。涡轮盘的外 缘榫接有34个空间扭曲涡轮叶片，与涡轮盘镶嵌 时在叶根底部加装锁紧片，以防叶片松动。 蜗轮叶片和涡轮盘分别用GH132(0Cr15Ni25Ti2 MoVB)和GH134(20Cr3MoWVA)耐热合金钢制成。 须对转子进行动平衡试验。
（一）单级轴流式涡轮机的工作原理：
1、构造： 单极轴流式涡轮机由涡轮进气壳、喷嘴环（导向 叶片）、涡轮和燃气出气壳组成。
喷嘴环是由一圈喷嘴叶片组成的圆环，与燃气进 气壳一起固定静止不动，它处于燃气进气壳与涡 轮之间。在喷嘴叶片间形成燃气的流道，对燃气 导向并使之加速流动。 涡轮由转轴、轮盘和一圈工作叶片组成，涡轮转 轴支承在燃气出气壳中。
2、喷嘴环
喷嘴环处于燃气入口一侧的涡轮之前，紧固于 涡轮进气壳的内侧。喷嘴环组件由喷嘴环镶套、 喷嘴环叶片、喷嘴环外圈、外圈镶套、喷嘴环内 圈、内圈镶套及喷嘴环气封圈等组成。 28个用2Cr13耐热不锈钢制成的喷嘴环叶片靠 两端的榫头按一定的角度镶嵌在喷嘴环内圈和喷 嘴环镶套之间，并用内圈镶套及外圈镶套等件卡 紧。喷嘴环内圈及喷嘴环镶套均用螺钉紧固在涡 轮进气壳上。
柴油机增压器工作原理
柴油机增压器的工作原理是通过提高进气压力，增加进气密度，从而在相同的气缸容积中冲入更多的空气量，喷入更多的燃油，使燃料燃烧更充分，提高柴油机的动力性、比功率、燃料经济性，同时降低废气排放和噪声。
增压器主要由压气机构（增压器）和中间冷却器组成。
增压器的核心部件是涡轮机，其工作原理如下：
1. 废气涡轮增压：柴油机气缸排出的废气经排气管进入涡轮机，在涡轮机中膨胀做功，推动涡轮机转动。
涡轮机与压气机同轴连接，当涡轮机转动时，压气机也开始工作。
2. 压气过程：压气机将进入的空气进行压缩，提高空气压力，使进气密度增加。
压缩后的新鲜空气通过进气管送往柴油机的各个气缸。
3. 中间冷却：为了进一步提高进气密度，增压后的空气通过中间冷却器进行冷却，降低温度，使空气密度增加。
这样的发动机称为增压中冷式发动机。
柴油机增压器的工作原理是通过废气涡轮增压，将进入发动机气缸的空气预先进行压缩，提高进气压力和密度，使燃料燃烧更充分，从而提高柴油机的性能。
简述废气涡轮增压器的工作原理
简述废气涡轮增压器的工作原理
废气涡轮增压器是一种机械增压器,通过利用涡轮增压器内部的废气推动涡轮叶片的转动,从而提高进气压力。
其工作原理可以简述如下:
当废气涡轮增压器工作时,它的内部有一个涡轮叶轮,涡轮叶轮的旋转通过一个压力叶轮和一个进气口连接。
当废气从进气口进入涡轮叶轮时,涡轮叶轮会旋转,从而推动涡轮室内的涡轮叶轮旋转。
涡轮叶轮的旋转使得进气压力得到了提高,从而提高了发动机的功率输出。
废气涡轮增压器的工作原理与其设计有关。
一般来说,废气涡轮增压器可以分为两个部分:涡轮和增压器。
涡轮是一个机械结构,通过旋转来推动进气口的压力增加。
增压器则是一个电子控制系统,负责控制涡轮的旋转,从而控制进气的压力。
除了提高进气压力,废气涡轮增压器还可以提高发动机的燃油经济性。
由于涡轮增压器可以吸入更多的空气,从而在燃烧时产生更多的燃料能量,因此可以有效降低发动机的燃油消耗。
废气涡轮增压器是一种非常有用的机械设备,可以显著提高发动机的功率和燃油经济性。
此外,废气涡轮增压器还可以提高汽车尾气排放的环保性,为保护环境做出贡献。
废气涡轮增压器的常见故障及排除
废气涡轮增压器的常见故障及排除废气涡轮增压器（Turbocharger）是一种利用废气驱动的机械设备，用于提高内燃机的进气压力，增加发动机的功率和扭矩。
常见的废气涡轮增压器故障包括以下几种：
1.增压器轴承磨损：轴承磨损可能导致增压器转子不正常转动或转动不灵活，从而影响增压器的增压效果。
此时需要更换新的轴承来修复故障。
2.涡轮叶片损坏：涡轮叶片损坏可能会导致增压器失去增压效果，从而导致发动机动力下降。
叶片损坏的原因可能是高温高压环境下的损耗或者碰撞损坏。
需要更换新的叶片来修复故障。
3.涡轮轴卡滞：涡轮轴卡滞可能会导致增压器不能正常转动，从而失去增压效果。
卡滞的原因可能是油膜失效或者污垢积累。
此时需要拆卸增压器并清洁涡轮轴以解决故障。
4.压气机轮损坏：压气机轮损坏可能会导致增压器失去增压效果，从而导致发动机动力下降。
压气机轮损坏的原因可能是过度旋转或者碰撞损坏。
需要更换新的压气机轮来修复故障。
5.气门杆密封件失效：气门杆密封件失效可能会导致气体泄漏，影响增压器的增压效果。
此时需要更换新的气门杆密封件来修复故障。
针对不同的故障，可能需要采取不同的排除方法，一般情况下需要进行拆卸和清洗，更换故障部件，然后进行安装和调试。
为了确保增压器的正常使用和长期稳定性，需要定期进行检查和维护。
1/ 1。
废气涡轮增压器工作原理和结构特点
主推进动力装置
Introduction to ship
轮机知识
[ 16 ]
离心式压气机 P140 P482
VTR-4型增压器采用外置式轴承，转子轴颈 可以做得较细，为柔性转子，使其临界转速远 低于运转转速，运转稳定性好。
轴承处轴颈直径小，轴承线速度较小，寿 命较长 而且摩擦损失较小。
但轴向尺寸较大，拆洗压气机、涡轮工作 量较大。
主推进动力装置
Introduction to ship
轮机知识
[8]
废气涡轮增压器总体结构 P139 P486
VTR-4型增压器的结构 1-消音滤清器； 2-压气机进气壳； 3-压气机叶轮； 4-压气机扩压器； 5-压气机出气壳； 6-隔热墙； 7-涡轮排气壳； 8-转子轴； 9-气封； 10-油封； 11-涡轮进气壳； 12-喷咀环； 13-涡轮叶轮； 14-涡轮排气壳； 15-滚动轴承； 16-滚柱轴承（外置式）；
排气管中维持着恒定的压力，涡轮工作稳定，涡轮效率高；
排气管的布置简单，都连接于一根粗大的排气总管，排气 总管再与废气涡轮连接；
使用管理要求较低；
由于排气管容积大，低负荷时排气管中压力低，能量少， 涡轮发出的功率不能满足压气机的要求，必须另设辅助风机来 满足低负荷时的要求。加速时，排气管中废气压力建立比较慢， 增压器跟不上柴油机的加速，；
主推进动力装置
Introduction to ship
轮机知识
[9]
轴流式废气涡轮 P139 P482
废气涡轮主要由进气壳、喷咀环、叶轮、隔热墙和排气壳组成。 废气通过进气壳到达喷咀环，所以进气壳流道符合气体动力特性，通流 截面积逐渐变小。进气壳用螺栓装在排气壳上。 排气壳是一个简单圆柱面形壳体，上部的废气出口处做成箱形便于与烟 囱相连，下部装有支座。 由于废气温度仍较高，为了防火和防止烫伤，防止壳体变形，将增压器 进气壳和排气壳均做成夹层结构，让夹层中通过冷却水进行冷却。 冷却水从最低处进入，从最高处流出。由于冷却，废气一部分热量被冷 却水带走，减少了废气可用能。 近来非水冷增压器得到发展。ABB公司从VTR-4系列开始发展了非水冷式。 VTR-4型的非水冷增压器，其进气壳流道、排气壳四周均包以绝热层， 不与冷却水接触。隔热墙6装在涡轮排气壳上，它把废气涡轮和压气机隔开， 隔热墙内腔填充了绝热材料，防止废气加热压气机。
废气涡轮增压器的工作原理与使用
增压型柴油机的基本特征就是采用了“增压器”。使进入气缸的空气不是依靠自然吸 气，而是由增压器强制将空气压入或“填入”气缸，使空气量增多，喷射的燃油量也可相 应增加，使发动机不但功率大大提高，而且因燃烧完全，相应降低了耗油量，尾气烟度也 有所改善。
(2)柴油机带负荷运转时，增压器进油压力不得低于200Kpa，进油温度不 得超过80℃，以保证增压器在良好的润滑条件下运转。
（3）长时间车辆不动的情况下，在初起动前，从润滑油进口添加少许机油。 (4)按说明书规定，做好增压器维护工作，内容包括：经常检查外部接头的 紧固状况；定期清洗滤清器；定期清洗涡轮和压气机；定期检查更换增压器转 子轴轴承。
优点： 1、柴油机有效功率提高（可提高20%-40%）。 2、柴油机的经济性改善，有效燃油消耗率显著降低。 3、柴油机的排气污染和噪声降低。 4、高原恢复功率，在平原条件下，增加扭矩。
缺点： 1、主要零部件的机械负荷与热负荷增高，材料强度降低。 2、低速扭矩性能和瞬时响应性变差，低速时增压压力不 足，循环供气量下降使增压柴油机的扭矩储备性差。
二、废气涡轮增压器的使用与维护
（一）废气涡轮增压器的使用 车用增压柴油机都采用废气涡轮增压器，它处在高温、高速下工作，使用时应注 意以下几点： (1)废气涡轮增压器的最高工作转速可达10万转／分钟以上，因此，一般都采用浮 动轴承。为确保高速下浮动轴承的润滑，柴油机起动后应怠速动转几分钟，待机油达 到一定的温度和压力后，方可加速加负荷，以免突然加速加负荷时，轴承无油磨损， 甚至卡死。同时在停机前，应使柴油机逐渐减小负荷，并经怠速运转2-3分钟后，方 可停机。
废气涡轮增压器的工作原理和结构特点课件
废气涡轮增压器的调节和控制装置
调节装置
根据发动机工况需求，通过调节涡轮转速或空气流量，控制增压压力和进气量，以满足发动机的需求。
控制装置
通过电子控制单元（ECU）等控制装置对增压器的运行进行控制，如涡轮转速控制、空气流量控制等。
废气涡轮增压器的性能及影响因素
废气涡轮增压器的性能指标
增压比
衡量增压器将空气压缩的 程度，是衡量增压器性能 的重要参数。
作用
EGT能够增加发动机的进气量，提高发动机的功率和扭矩，从而提高燃油利用 率和降低排放。
废气涡轮增压器的历史与发展
历史
EGT最早由瑞士工程师Alfred Büchi在1905年发明，并逐渐在汽车工业中得到广 泛应用。早期的EGT由于技术限制和可靠性问题，存在一些问题和局限性。随着 技术的不断发展，EGT逐渐变得更加高效、可靠和适应性强。
空气滤清器
空气经过空气滤清器进入 压缩机，经过压缩后进入 中间体。
涡轮增压器的工作过程
废气进入涡轮，推动 涡轮旋转。
压缩后的空气进入中 间体，经过中冷器冷 却后进入发动机进气 管。
涡轮带动压缩机旋转， 对空气进行压缩。
废气涡轮增压器的涡轮结构及工作原理
涡轮主要由叶片、壳体和进气 口组成。
废气进入进气口，推动叶片旋 转，从而带动压缩机旋转。
发展
现代的EGT已经能够满足高效率、高可靠性、低油耗和低排放的要求。未来， EGT将继续朝着轻量化、高效化和智能化的方向发展。
废气涡轮增压器的种类与特点
种类
根据结构和用途的不同，EGT可以分为机械式涡轮增压器、 电动式涡轮增压器和混动式涡轮增压器等类型。其中，机械 式涡轮增压器利用发动机废气驱动涡轮旋转，电动式涡轮增 压器则使用电机驱动涡轮旋转。
废气涡轮增压器损坏原因及注意事项
废气涡轮增压器损坏原因及注意事项作者：毕建珍来源：《山东农机化》 2016年第6期毕建珍废气涡轮增压器主要由涡轮、压气机、支撑装置、密封装置、润滑与冷却装置五大部分组成。
它是利用废气通道截面的变化来提高废气的流速，使高速流动的废气按一定方向冲击涡轮，带动压气机向发动机提供压力高、密度大的新鲜充量，从而使发动机在结构尺寸不变的基础上，功率可提高30%~100%甚至更多，而且降低了燃油消耗、减少了排放污染，因此，涡轮增压器在汽车上的应用越来越广泛。
但是，涡轮增压器的工作环境比较恶劣，使用效率高，所以故障率也较高。
一、损坏原因及预防措施1.润滑油不足或供油滞后（1）因为柴油机高负荷运转、涡轮增压器转速很高时，即使有短暂的几秒钟对涡轮增压器轴承供油不足也将造成轴承损坏，所以，当涡轮增压器的转速和柴油机负荷增加时，涡轮增压器润滑油的供油量也必须增加；（2）当柴油机处于倾斜状态下工作时，如果机油油面太底或吸入空气，就会造成机油压力降低，即使时间再短也有可能使增压器缺乏润滑而损坏，所以，必须保证增压器的可靠润滑。
2.外部杂物或泥沙进入润滑系统含有赃物或有泥沙的机油对涡轮增压器轴承的磨损和损坏比对柴油机轴承的损坏要严重得多，因为涡轮增压器转速远远高于柴油机的转速，如果涡轮增压器发生这种损坏，应找出产生机油赃物的原因并排除，否则即使换上了新增压器也会损坏，发展下去还可能损坏柴油机。
当混在机油中的赃物颗粒较大、足以赌塞涡轮增压器内部的油道时，增压器则会因缺乏润滑油而造成损坏。
所以，在更换机油和机油滤清器时，在有条件的情况下可提取柴油机内的油样来进行分析，这将有助于防止出现上述损坏；应按照使用说明书规定的更换期限更换机油滤清器，决不能随意延长。
3.润滑油氧化或变质造成机油氧化和变质的根本原因则是柴油机过热、机油中混入柴油、冷却水进入机油、机油选用不当以及未按规定的期限更换机油等。
柴油机机油氧化或变质后会形成油泥沉积下来，油泥将影响涡轮增压器的性能和寿命；当机油的油泥状态严重时还会影响柴油机的寿命。
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III.
燃气的热能和动能转换成叶轮的机械功，在冲 击力矩和反动力矩两种力矩作用下回转的涡轮 机称反动式涡轮机，只具有冲击力矩者称冲动 式涡轮机。废气涡轮增压器多为反动式涡轮机。
IV.
轴向推力pa ：废气在通过叶片通道时产生， 此力将使转轴发生向压气机侧轴向窜动， 因此必须在压气机端装置推力轴承。
二、增压器Charger
静止件 h 静止件 转动件 铜片密封环 钢丝 h 转动件 静止件 梯形螺纹 h 转动件
（a）
（b）
（c）
① 750涡轮增压器 工作参数 空气的进排气壳
废气的进排气 壳
废气涡轮
四 . 典 型 构 造 介 绍
压气机
隔热墙
轴与轴承 润滑 冷却 油、气密封装置
1-涡轮进气蜗壳；2-喷嘴环；3-废气排气壳；4-叶片；5-叶轮；6-导流器；7、8-气封；9-压气机排气蜗 壳；10-扩压器；11、12-增压器叶轮；13-进气壳；14-消音器；15-推力盘；16-滑块；17-电动转速表； 18、36-滑动轴承；19-消音器盖；20、21-金属滤网；22-导风环；23-消音环；24-定位臂；25-螺栓； 26-消音器底座；27、34-挡油环；28-油封和气封；29-螺母；30-支座；31-隔热墙；32-支座；33-管子； 35-滑套；37-油封；38-气封；A-气封空气通道；B-大气通道；C-节流旋塞
废气涡轮的工作原理
I. II. 废气经过烟管、蜗壳以P0、T0、C0流入喷 嘴。在喷嘴收缩形流道中膨胀加速，部分 压力能转换成速度能。 冲击力矩的产生：进入叶轮叶片间的流道 时，气流被迫转弯。由于离心力作用，使 叶片凹、凸面间产生压力差。合力pu对转 轴产生一个冲击力矩，使叶轮旋转。 反动力矩的产生：叶轮叶片的通道是收缩 的，当气流在旋转的叶轮中流动时因膨胀 加速，而给涡轮以反作用力，使叶片得到 一个反作用力矩，使叶轮回转。
压气机概述
增压器即压气机是废气 涡轮增压器的增压元件 作用是将吸入的新鲜空 气进行压缩，提高它的 压力和密度，最后送入 气缸，从而达到增压的 目的。 废气涡轮
是压气机的主要部件，有半开式和闭式 两种结构。
半开式：工作叶片固定在轮盘上，没有盖板， 回转质量较轻，一般用于大型高转速增压器。 其特点是强度好、制造工艺简单、允许有较高 的轮缘速度、能获得较高的增压压力。导风轮 （与叶轮分开制造或一体制造）又称旋转导向 装置：为了保证空气无冲击地进入叶轮 闭式叶轮：与半开式叶轮所不同的是它有一个 轮盖3。避免了空气与静止的蜗壳间的摩擦， 从而使叶轮的气流流动损失小，效率较高。此 外，轮盖可以加强叶片的刚性，减少叶片的振 动。但是重量增加，制造工艺复杂，目前较少 采用。一般只用在中小型增压器中。
内支承
两个轴承在涡轮与压气机之间的内侧，叶 轮两端悬臂放置，在小型废气涡轮增压器 上获得广泛的应用。 特点：重量较轻，造价也较低，维护保养 转子较方便。轴向长度较短，但其油、水、 气的密封布置较困难，缺点是有一侧的轴 承很靠近涡轮端，轴承的工作条件较差， 更换轴承很不方便，需先拆去叶轮后才能 更换轴承。
•前倾后弯叶片应用于增压器以来，已大幅度地 改善了压气机的性能，从而使增压器的高性能 化、大容量化成为现实。一般，前倾后弯叶片 压气机比径向直叶片压气机的工作流量范围可 扩大30~50%，甚至70%，效率也有所提高。
•增加压气机叶片数并采用薄叶片有利于提高压 气机的效率。但由于存在制造和强度上问题， 目前只在出口边叶片厚度采取减薄的措施，已 在产品上得到实际应用。叶片出口边厚度减薄 40％，效率可提高约1.5％；并可提高叶片的自 振频率。
2)
扩压器
叶片式扩压器由叶 片和金属圆环形平 板组成 其叶片间的气流通 道呈扩张形 一个工作轮与相邻 的扩压器组成一个 “级”。
蜗壳
排气蜗壳其流道也是 扩张形的。
离心式压气机的工作 原理
1. 压气机由涡轮带动旋转，当压气机 工作时，空气沿进气道进入工作轮 的气流通道，并随叶轮作高速旋转 而产生离心力，使空气受到压缩而 被抛向工作轮外缘。压缩空气消耗 了压气机的机械功。 空气在压气机中的流动损失有：空 气与壁面的摩擦损失、空气流内部 相互摩擦损失、空气的撞击损失。
④ PTL… turbine charger
轴与轴承 涡轮与叶轮
⑤
VTR-0与VTR-1
47、48油泵
油泵
TCS动力涡轮
滑动轴承
采用滑动轴承时，由于它的摩擦损失较大，所需滑油 循环量很大，滑油还需进行冷却，因此轴承的滑油是 强制循环的。一般滑油可单独使用或与主机同一系统 共用，轴承结构较简单。 无论采用何种轴承，都要考虑轴在受热后有膨胀的余 地。一般把自由端留在涡轮侧，热膨胀时可以向涡轮 端外侧伸胀。由于涡轮和压气机的轴向推力是朝向压 气机一侧，因此在压气机轴端装有翻边推力轴承或止 推块来承受轴向推力。
喷嘴环
I.
由铸铁铸成的喷嘴内、外环 和喷嘴叶片组成，如图所示。
喷嘴叶片：等距离的数十个由 耐热钢制成的叶片按一定规律 浇铸在喷嘴内、外环上而组成 一个圆环式的喷嘴装置。 喷嘴叶片形成的通道从进口到 出口呈收缩状。为使叶片、内、 外环在工作中有径向膨胀的余 地
i. ii.
II.
在外环上铣有数道通槽 外环与涡壳之间也留有一定的 间隙。
废气涡轮增压器 （TURBOCHARGER）
1. 简介 一、废气涡轮Turbine 二、增压器Charger 三、轴和轴承Shaft and Bearing及油、气的密 封Air and Oil Seal 四、废气涡轮增压器的典 型构造STRUCTURE OF
THE TURBOCHARGER
简介
滑动轴承与止推轴承
气、油的密封AIR SEAL AND OIL SEAL
密封原理：小量的气体(或油)经由密封件和轴之间的很小的间隙 漏过，当通过间隙时受到节流，漏过后由于容积突然增大而使 气体(或油)产生膨胀旋涡，速度减慢，压力下降；然后又从下一 个密封环的间隙漏过，又再一次的节流膨胀和减压。经过几次 以后气(油)压降低到接近于低压侧的压力就再也不能漏过了，就 这样实现了密封。
●轴承箱/ S为非冷却式，
T为冷却式
涡 轮 叶 片
废气排气壳
浮动轴承和推力轴承
压气机排气壳
轴与轴承
滑动轴承与止推轴承
扩压器
分 解 图 1
喷嘴环
分解图2
应 急 滑 油 系 统
涡轮与叶轮
叶轮
涡轮
薄片型叶片改为螺桨叶型叶片， 因为矮胖的螺桨叶型叶片使膨胀 后的燃气流很少发生尾迹，从而 提高效率，使性能得到改善。另 外，由于尾迹减少，由尾迹引起 的激振及其影响减小，因而在动 叶上取消了为减少叶片振动而设 置的拉筋，可提高效率1~2％。
废气涡轮概述 组成
进气箱(涡壳) (gas inlet case) 排气涡壳(gas outlet case) 喷嘴环(nozzle ring) 工作叶轮((propeller) 导流器
3.
工作原理
废气涡轮概述
废气涡轮是压气机的 动力来源 它的作用是把柴油机 的废气能量转变成推 动增压器转子旋转的 机械功，从而带动压 气机旋转。
2.
三、轴和轴承及油、气的密封
1.
1)
轴和轴承 SHAFT AND BEARING
轴的支承方式
I. II. III.
IV.
外支承 内支承 悬臂支承 内外支承 滚动轴承 滑动轴承
2)
涡轮增压器轴承
I. II.
2.
气、油的密封
AIR SEAL AND OIL SEAL
外支承
两个轴承安装在压气机和涡轮转子的两端。在大型 废气涡轮增压器中应用得很多 其特点是转子的稳定性好、便于转子轴的密封(轴承 远离叶轮，轴向空间的地位较多)、轴承受高温气体 的影响较小。另外增压器转子轴的中部刚性已较大， 支承轴颈可以适当细一些，不致影响转子的临界转 速，这样可以保证轴承有较低的表面切向速度，这 对延长轴承的寿命是很有利的。同时放在两端的轴 承工作条件较有利，更换轴承较方便，缺点是增压 器结构相对复杂，重量尺寸较大，清洗增压器叶轮 较困难。
废气涡轮增压器是由废 气涡轮和压气机两部分 组成。
压气机一般采用离心式压 气机 废气涡轮
船用大、中型柴油机采用轴 流式； 中小型柴油机采用径流式 所以废气涡轮增压器又可分 为轴流式涡轮增压器和径流 式涡轮增压器。
一、废气涡轮 TURBINE
1. 2.
1) 2) 3) 4) 5)
悬臂支承
两个轴承布置在转轴的一侧， 压气机和涡轮的叶轮背对背 的靠着布置在转轴的另一侧。 优点是减少了轮盘的摩擦损 失，从而改进了综合效率。 两个轴承均在冷的壳体内， 轴承的工作条件很有利。 在设计时需要仔细地解决热 传导，不同的线膨胀等问题 以及转子有较大的悬臂力矩， 要仔细地研究转子和轴承组 合的动力特性，目前亦已开 始在大型废气涡轮增压器上 应用。
1. 2.
1) 2) 3) 4) 5)
压气机概述 组成
进气道（air inlet case） 工作叶轮（propeller） 扩压器（pressure expander） 排气蜗壳（air outlet case） 进口气滤器和消音器（silencer）
3.
离心式压气机（centrifugal air charger）的工作原理
750涡轮增压器 工作参数
在额定工况下工作时主要：
空气流量为 13kg/s， 增压压力为0.22MPa， 转速为8250r/min， 涡轮进口温度达450℃。
② VTR-4系列增压器
四 . 典 型 构 造 介 绍
③ NA/S和 NA/T
四 . 典 型 构 造 介 绍