VGT增压器
VGT增压器
情况说明 1、增压器轴磨损，间隙过大，进气 或排气叶片与壳体摩擦。 2、增压器内进异物，造成进气或排 气叶片损坏，与壳体摩擦 3、增压器超速 1、中冷器进气连接胶管处漏气 2、排气歧管或排气弯管连接处漏气 3、VGT调节器处漏气
1、增压器进油管处漏油
2、增压器回油管处漏油 密封环损坏 回油不畅
GWM‐PPT V2012.2
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VGT系统工作原理：VGT增压器涡轮端出口面积是受ECU闭环 调节控制。 ECU根据当前发动机转速、水温、进气压力、发动 机负荷等因素计算出合适的喷嘴环开度，通过改变真空调节器 电磁阀的充电效率，调节由真空泵产生的真空，真空作用在 VGT执行器膜片阀上，克服弹簧的弹力，带动调节杆上下运动， 从而改变喷嘴环叶片张开角度，最终调整废气流经涡轮的流通 面积，改变涡轮转速。同时VGT执行器上的调节杆位置传感器 将调节杆的变化又反馈给ECU，实现VGT增压器调节的闭环控 制，使所有的工况点与发动机都能有良好的匹配，使发动机的 性能都达到最佳。 有了可变涡轮几何技术，使能在较低发动机转速下达到更高的 涡轮速度，气缸压力有明显改善，功率及扭矩方面也有明显提 升，在较低转速时可获得较高扭矩，并可维持在一个较宽广的 旋转范围内。
动平衡超差
传感器断路后，整车故障灯亮，报 P0045故障码，
真空连接管脱落
判定方法 增压器压气机端叶轮与壳体之间间隙过小，（正 常情况下最小间隙值应不小于0.1mm），转动时 有明擦壳现象
进气和排气叶片存在缺失、卷边或损坏现象
空滤滤芯保养不及时，或者超过更换期限发生异 常堵塞时 卡箍松动、脱落或胶管破损
¾最高转速20万转/每分钟； ¾涡后最高温度：700℃。
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VGT 可变几何尺寸涡轮
VGT 可变几何尺寸涡轮在这里，我们又得提到A/R比值。
这比值的概念专题前面已经说明，这里就不再钻研太多。
只要明白A/R比值是决定了涡轮特性这个道理就好。
A/R值越小，表示废气入口相对小，而涡轮叶片的起动惯性低，流速相对高，发动机低转反应比较好，涡轮迟滞效应不明显。
但是发动机高转时小涡轮又会显得力不从心，对于大排量的发动机来说，又会出现进气“吃不饱”的情况。
然而，A/R值越大，表示入口面积较大，涡轮叶片惯性大，低转反应比较迟钝，涡轮延迟变得很厉害，要等发动机转速被提升到较高时，涡轮才有迅猛的表现。
所以我们常见的发动机A/R比值在0.18-0.75之间。
随着涡轮增压技术的发展，人们总是想“鱼和熊掌兼得”。
有没有什么办法能让一颗涡轮拥有多种A/B比值的特性呢？专精于涡轮增压技术的工程师们用VGT技术回答了这一难题。
VGT(Variable geometry turbochargers) 即可变几何尺寸涡轮，通过改变涡轮进气端的叶片几何形状达到改变A/R值的一种涡轮增压技术。
这样的技术最先是应用在柴油引擎上，而应用在转速更高的汽油引擎上并不多见。
最先使用这一技术的是克莱斯勒1989款Shelby CSX-VNT。
它使用了一颗来自Garett的VNT-25可变喷嘴涡轮，2.2L的直列4缸引擎可以发出175ps功率，最大扭矩达到278N?m，以当时的眼光看来已经属于辛辣车种。
不过它只生产了仅仅两台原型车和498台商品车，只让少数人领略了VGT增压技术的风采。
把VGT技术发扬光大的还是来自斯图加特的速度机器。
2006年，代号997的新一代Porsche 911 Turbo带着傲人性能面世。
3.6升的水平对置6缸增压引擎可以产生令人眩晕的480ps，让最高车速达到311km/h。
扭矩更是达到狂暴的620N?m（通过选装Sport Chrono Package运动包可以达到680N?m ！轮胎要倒霉了！）。
这样的扭矩能干掉扭矩“仅有” 465N?m的老冤家—法拉利F430。
VGT&VNT
变的是截面详解VGT可变截面涡轮增压器2010-11-29 11:01 来源：Che168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。
『大众1.4TSI发动机的小尺寸涡轮拥有较低的启动惯量』对于传统的涡轮增压发动机来说，解决涡轮迟滞现象的一个方法就是使用小尺寸的轻质涡轮，首先，小涡轮会拥有较小的转动惯量，因此在发动机低转速时，在发动机较低转速下涡轮就能达到最佳的工作转速，从而有效改善涡轮迟滞的现象。
详解VGT(Variable_geometry_turbocharger_)技术
目录柴油车技术突围——揭秘VGT技术1变的是截面详解VGT可变截面涡轮增压器2柴油车技术突围——揭秘VGT技术涡轮迟滞是涡轮增压发动机最需要解决的问题 VGT是英文Variable geometryturbocharger的缩写，中文说法是“可变截面涡轮增压系统”。
简单了解一下涡轮增压发动机的原理和特性，增压发动机区别于普通自然吸气发动机，它是通过增压器进行强制进气的，这样可以大大提升进入气缸内的空气密度，从而达到小排量大功率的目的。
涡轮增压发动机的增压器由排气能量驱动，很显然这需要一定的排气能量。
当发动机转速较低时，排气能量往往比较小，此时有可能无法驱动增压器。
当增压器不工作时，涡轮增压发动机的动力甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是我们常说的涡轮迟滞。
这是涡轮增压发动机的一大顽疾，几乎所有工程师都在致力于解决这个问题。
涡轮迟滞与增压能量之间的平衡成为一对矛盾体 涡轮迟滞与增压涡轮的尺寸有关。
增压涡轮越大，涡轮就越难以被驱动，涡轮迟滞就越明显，反之如果增压涡轮很小，迟滞就会大幅度缓解。
然而与此同时，涡轮尺寸又与增压能量相关，小尺寸的涡轮虽然可以缓解涡轮迟滞，但在需要增压器工作时它能提供的增压值不大，不利于提升发动机的动力。
因此涡轮尺寸、涡轮迟滞与增压值之间存在着一定的平衡关系。
大多数常规发动机都只能采用折中的办法来设计，这样很难做到既彻底避免涡轮迟滞，同时又可以获得较大升功率。
VGT是解决这个矛盾最有效的方案 VGT就是起这个作用的。
其奥秘在于它的增压器可以改变截面积，这就相当于改变了增压涡轮的大小。
在转速较低时，增压涡轮会采用较小的截面积，即使转速很低的状态下涡轮也可以顺利启动，大大缓解了涡轮迟滞。
在高转速状态下，增压涡轮会采用较大的截面积，这样可以大幅度提升增压值，从而提升发动机的最大功率和扭矩。
华泰圣达菲2.0L发动机的“升功率”是国内同级别柴油SUV 中最高的，它的动力表现已经达到或超过众多2.5升甚至2.8升的柴油SUV，VGT在这里同样功不可没。
vgt可变截面涡轮增压器工作原理
vgt可变截面涡轮增压器工作原理在汽车的世界里，有一种神奇的小玩意儿叫做可变截面涡轮增压器，听上去有点高大上，其实就是帮你的小车在加速时提供更多动力的东西。
想象一下，平时你在路上开车，踩油门的时候，车子乖乖地跟着你的脚步走，但如果需要快速超车，这时涡轮增压器就像一位超级英雄，随时待命，瞬间给你带来强劲的动力，让你飙起来的感觉真是爽到爆。
这个增压器就像一个调皮的孩子，随时根据需要变换自己的“形态”。
简单来说，它的工作原理就像变魔术一样，涡轮的截面可以根据发动机的转速和负载来调整。
低速的时候，涡轮的截面小，增加进气压力，让车子能够轻松起步。
到高速时，截面增大，让更多空气流进发动机，动力直接翻倍！是不是听起来很酷？就好比你在不同场合下换衣服，走到哪儿都能打扮得体。
涡轮增压器的运行也不是随便的，它和发动机之间有着密切的合作关系。
发动机一旦转速上升，涡轮增压器就会迅速反应，像是听到了号令的士兵，立刻开始工作。
你可想而知，像这样的技术含量有多高。
为了让涡轮转得更快，排气气体就像个加速器，推动着它飞速转动，形成强大的吸气效果。
这样的配合简直默契得不能再默契，开起来就像在跳舞，既轻松又流畅。
说到涡轮增压器，肯定不能不提它的“情绪管理”。
对，你没听错，涡轮也有情绪！当车速较慢时，涡轮增压器可能会感到“焦虑”，它得拼命压缩空气来提升效率，生怕你开慢了没劲。
但只要一加速，涡轮立刻兴奋起来，冲向你想要的速度，简直是精神焕发，令人振奋。
车子瞬间变得灵活，像是小豹子一样在马路上飞奔，耳边呼呼作响，让你不禁大喊一声：“太刺激了！”不过，涡轮增压器也不是一帆风顺的，有时候它也会遇到麻烦。
比如说，过热、过度使用，或者缺乏润滑油，这些都是涡轮增压器的“老毛病”。
就像人一样，累了就得休息，保养是非常重要的。
很多车主在享受涡轮带来的快感时，往往忽视了它的护理，结果造成了不必要的损伤。
你想想，如果你对你的车子不尽心，那它也很可能给你带来意想不到的“惊喜”。
VGT技术三大效能：动力平顺、节油、降噪
VGT技术三大效能：动力平顺、节油、降噪
当以大扭矩著称的柴油机遇上以“功率倍增器”著称的T技术会怎样？
那就让我们看一看搭载了涡轮增压技术的新一代柴油机的表现吧！
增压技术成就柴油机巅峰动力
数据显示，一台不加装涡轮增压器的2.0L柴油发动机功率只能达到60～70KW，而搭载了涡轮增压器后功率一般能达到90KW以上,我国最先进的新一代柴油发动机—欧意德发动机，其2.0L排量则可以达到110KW，和许多先进的汽油机已经不相上下，扭矩更达到惊人的310NM，比普通汽油机高出50%。
动力突变，不仅改变了传统柴油机功率低的劣势，而且将大扭矩的特点发挥的淋漓尽致，用一句话概括就是将新一代柴油机真正打造成了王牌动力。
其实涡轮增压技术早在一百多年前就已诞生于世。
世界上第一台废气驱动的增压器问世于1912年，而涡轮增压器的规模化生产出现在二战时期，由
美国首先将其运用在军用飞机上。
后来，瑞典的Saab萨博公司首先把涡轮增压器应用到汽车产品上，1977年问世的Saab萨博99汽车，使汽车发动机在应用涡轮增压技术上，真正开始走向成熟，它的到来同时宣告了汽车产业一个新时代的诞生，改写了排量大小决定功率的传统概念。
VGT解决涡轮迟滞问题法宝
涡轮增压提升功率的原理就在于，通过涡轮增压器进行强制进气，这样可以大大提升进入气缸内的空气密度，从而达到小排量大功率的目的。
但是由于涡轮增压发动机的增压器由排气能量驱动，很显然这需要一定的排气能量。
当发动机转速较低时，排气能量往往比较小，此时有可能无法驱动增压器。
当增压器不工作时，涡轮增压发动机的动力甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是我们常说的涡轮迟滞。
这是涡轮增压发动机的一大顽疾，几乎所。
约翰迪尔vgt工作原理
约翰迪尔VGT工作原理简介约翰迪尔VGT（Variable Geometry Turbocharger，可变几何涡轮增压器）是一种用于内燃机的增压系统。
它采用了可变几何涡轮，能够根据发动机负荷和转速的变化来调整涡轮的叶片角度，从而提供更高的增压效率和响应性。
本文将详细解释约翰迪尔VGT的工作原理，包括其组成部分、工作流程、优势和应用。
组成部分约翰迪尔VGT主要由以下几个组成部分构成：1.涡轮：涡轮是VGT的核心部件，由多个叶片组成。
叶片可以根据需要通过液压或电动机构调整其角度。
2.活塞环：活塞环是连接叶片和驱动装置之间的关键元件。
它能够使叶片在调整角度时保持平衡，并确保其正常运转。
3.驱动装置：驱动装置通过液压或电动机构控制活塞环的运动，从而实现对涡轮叶片角度的调整。
4.传感器：传感器用于监测发动机负荷和转速的变化，并将这些信息传递给控制系统，以便对涡轮叶片进行精确调整。
工作流程约翰迪尔VGT的工作原理可以分为以下几个步骤：1.传感器监测：VGT系统中的传感器会不断监测发动机负荷和转速的变化。
这些传感器可以是压力传感器、温度传感器或其他类型的传感器。
2.信号处理：传感器收集到的数据会被发送到控制系统进行处理。
控制系统会根据这些数据计算出最佳的涡轮叶片角度，并生成相应的控制信号。
3.涡轮调整：控制信号将被发送到驱动装置，驱动装置通过液压或电动机构将活塞环移动到相应位置。
活塞环的移动会导致涡轮叶片角度的调整。
4.增压效果：随着涡轮叶片角度的调整，废气流经涡轮时能够更好地利用废气能量，从而提高增压效果。
当发动机负荷增加时，涡轮叶片角度会增加，使得涡轮能够提供更多的增压压力。
5.响应速度：约翰迪尔VGT具有较快的响应速度，能够根据发动机负荷和转速的变化实时调整涡轮叶片角度。
这使得发动机在不同工况下都能够获得最佳的增压效果。
优势和应用约翰迪尔VGT相比传统的固定几何涡轮增压器具有以下优势：1.提高燃烧效率：约翰迪尔VGT能够根据发动机负荷和转速的变化来调整涡轮叶片角度，使得废气流经涡轮时能够更好地利用废气能量，从而提高燃烧效率。
商用车匹配VGT增压器的进气系统标定方法研究
1引言
柴油机欧五污染物排放法规在碳颗粒(PM) 和氮氧化合物(NOx)限值上较欧四标准均有大幅 削减，欧六标准中NOx的限值更是较欧五降低了 56%。研究表明，柴油机尾气排放中NOx的形成和 燃烧时的富氧环境密切相关；而PM则和燃烧时 进气不足有直接关联叫为了严格控制尾气中NOx 的产生，同时尽量避免PM的大幅增加,必须准确 控制燃烧时的新鲜进气量;同时，考虑到整车驾驶 性表现，要求发动机进气系统具备较快速的扭矩 请求响应能力叫本文以某轻卡柴油机匹配VGT 涡轮增压器为例，对其进气系统的标定验证方法 进行了研究。
2 VGT系统控制策略介绍
2.1 VGT的结构与工作原理冋 VGT (Variable Geometry Turbo-compressor 可
变截面涡轮增压器)是一种全新的电子控制涡轮 增压器。虽然它的工作方式与传统的废气涡轮增 压器相同,都是利用废气驱动涡轮轴，带动压气机
将新鲜空气强制压人气缸，以增加气缸进气量和 供油量，从而使单位气缸容积能够产生更大的做 功能量,提高发动机的功率,并降低发动机的排放 污染。
但是，传统的废气涡轮增压器缺陷也非常明 显。尤其是当发动机低速运转时，由于排气量小, 气流速度慢,驱动涡轮的力量小,造成压气机转速 低，增压空气压力低，发动机充气量不足(空气质 量与气压成正比，与空气温度成反比),产生冒烟 现象以及发动机功率增加的效果相对于非增压发 动机而言并不明显等缺点。虽然可以采用加装冒 烟限制器，以及选择涡轮增压器和发动机的匹配 等措施加以改善，但这些都是“头痛医头,脚痛医 脚”的办法，没有从根本解决问题。
口；7-废气出口；8-涡轮
2.2 VGT系统控制策略简述⑴
某轻卡柴油机匹配VGT涡轮增压器的空气 系统布置图见图2,主要由VGT的控制和EGR的 控制组成。电子控制单元(ECU)的软件控制策略 中，对EGR的控制是基于发动机新鲜进气量MAP 的目标设置值,而对VGT的控制是基于增压压力 脉普(MAP)的目标设置值。无论在发动机处于一 种什么样的工作状态,VGT在发动机ECU的控制
VGT标定流程
江铃汽车股份有限公司整车性能及测试部标定科VGT增压器标定流程本流程仅供通用性的参考和指导。
江铃汽车股份有限公司整车性能及测试部标定科目录1 试验目的 (3)2 试验地点 (3)3 试验准备 (3)4 试验设备 (3)5 试验方法 (3)6 标定内容 (3)7 评估细则 (4)附录试验要求标定记录过程1 试验目的增压器标定是为满足性能需要及硬件保护，整车获得良好的动力性和驾驶性，作为项目签发依据。
2 试验地点吐鲁番-格尔木路线（目的地1）敦煌 : 海拔1100米阿克塞：海拔2000米格尔木：海拔2800-4800米。
海南-云南香格里拉路线（目的地2）昆明：海拔1800米丽江：海拔2400米香格里拉: 海拔3200-3800米3 试验准备1、标定备件准备.2、对车辆检查保养。
3、安装必要的传感器：测量沃前排气温度、压气机出口温度、增压器转速、增压压力、进气温度等。
4 试验设备1. 开发型ECU及笔记本电脑2. 常用检测工具携带，如万用表、温度压力计 .3.标定设备工具。
5 试验方法a、工况要求：稳态额定功率点;各档位瞬态加速全速全负荷。
b、监测参数：沃前温度、压气机出口温度、增压器转速、冷却液出口温度。
c、调整标定：确保不超硬件要求边界。
6 VGT增压器高温、高原保护目标1、防止增压器转速超速2、防止增压器沃前温度超限3、防止压气机出口温度超限4、防止增压器喘振5、计算膨胀比7 增压器高原控制策略通过海拔高度点(1100m，2000m，2800m,3700m,4100m,4700m)的拖车实验,对增压压力设定值进行高原修正,确保增压效果的同时,保证增压器工作在安全限值以内.8 标定内容1、主喷射时刻， Start of Injection of MainInjCrv_phiMI1Bas3EOM0_MAP;InjCrv_phiMI1Bas2EOM0_MAP;InjCrv_phiMI1Bas1EOM0_MAP;InjCrv_phiMI1ETSCor*EOM0_MAP;InjCrv_phiMI1ATSCor*EOM0_MAP;InjCrv_facMI1ETSSOECor*EOM0_MAP;InjCrv_facMI1ATSSOECor*EOM0_MAP;2、扭矩油量及系数限制 limitation of Torque &Coefficient( 高温环境)EngPrt_trqOvhtPrvNRng_MAP;EngPrt_facOvhtPrvCT_CUR3、增压器高原油量限制 limitation of Fuel Consumption of TurbochargeEngPrt_qTrbPrtLim;4、增压压力设定修正 Correction of BoostPCR_pDesBasHiAltdEOM0_MAPPCR_facEnvPresDesCorEOM0_CUR5、增压器预控制高原修正 Correction of Pre-control at altitudePCR_rCtlBasHiAltdEOM0_MAPPCR_facEnvPresCtlCorEOM0_CUR6、增压器预控制 Correction of Pre-control at altitudeTrbCh_PwmOut.rMax_C\ TrbCh_PwmOut.rMin_CTrbCh_rPs PCR_pDesVal7、瞬态响应PCR_facP_MAP;PCR_facI_MAP;PCR_facD_MAP;7 评估细则1、高温试验中监测涡前温度、压气机出口温度、增压器转速不超硬件要求，对增压器各海拔高度油量保护，目的：增压器涡轮、压气机高温保护。
vgt增压器工作原理
vgt增压器工作原理
VGT增压器是一种智能化的涡轮增压器，它的工作原理基于VGT 技术，即变量几何涡轮技术。
其主要原理是通过控制涡轮叶片的角度来调节涡轮的进气流量和速度，从而实现发动机的动力输出调节。
对于传统的涡轮增压器，其叶轮是固定的，无法调节进气量和速度，因此在低速行驶和加速时会出现“涡轮滞后”现象，导致动力输出不足。
而VGT增压器可以根据发动机负载和车速等参数来自动调节涡轮叶片的角度，实现及时的气流调节，使车辆的动力输出更加平稳。
VGT增压器的核心部件是可变几何涡轮，其由多个可旋转的叶片构成，通过电子控制单元(ECU)控制叶片的角度来实现进气流量和速度的调节。
当发动机需要更多动力输出时，ECU会增加涡轮进气流量和速度，提高增压效率；反之，当发动机负载减小时，ECU会减小涡轮进气流量和速度，降低增压效率，从而实现发动机功率和扭矩的平衡。
总之，VGT增压器是一种高效、智能化的涡轮增压器，通过可变几何涡轮技术实现动力输出的平稳调节，提高发动机的燃油经济性和驾驶舒适度。
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可变几何涡轮增压器的研究与设计
题目可变几何涡轮增压器的研究与设计可变几何涡轮增压器的研究与设计摘要：普通发动机在低速时不能产生所期望的高增压压力。
普通涡轮增压器与车用柴油机的匹配，在实际应用中主要存在问题为：低速转矩不足；低速和部分负荷时经济性差；起动、加速性能差；瞬态响应性迟缓；冒烟严重。
对可变几何涡轮增压器(VGT)展开研究，可以解决常规涡轮增压柴油机存在低速转矩不足、部分负荷经济性差以及瞬态响应迟缓等问题这些问题对发动机都有着十分重大的意义，如果将解决了这些问题，对发动机性能的提升将会是十分巨大的，这也正是可变几何发动机的巨大潜力所在。
增压器的设计内容复杂，一般方法需要梳理和总结。
本文系统总结增压器设计的一般方法，利用这些方法和国家标准设计出可变几何涡轮增压器的各个参数。
关键词：增压器；涡轮增压器设计；可调喷嘴环控制；可变几何涡轮增器（VGT）；The variable geometry turbocharger research and designAbstract：Ordinary turbocharged system exist many problems; engine speed cannot produce expected high pressurization pressure. Specific to ordinary turbocharger and automotive diesel engine matching, in actual application the main existing problems is: low torque is insufficient;Low Performance in the partial load moment; Startup, acceleration performance is poor; The transient response large delay;Smoked excessively Research for variable geometry turbochargers (VGT), which can solve the existing conventional turbocharged diesel engine torque insufficiency at low speed, part load performance is poor, and slow transient response etc. These problems in engine are very important sense, if will solve these problems, the ascension of engine performance will be improve largely, and this is why variable geometry engine in the huge potential.The general method of turbocharger design, requires to comb and to summarize. This paper summarizes the general method of turbocharger design. Design the various parameters of the variable geometry turbocharger, by of these methods and national standard.Keywords: supercharger; Turbocharger design; Adjustable nozzle ring; Variable geometry turbochargers（VGT）;目录摘要及关键词 (I)Abstract and keywords (I)1 绪论 (1)1.1增压技术以及主要的增压类型 (1)1.2涡轮增压器的发展现状 (2)1.2.1 涡轮增压器历史 (2)1.2.2 现今车用涡轮增压器的特点 (3)1.2.3 车用涡轮增压器零部件改动与革新 (4)1.3传统涡轮增压器与可变几何涡轮增压器 (5)1.3.1 传统涡轮增压器的问题 (5)1.3.2 解决这些问题曾经采用过的方法 (6)1.3.3 可变几何涡轮增压器 (7)1.3.4 可变几何涡轮增压器的优势 (9)1.3.5 可变几何涡轮增压器的国内外研究现状： (9)1.4本文研究内容 (11)2 一般径流涡轮增压器的设计方法 (12)2.1设计思路 (12)2.1.2 径流涡轮增压器基本工作原理 (12)2.2静子初步设计 (13)2.2.1 涡壳 (13)2.2.2 导流叶片 (15)2.2.3 叶轮设计 (17)2.2.4 叶轮进口设计 (18)2.2.5 比转速在设计中的应用 (23)2.2.6 本章小结 (25)3 涡轮增压器和发动机的匹配 (26)3.1常规涡轮增压器与发动机的匹配 (26)3.1.1 发动机与涡轮的匹配 (26)3.1.2 压气机与涡轮的匹配 (26)3.1.3 发动机与增压器的匹配 (27)3.2VGT与发动机的匹配要求 (27)3.3可变喷嘴环和发动机匹配 (28)3.4本章小结 (29)4涡轮增压器设计 (30)4.1设计基本初始数据 (30)4.2涡轮轮径与原始最大叶高的选择 (30)4.2.1 涡轮进气参数的确定 (30)4.2.2 轮径的算选与确定............................................ 31 4.3 涡轮叶片按高度分档的方案选择 ................................... 32 4.4 叶片扭曲规律的选择 ............................................. 34 4.5 叶栅设计与叶片造型 ............................................. 34 4.5.1 沿叶高各截面叶栅的设计...................................... 34 4.5.2 导叶和动叶数目的选取........................................ 35 4.5.3 叶片各截面轴向宽度B 的选取.................................. 35 4.5.4 攻角和落后角的选取.......................................... 36 4.5.5 叶形进、出气半径1r 和2r 的选取 ................................ 36 4.5.6导叶径向线的选取 ............................................ 36 4.6 涡轮叶片的强度计算 ............................................. 36 4.7 本章小结 ....................................................... 38 5 总结与结论 ......................................................... 38 6 结束语 ............................................................. 39 参考文献 ............................................................. 41 附件1 实习报告附件2 柴油机外形图(CAD, 1#) 附件3 涡轮涡壳(CAD, 3#) 附件4 涡轮叶片(CAD, 3#)符号说明A 面积，m2B 叶栅轴向宽度，mC 压气机D 直径，mE 杨氏模量，PaF，f 截面积，m2G 质量流量，kg/m3J 热功当量，W/m2·KH 绝对总焓，JL 高度或长度，mM 马赫数P压力，NQ 热通量，w/m2Re雷诺数T 绝对温度，Ka 音速，m/sb 叶形的弦长，mc 比热；绝热流速，m/sg 重力加速度，m/s2h 焓，Ji进气攻角，n 转速，rpmn g比转速，P压强，J/kgr 半径，ms 熵，J/Kt 栅距，m2u 圆周速度，m2/sv比容，kJ/kg·°C，w 相对速度z 叶片数希腊文ω每秒钟转速，rad/mη效率α绝对气流角β相对气流角π增压比或膨胀比ρ密度，kg/m3ξ损失系数θ导风轮叶片张角λ速度比γ比重ν运动粘性系数，m2/sμ动力粘性系数，kg/m·s 上角标* 滞止度“_”表示流面微分下脚标ax 轴向ad 绝热状态C 压气机cr 临界状态mean 平均值max 最大min 最小n 法向o 进口状态P 定压；叶栅压力s 等熵，叶片吸力面t 顶部T 涡轮v 定容ω表示相对坐标0 涡轮进口状态1 涡轮导叶出口2 涡轮动叶出口1 绪论1.1增压技术以及主要的增压类型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。
GA4D28TC发动机介绍
GA4D28TC发动机介绍
首先，GA4D28TC发动机采用了先进的柴油直喷技术。
柴油直喷技术
可以准确的控制燃油喷射的时机和压力，从而提高燃油的燃烧效率。
这不
仅可以降低燃油消耗，还可以减少有害气体的排放，符合现代环保要求。
其次，该发动机还采用了可变几何涡轮增压器（VGT）技术。
VGT技
术可以根据发动机负荷和转速的变化，自动调整涡轮增压器的工作参数，
从而提供更高的动力输出。
这不仅可以提升加速性能，还可以降低燃油消耗。
此外，GA4D28TC发动机还采用了排气再循环（EGR）技术。
EGR技术
能够将一部分废气重新引入燃烧室中，这样可以降低燃烧温度和氮氧化物
的生成，从而减少有害气体的排放。
此外，该发动机还配备了智能启停系统和能量回收系统。
智能启停系
统可以在车辆停止时自动关闭发动机，从而降低燃油消耗和排放。
能量回
收系统可以将制动能量转化为电能，然后储存起来用于辅助驱动系统，进
一步提高能源利用率。
总的来说，GA4D28TC发动机是一款高效环保的混合动力汽车发动机。
它采用了柴油直喷、VGT、EGR等技术，旨在降低燃油消耗和排放，提高
动力输出和驾驶体验。
同时，智能启停系统和能量回收系统的应用进一步
提升了能源利用效率。
这些措施使得GA4D28TC发动机成为当今先进的汽
车发动机之一，适用于多种不同类型的汽车。
vgt增压器工作原理
vgt增压器工作原理
VGT增压器是一种智能化增压系统，其工作原理基于可变几何涡轮技术。
该系统的主要部件是可变几何涡轮，它由多个可调节的涡轮叶片组成，这些叶片可以根据发动机负载和转速的变化来控制气流的流速和流量。
这种技术使得涡轮可以在不同的发动机负载和转速下产生更高的增压压力，并在发动机高速运行时减小增压压力，以达到最佳燃油效率。
VGT增压器的工作原理是基于控制涡轮的进气量和排气量，以增加或减少增压压力。
当发动机需要更多的空气来燃烧燃油时，VGT增压器会调整涡轮叶片的角度，以增加进气量并提高增压压力。
当发动机负载降低时，VGT增压器会减小涡轮叶片的角度，以减少进气量并降低增压压力。
此外，VGT增压器还可以通过控制涡轮的调压阀来改变涡轮的工作状态。
当发动机转速较低时，调压阀会关闭，使得涡轮叶片的角度变小，以便更快地旋转。
当发动机转速提高时，调压阀会打开，使得涡轮叶片的角度变大，从而增加增压压力。
总之，VGT增压器的工作原理是通过控制涡轮的进气量和排气量，以及调整涡轮叶片的角度和调压阀的状态，来实现对发动机增压压力的智能化控制。
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4、VGT涡轮增压器介绍
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。
图1 涡轮增压器内部结构
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。
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（turbolag）”现象。
图2 大众1.4TSI发动机的小尺寸涡轮
拥有较低的启动惯量，在1750rpm时就能够输出220Nm的最大扭矩对于传统的涡轮增压发动机来说，解决涡轮迟滞现象的一个方法就是使用小尺寸的轻质涡轮，首先，小涡轮会拥有较小的转动惯量，因此在发动机低转速时，在发动机较低转速下涡轮就能达到最佳的工作转速，从而有效改善涡轮迟滞的现象。
不过，使用小涡轮也有它的缺点：当发动机高转速时，小涡轮由于排气截面较小，会使排气阻力增加（产生排气回压），因此发动机最大功率和最大扭矩会受到一定的影响。
而对于产生回压较小的大涡轮来说，虽然高转速下可以拥有出色增压效果，发动机也会拥有更强的动力表现，但是低速下涡轮更难以被
驱动，
因此涡轮迟滞也会更明显。
图3 保时捷已将可变截面涡轮技术应用在汽油发动机上
为解决这个矛盾，让涡轮增压发动机在高低转速下都能保证良好的增压效果，VGT(Variable Geometry Turbocharger）或者叫VNT可变截面涡轮增压技术便应运而生。
在柴油发动机领域，VGT可变截面涡轮增压技术早已得到了很广泛的应用。
由于汽油发动机的排气温度要远远高于柴油发动机，达到1000°C
左右（柴油发动机为400°C左右），而VGT所使用的硬件材质很难承受如此高温的环境，因此这项技术也迟迟未能在汽油机上应用。
近年来，博格华纳与保时捷联手克服了这个难题，使用了耐高温的航空材料技术，从而成功开发出了首款搭载可变截面涡轮增压器的汽油发动机，保时捷则将这项技术称为VTG （Variable Turbine Geometry）可变涡轮叶片技术。
使用了两个VTG可变截面涡轮增压器的保时捷911 Turbo，在仅使用了3.8L的排量的条件下，就压榨出了368kw/6000rpm的最大功率和
650Nm/1950-5000rpm的最大扭矩。
还能在超增压模式下，将功率提升到390kw，最大扭矩提升到惊人的700Nm，而此时的升功率也达到了骇人的102.6kw。
最难能可贵的是，这台发动机在VTG技术的帮助下，从1950-5000rpm范围内都可以维持650Nm的最大扭矩输出，在低转速下基本察觉不到涡轮迟滞情况。
从原理上看，柴油机的VGT技术和保时捷的VTG并没有本质的区别，基本的原理和结构都是相似的。
下面，我们就通过保时捷的VTG技术来了解一下可变截面涡轮增压器的工作原理。
图4 VGT增压器内部导流叶片（红色叶片）
图5 一般的涡轮并没有导流叶片的结构
VGT技术的核心部分就是可调涡流截面的导流叶片，从图上我们可以看到，涡轮的外侧增加了一环可由电子系统控制角度的导流叶片，导流叶片的相对位置是固定的，但是叶片角度可以调整，在系统工作时，废气会顺着导流叶片送至涡轮叶片上，通过调整叶片角度，控制流过涡轮叶片的气体的流量和流速，从而控制涡轮的转速。
当发动机低转速排气压力较低的时候，导流叶片打开的角度较小。
根据流体力学原理，此时导入涡轮处的空气流速就会加快，增大涡轮处的压强，从而可以更容易推动涡轮转动，从而有效减轻涡轮迟滞的现象，也改善了发动机低转速时的响应时间和加速能力。
而在随着转速的提升和排气压力的增加，叶片也逐渐增大打开的角度，在全负荷状态下，叶片则保持全开的状态，减小了排气背压，从而达到一般大涡轮的增压效果。
此外，由于改变叶片角度能够对涡轮的转速进行有效控制，这也就实现对涡轮的过载保护，因此使用了VGT 技术的涡轮增压器都不需要设置排气泄压阀。
需要指出的是，VGT可变截面涡轮增压器只能通过改变排气入口的横切面积改变涡轮的特性，但是涡轮的尺寸大小并不会发生变化。
如果从涡轮A/R 值去理解的话，可变截面涡轮的原理会更加直观。
图6 沃尔沃和奥迪增压器结构
也有的厂商将这项技术成为VNT，比如沃尔沃和奥迪，它们在本质上
是一样的。
A/R值是涡轮增压器的一项重要指标，用以表达涡轮的特性，在改装市场的涡轮增压器销售册上也常有标明。
A表示Aera区域，指的是涡轮排气侧入口处最窄的横切面积（也就是可变截面涡轮技术中的“截面”），R（Radius）则是代表半径意思，指的是入口处最窄的横切面积的中心点到涡轮本体中心点的距离，而两者的比例就是A/R值。
相对而言，压气端叶轮受A/R值的影响并不大，不过A/R值却对排气端涡轮有着十分重要的意义。
图7 低速时导流叶片的开度图8 高速时导流叶片的开度
导流叶片的开度能够影响导向涡轮叶片的气流速度，低转速时开度小（左图），提高空气流速，高转速时开度大（右图），减小排气负压。
当A/R值越小时，表示废气通过涡轮的流速较高，这种特性可以有效减轻涡轮迟滞，涡轮也就能在较低的转速区域取得较高的增压，而发动机高转速时则会产生较大的排气背压，使高转速时功率受到限制。
反之，当A/R值越大时，
涡轮的响应速度就越慢，低转速时涡轮迟滞明显，不过在高转速时，拥有较小的排气背压，且能够更好的利用排气能量，从而获得更强的动力表现。
而VGT技术所实现的截面可变就是指改变A值。
当叶片角度较小时，排气入口的横切面积便会相应减小，因此A值会随之变化，从而拥有小涡轮响应快的特点。
而当叶片角度增大时，A值随之增大，这时A/R值增大，从而在高转速下获得更强的动力输出。
总而言之，透过变更叶片的角度，VTG系统可随时改变排气涡轮的A/R值，从而兼顾大/小涡轮的优势特性。
小结：
尽管结构和原理都很简单，但VGT可变截面涡轮技术对于增压效果的提升非常显著，在目前主流的涡轮增压柴油发动机上，这项技术已经得到了非常普遍的应用。
不过，由于硬件材质的限制，这项技术在排气温度较高的汽油发动机上才刚刚起步，保时捷和博格华纳的合作可以说开创了先河。
不过，随着材料科技的进步，这项技术在未来的汽油发动机上必将会得到更广泛的应用。