涡轮增压器对于发动机的性能影响

涡轮增压器对于发动机的性能影响及特性分析

专业机电09-11-(4)班

作者姓名张东昕

指导教师李昕

定稿日期：2022年04月26日

目录

摘要 (1)

引言

一、何为涡轮增压器

二、涡轮增压器工作原理及其结构.

2.1涡轮增压器的简介

2.2涡轮增压器的结构图及装置的组成

2.3涡轮增压器的工作原理

2.4涡轮增压器的优缺点

三、涡轮增压系统及发动机的种类

3.1涡轮增压系统的种类

3.2涡轮增压发动机的种类

四、涡轮增压对发动机影响

4.1加装涡轮增压对汽车利弊影响有哪些

4.2驾驶技术对涡轮增压发动机油耗的影响分析

4.3自然进气，废气涡轮进气，惯性涡轮进气对发动机功率的影响

五、增压技术在汽车发动机领域的应用

结束语 (25)

参考文献 (25)

摘要：

涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机，它利用发动机排出的废气作为动力来推动位于排气道内的涡轮，涡轮转动的同时带动位于进气道内同轴的叶轮，叶轮压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸，当发动机转速加快，动力输出就更高。涡轮由两部分组成，一是新鲜空气增压端、另一部分为废气驱动端，两端各有一个叶轮，在同一轴上的两边涡轮之间还有一个泄压触发器设在废气涡轮那边，当压缩涡轮压力过大，压力便会推动触发器将废气涡轮的阀门打开，降低气压，以防止增压过度涡轮轮轴的支承为轴套轴套里边的轴承设计可以分为滚珠轴承和浮动轴承。涡轮增压器叶轮的旋转动力来自于废气。废气带动涡轮，在涡轮的另一边，叶片压缩空气。涡轮增压器壳体为镍、铬和硅合金材料，轴为铬和钼合金材料。更重要的是，涡轮增压器是在高温、高速条件下工作的，为保证其正常工作，在涡轮增压器中通入了机油和冷却液，以保证有效的润滑和冷却，改善工作条件

发动机排出的具有高温和一定的压力的废气进入增压器中，推动轴的叶轮以每分钟高达数万甚至几十万转的高速度旋转，怠速时，叶轮转速为12000转/分，当全负荷时，叶轮转速可超过135000转/分，普通的轴承是无法承受如此高速而产生的高温和磨损的，所以在涡轮增压系统里边机油的润滑和冷却作用至关重要。柴油发动机也有不少装配涡轮增压系统的，而且柴油发动机的最大增压值普遍比汽油发动

机的最大值高。也正是为了涡轮增压器良好的散热需要，一般装有涡轮增压器的车辆要求熄火前怠速运行片刻。

关键词:涡轮增压废气涡轮增压系统

引言

在目前的汽车市场上有个很流行的问题：“你的车带T （涡轮增压）吗？”。早在十年前大众公司率先将涡轮增压车型带入国内，也让人们尝到了涡轮这个小部件带来的真正威力。那么究竟什么是涡轮增压技术？它又是怎样工作的，本文将为大家一一详述。

一丶何为涡轮增压

中文名称：涡轮增压器

英文名称：turbocharger

定义：利用柴油机排气能量驱动涡轮，带动压气机来提高柴油机

进气压力的装置。

涡轮增压，是一种利用内燃机(Internal Combustion Engine)运

作所产生的废气驱动空气压缩机(Air-compressor)的技术。与超

加进入内燃机或锅炉的空气流量，从而令机器效率提升。常见用

于汽车引擎中，透过利用排出废气的热量及流量，涡轮增压器能

提升内燃机的马力输出。

二丶涡轮增压的工作原理及其结构

简介

参加燃料在气缸内燃烧来产生功率的，输入的燃料量受到吸入气缸内空气量的限制，所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增竞赛的跑车一般在发动机上装有涡轮增压器，以使汽车迸发出更大的功率。发动机是靠加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量，提高燃烧做功能力。在目前的

技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。

1 涡轮增压发动机的工作原理

2

涡轮增压发动机（Tubro）是一个空气压缩机，它利用发

动机排出的废气作为动力来推动位于排气道内的涡轮，涡轮转动

的同时带动位于进气道内同轴的叶轮，叶轮压缩由空气滤清器管

道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，高速的废

气推动涡轮提速，废气排出速度与涡轮转速同步加快，空气压缩

程度得以加大，发动机的进气量就相应地增加，气缸内燃烧更充分，动力输出就更高。

2 与普通发动机相比，涡轮增压发动机具有更大优势 2.1 内燃机是一种耗气机械，由于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，不但不会产生更多功率，还将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中。发动机供油越多，黑烟就越浓。因此，当超过空燃比极限后，继续供油不但消耗更多燃油、使柴油机寿命缩短，还会严重污染大气。

2.2 涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率非增压发动机通过曲轴的运动直接从大气中吸进空气，而涡轮增压发动机由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。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。

2.3 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 3 涡轮增压系统的在使用时应注意事项

3.1 涡轮增压发动机的最大优点是它可实现小排量、高功率、高扭矩。尤其是其扭矩输出增加明显。但由于涡轮介入程度取决于转速高低，因此初期涡轮增压车型存在涡轮时滞的问题，那么是否应对涡轮迟滞需要维持高转速驾驶？不一定，随着涡轮增压技术的进步，其在低转速情况下涡轮就已经开始介入，目前在售的多数增压车型，在2000rpm前就可以输出80%甚至100%的扭矩，因此没必要维持高转速，那样还会造成油耗增加。

3.2 涡轮增压发动机要选择耐高温、抗氧化好的优质机油，并且还要注意适当缩短机油的更换周期。涡轮增压器属于高温部件，因为驱动它运行的气体直接来自气缸内排出的废气，