第三章废气涡轮增压解析
述说废气涡轮增压控制系统的工作原理
这个文件中的文本是废气涡轮增压控制系统的工作原理？废气涡轮增压控制系统（Exhaust Gas Turbocharger Control System，简称EGTCS）是一种用于汽车发动机的先进技术。
它通过使用涡轮增压器将废气能量转化为机械能，从而提高发动机效能，提高燃油经济性和减少尾气排放。
本文将详细介绍废气涡轮增压控制系统的工作原理。
1. 废气涡轮增压器的基本原理废气涡轮增压器由两个栅栏相对呼应的轮子构成，一个轴向的涡轮叶轮和一个叶轮泵。
废气涡轮增压器的工作原理基于流体动力学的原理。
当发动机燃烧过程中产生的高温废气通过排气管排出时，废气进入涡轮叶轮，并加速旋转。
涡轮叶轮则通过轴传递其动能给压气机叶轮，从而使压气机叶轮加速旋转以产生进气压力。
2. 废气涡轮增压控制系统的组成废气涡轮增压控制系统由多个部分组成，包括废气涡轮增压器、控制阀、传感器和控制模块等等。
2.1 废气涡轮增压器废气涡轮增压器是废气涡轮增压控制系统的核心部件。
它负责将发动机产生的废气能转化为机械能，提供额外的进气压力给发动机。
2.2 控制阀控制阀是废气涡轮增压控制系统的关键组成部分。
它通常包括进气阀和出气阀。
进气阀可以控制进气流量，以调整涡轮叶轮的旋转速度；出气阀则可以调节压气机和排气系统之间的连接，以控制进气压力。
2.3 传感器传感器用于感知废气涡轮增压系统的参数，如进气温度、进气压力和涡轮旋转速度等。
这些数据可以帮助控制模块进行精确的控制和调整。
2.4 控制模块控制模块是废气涡轮增压控制系统的大脑，负责处理传感器数据，并根据预设的控制策略来控制各个执行器的工作。
控制模块可以根据发动机负荷和转速等参数实时调整涡轮增压器的工作状态，以达到最佳的动力输出和燃油经济性。
3. 废气涡轮增压控制系统的工作过程废气涡轮增压控制系统的工作过程可以总结为以下几个步骤：3.1 探测进气压力和温度在发动机运行时，传感器会实时感知进气气流的压力和温度。
废气涡轮增压器工作原理和结构特点
废气涡轮增压器工作原理和结构特点废气涡轮增压器的工作原理是利用发动机排气涡轮增压器的涡轮叶片在高速旋转时，通过废气对涡轮的冲击力，以及由此带来的动能转化为涡轮轴动力，进一步输出到压气机，使压气机长轴旋转，进而引起压缩空气的压缩，提高进气压力和密度。
增压后的空气进入汽缸燃烧室，使得汽缸内氧气含量增加，燃烧更充分，燃烧效率提高，从而提高发动机的功率和扭矩。
1.涡轮叶轮：涡轮叶轮是废气涡轮增压器的核心部件，其外形呈扇形，由多个曲面泵叶构成。
涡轮叶片通常是由高温合金材料制成，以适应高速旋转和高温环境下的工作。
涡轮叶轮通过废气对其冲击力来驱动增压器工作。
2.压气机：压气机是废气涡轮增压器的另一个重要组成部分，由多个泵叶和扩压腔构成。
压气机叶片也通常采用高温合金材料制成。
压气机叶片的设计一般呈曲面状，以提高气流的压缩效率。
压气机通过涡轮叶轮的驱动，将进气压力提高到达所需的压力，并将压缩后的空气送入发动机的进气系统。
3.废气和进气流量控制装置：为了确保废气涡轮增压器正常工作，需要控制废气流量和进气流量的平衡。
废气流量控制装置通常由废气安放阀和分流装置组成，以便调节废气流量的大小。
进气流量控制装置通常由节流阀和进气口组成，以便调节进气流量的大小。
4.润滑系统：废气涡轮增压器的润滑系统通常采用喷油式润滑系统，通过喷油系统向废气涡轮增压器的涡轮轴和轴承提供润滑油，以减少磨损和摩擦。
总之，废气涡轮增压器是一种利用内燃机排气反冲力推动涡轮转动，从而增加进气压力和密度的设备。
其结构特点包括涡轮叶轮、压气机、废气和进气流量控制装置以及润滑系统等。
废气涡轮增压器的工作原理是通过废气对涡轮叶片冲击力的传递，带动涡轮叶轮高速旋转，进而驱动压气机提高进气压力和密度，以提高发动机的性能。
废气涡轮增压系统工作原理
废气涡轮增压系统工作原理废气涡轮增压系统是指在内燃机排放废气中利用涡轮增压器提高进气压力，从而提高发动机功率和扭矩的系统。
下面将从系统组成、工作原理和优缺点三个方面进行详细介绍。
一、系统组成废气涡轮增压系统主要由废气涡轮增压器和涡轮增压器控制系统两部分组成。
1. 废气涡轮增压器废气涡轮增压器是由由排气螺栓、废气机轮、增压机轮、机轴、壳体和变流器等部分组成。
废气流通过排气螺栓进入废气机轮，使机轮转动，机轴传动增压机轮旋转，从而通过压缩进气获得增压效果。
2. 涡轮增压器控制系统涡轮增压器控制系统主要由增压控制器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、压力传感器和电子控制单元等几部分组成。
通过这些元器件对废气涡轮增压系统进行精密控制，从而保证系统的工作效率。
二、工作原理废气涡轮增压器系统的原理是利用内燃机排气废气的能量，经过废气涡轮增压器的加工转化为压缩空气送入内燃机，提高发动机的进气压力和空气密度，从而提高发动机的功率和扭矩输出。
在发动机运转过程中，废气流进入废气涡轮增压器，使其机轮转动，带动增压机轮旋转，增压机轮通过压缩大气将压缩后的空气送入进气道，进入到发动机内，从而实现对发动机的增压效果。
涡轮增压器控制系统则对这个过程进行精密的控制，通过节气门位置传感器、增压控制器、曲轴位置传感器和电子控制单元等几部分组成，对空气处理质量、空气的流量和增压器的运作轮回进行管理。
三、优缺点优点：1. 提高发动机输出功率和扭矩，减少发动机的油耗和排放量。
2. 可以替代大排量的发动机，保持较高的性能水平，从而实现节约油耗的目的。
3. 可以使发动机在低转速下获得强大的输出能力，提高发动机的动态响应。
4. 增压迅速，响应灵敏，提供更大的动力输出，特别适用于赛车等动力需求较大的场合。
缺点：1. 安装成本较高，使用寿命也较短。
2. 需要精密的控制系统进行管理，因此需要对发动机进行改装和维护的人力和物力成本较高。
3. 系统准备时间较长，与发动机的启动和关闭流程结合不好，容易出现额外的痛点。
简述废气涡轮增压系统的组成与工作原理
简述废气涡轮增压系统的组成与工作原理废气涡轮增压系统是一种常见的汽车动力系统，其主要作用是通过增加进气气流的压力，提高发动机的进气效率，从而提升发动机的输出功率和扭矩。
本文将对废气涡轮增压系统的组成和工作原理进行简述。
一、组成废气涡轮增压系统主要由废气涡轮、增压器、废气管道和冷却系统组成。
1. 废气涡轮：废气涡轮是废气涡轮增压系统的核心部件，它由涡轮轮盘、涡轮轴和涡轮壳体组成。
废气涡轮通过利用发动机排气中的废气能量，将废气的动能转化为涡轮轮盘的旋转动能。
2. 增压器：增压器是废气涡轮增压系统的另一个重要组成部分，它由压气机和涡轮轴连接在一起，通过涡轮轮盘的旋转驱动压气机工作。
增压器的作用是将进气气流压缩，提高进气气流的密度，并将压缩后的气流送入发动机。
3. 废气管道：废气管道用于将发动机排出的废气引导到废气涡轮，使废气涡轮能够转动并驱动增压器工作。
4. 冷却系统：废气涡轮增压系统还配备了冷却系统，用于降低废气涡轮和增压器的工作温度，提高其工作效率和寿命。
冷却系统通常由冷却液循环系统和涡轮壳体上的冷却片组成。
二、工作原理废气涡轮增压系统的工作原理可以简述为以下几个步骤：1. 排气过程：在发动机的排气过程中，废气被排出并经过废气管道进入废气涡轮。
废气的动能使得涡轮轮盘开始旋转。
2. 涡轮传动：废气涡轮的旋转驱动涡轮轴转动，涡轮轴与增压器上的压气机连接在一起。
涡轮轴的转动使压气机开始工作，将进气气流进行压缩。
3. 压缩过程：压气机将进气气流进行压缩，提高气流的密度和压力。
压缩后的气流通过增压器的出口进入发动机的进气道。
4. 燃烧过程：进入发动机的压缩空气与燃油混合后，进行燃烧，释放出能量驱动发动机工作。
由于增压器的作用，进入发动机的气流密度增加，使得燃烧效率提高，从而提高了发动机的输出功率和扭矩。
5. 冷却过程：废气涡轮和增压器在工作过程中会产生大量热量，为了保持其工作效率和寿命，冷却系统通过循环冷却液和冷却片的方式，将热量带走，保持涡轮和增压器的工作温度在合适范围内。
废气涡轮增压器的组成及工作原理
废气涡轮增压器的组成及工作原理1. 引言废气涡轮增压器作为内燃机的一种动力增压装置，在汽车、船舶和航空发动机等领域得到了广泛的应用。
它通过有效利用废气能量，提升了发动机的功率性能和燃油利用率，是现代发动机技术中的重要组成部分。
本文将从深度和广度的角度，全面评估和深入探讨废气涡轮增压器的组成及工作原理，以便读者能更全面、深刻地理解这一主题。
2. 废气涡轮增压器的组成废气涡轮增压器主要由涡轮组件、中央轴、压气壳、轴承和密封件等几大部分组成。
2.1 涡轮组件涡轮组件是废气涡轮增压器的核心部件，它由涡轮转子和涡轮壳体组成。
涡轮转子上密集排列着叶轮，当排放废气通过涡轮壳体进入涡轮组件时，废气的能量将被转化成旋转动能，推动涡轮转子旋转。
而涡轮壳体则承载了涡轮转子，并将排放废气引导至涡轮转子。
2.2 中央轴中央轴连接了涡轮组件和压气壳，是废气涡轮增压器如何将废气的动能转化为增压压力的关键部件。
当涡轮转子旋转时，中央轴也随之旋转，通过传递力量和转动动能，使压气壳内的新鲜空气得以受到压缩。
2.3 压气壳压气壳起到了将新鲜空气压缩的作用，它通过容纳压气轮和调节器，将新鲜空气压缩成高压空气，并输送至发动机燃烧室。
压气壳的设计和材料选择对废气涡轮增压器的工作效率和性能有着直接的影响。
2.4 轴承和密封件轴承和密封件是保证废气涡轮增压器长时间稳定运行的重要组成部分，它们不仅能减少摩擦和磨损，延长废气涡轮增压器的使用寿命，还能防止废气和新鲜空气之间的相互干扰和混合。
3. 废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器的工作原理是基于废气的动能和新鲜空气的压缩来实现的。
具体而言，废气从发动机排气孔中排出后，通过涡轮组件的涡轮壳体，推动涡轮转子旋转。
涡轮转子与中央轴相连，通过中央轴的转动，传递动能到压气壳内的压气轮，使得压气轮旋转并压缩新鲜空气。
压缩后的高压空气被送入发动机燃烧室，在混合燃料后，能够产生更强大的爆发力，提升了发动机的功率输出。
简述废气涡轮增压系统的组成与工作原理
简述废气涡轮增压系统的组成与工作原理
废气涡轮增压系统是一种通过废气能量驱动涡轮，并将空气压缩送入汽车发动机的系统，从而提高发动机的动力输出。
废气涡轮增压系统主要由以下几个组成部分构成：
1. 涡轮：涡轮是废气涡轮增压系统的核心部件，它由涡轮叶轮和涡轮轴组成。
废气从汽车发动机的排气管进入涡轮，使涡轮叶轮高速旋转，通过轴将旋转动力传递给压气机。
2. 压气机：压气机也称为压缩机，位于涡轮的另一端。
它由多个压缩机叶轮组成，压缩机叶轮旋转时会将空气压缩，提高其密度和压力。
3. 中冷器：中冷器位于涡轮和压气机之间，其主要作用是冷却压缩后的空气，提高空气密度，以增加进入汽缸的燃料气体的供给量。
4. 增压控制系统：增压控制系统通过电子控制单元（ECU）监测和调节涡轮增压系统的工作状态。
它根据发动机负载、转速和其他传感器信号来控制涡轮和压气机的工作，以确保最佳的增压效果和发动机性能。
废气涡轮增压系统的工作原理如下：
1. 发动机运转时，废气通过排气管排出。
2. 一部分废气通过排气管进入涡轮，使涡轮叶轮旋转。
3. 涡轮轴将旋转动力传递给压气机，使其旋转。
4. 压气机压缩进入的空气，提高其密度和压力。
5. 压缩后的空气流经中冷器冷却，提高其密度。
6. 冷却后的空气进入汽缸，与燃料混合后进行燃烧，产生更大的爆炸力，从而提高发动机的动力输出。
废气涡轮增压系统可以有效地提高发动机的功率和扭矩输出，提高燃烧效率，降低燃料消耗。
然而，由于涡轮增压系统对发动机的负荷和压力较大，所以需要进行维护和保养，以确保其正常工作。
废气涡轮增压器工作原理和结构特点
废气涡轮增压器工作原理和结构特点
一、工作原理：
废气涡轮增压器主要由涡轮和压气机两部分组成。
工作时，高温高压
废气通过涡轮叶片冲击转动涡轮，使其快速旋转；而压气机叶片则通过与
涡轮轴相连的方式，随着涡轮的转动而转动。
涡轮的高速旋转使得压气机
叶片也跟随旋转，叶片所产生的离心力使空气被抛出叶片间隙产生气流，
气流经压气机叶轮的分析和压缩，最后进入发动机燃烧室。
废气涡轮增压
器通过这一过程将废气动能转化为系统压缩气体的能量，从而实现发动机
的增压。
二、结构特点：
1.涡轮部分：
涡轮由轴和涡轮叶轮组成，通常由高温合金材料制成，能够在高温高
压环境中正常工作。
涡轮叶轮上有许多弯曲的小叶片，使废气冲击叶片时，能够将动能转化为涡轮叶轮的转动动能。
涡轮通常由滚柱轴承或球轴承支撑，以减少摩擦损失。
2.压气机部分：
压气机由轴、叶片和壳体组成。
压气机轴与涡轮轴连接，使得压气机
能够跟随涡轮叶轮的旋转。
压气机叶片通常为弯曲形状，通过与壳体间的
间隙形成气流，使空气在叶片上产生离心力从而被压缩。
叶片形状和数量
的设计通常是为了提供最佳的压缩效果。
3.润滑和冷却系统：
4.控制系统：
总之，废气涡轮增压器通过利用废气动能，增加进气压力，提高发动机燃烧室中的氧气含量，从而提高发动机的功率输出。
其结构特点包括涡轮部分、压气机部分、润滑和冷却系统以及控制系统。
这些特点使得废气涡轮增压器能够实现高效的增压效果，提升发动机的性能。
简述废气涡轮增压系统的组成与工作原理
简述废气涡轮增压系统的组成与工作原理废气涡轮增压系统是一种常见的汽车发动机增压系统，通过利用废气能量驱动涡轮转动，进而增加进气量和提高发动机的动力性能。
本文将以简述废气涡轮增压系统的组成与工作原理为主题，详细介绍其相关内容。
一、组成废气涡轮增压系统主要由废气涡轮、废气涡轮壳体、增压器和废气管路等组成。
1. 废气涡轮：废气涡轮是废气涡轮增压系统的核心部件，由一组叶轮和轴组成。
废气通过废气管路进入涡轮壳体，在叶轮的驱动下，使涡轮快速旋转。
2. 废气涡轮壳体：废气涡轮壳体是废气涡轮增压系统的外壳，起到支撑和保护废气涡轮的作用。
同时，废气涡轮壳体内部还设有导流板和散热器等组件，用于引导废气流动和散发废气的热量。
3. 增压器：增压器是废气涡轮增压系统的另一个关键部件，由一组叶轮和压缩机组成。
当废气涡轮旋转时，压缩机叶轮也会随之旋转，将进气压缩后送入发动机，增加进气量和提高发动机的动力性能。
4. 废气管路：废气管路是废气涡轮增压系统的连接部件，将发动机排出的废气引导至废气涡轮，驱动废气涡轮的旋转。
二、工作原理废气涡轮增压系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 排气阶段：当发动机工作时，废气在燃烧室内燃烧后产生，随后通过排气门进入废气管路。
废气管路将废气引导至废气涡轮，废气的能量驱动涡轮旋转。
2. 涡轮驱动阶段：废气涡轮在废气的驱动下快速旋转，将旋转动能转化为轴的动力，并传递到增压器的压缩机叶轮。
叶轮的旋转将进气压缩后送入发动机，提高发动机的进气量和充气效率。
3. 压缩阶段：增压器的压缩机叶轮将进气压缩，使气体的密度增加，压力升高。
压缩后的气体通过进气管进入发动机的进气道，与燃油混合后在燃烧室内进行燃烧。
4. 增压效应：通过废气涡轮增压系统的工作，发动机的进气量和气缸充气效率得到提高，使得燃油燃烧更充分，释放更多的能量。
这样可以使发动机在相同排量的情况下，输出更大的功率和扭矩，提高汽车的加速性能和行驶性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
压气机入口状态下
（2）质量流量 m k （kg/s)和容积流量 V0 （m3/s)。
p a 4' 4度（一般为0.6-0.8）。 （4）压气机转速n：与涡轮转 速相等（几万～十几万转）。
绝热
b
压压压压压压压压
0 V
5、压气机特性曲线：
（1）堵塞：
k
mk
当 m k增大到一定程度时
（流速达到当地声速），
k
（2）喘振：
mk不在增大
大 小
流量（流速）过小，造成气
流与壁面分离而产生涡流，引发 强烈振荡，危机设备安全。 所以，离心式压气机的特点 是：转速高堵塞，转速低喘振。
qmT H T PT T 涡轮发出的功率： 1000
（4）涡轮转速n：与压气机转速相等（几万-十几万转）。
n / T 相似转速： T
式中： TT 为滞止温度。
（5）涡轮特性曲线：
a、膨胀比↑，流量↑；
T T
0.6
0.8
1.0
气阻：流速达到当地声速时，流量不再增 加，易发生在喷嘴叶片环出口处。 b、转速↑，效率↓； 0.8 c、膨胀比不变时，转速↑，流量↓； 流量不变时，转速↑，膨胀比↑。 1.0
械损失（泵气损失）和散热损失，提高了机械效
率和热效率（油耗降低5%-10%）； （3）能降低排气噪音和烟度。 缺点有： （1）增加了进、排管路，使加速反应滞后； （2）热复合严重，对大气温度和排气背压敏感。
第 2节
废气涡轮增压器基本结构和工作原理
一、基本结构：
二、径流式废气涡轮： 1、涡轮的结构：
it 而 pme mc s a 式中： a 为过量空气系数； s 为进气密度。
1、改变发动机的结构参数。如增加气缸数i，增大气 缸直径D、活塞行程S和减少冲程数τ等。 受到重量、体积、安装等条件的限制。
2、提高发动机转速n和活塞平均速度Cm 受到充量系数φc、ηm和机械强度、使用寿命、噪音等的 限制。 3、提高发动机平均有效压力pme 具体可通过减少过量空气系数φa、提高充量系数φc和 进气密度ρs来实现。
k 4.5 高增压： 超高增压： 160-170kPa) ，否则会使比油耗上升。 缺点：p k 2.5 ~ 4.5 k不宜过大（
B、废气涡轮增压： 原理：利用排气推动涡轮， 带动压气机压缩空气。 特点：充分利用废气能 量，可提高功率30%-50%， 降低油耗5%。
C、复合增压：
D、气波增压： 原理：曲轴驱动一个
进气道 工作轮
c2
p3
pk
c0 p0
大气
p2
c3
ck
扩压器
压气机 壳道
离心式压气机工作过程 （1）空气被吸入进气管 （2）机械能转变为气体压能与动能（工作轮） （4）动能进一步转变为压能（壳道）
（3）动能转变为压能（扩压器）
4、压气机主要参数：
pk （1）增压比 k p0
（3）压气机绝热效率 k ： 1kg空气绝热压缩功与实
第三章 发动机增压
本章要求：
了解：发动机增压方式。
理解：涡轮增压器的结构和工作原理。
掌握：离心式涡轮增压器的原理，增压发动
机的特点。
第 1节
发动机增压概述
一、提高发动机功率的方法可由下列公式给出：
pmeVs ni Pe 10 3 30
Pe iD2 Snpme / iD2Cm pme /
c1
径流式废气涡轮工作简图 （1）废气进入涡轮壳道
可见，经过涡轮后，废气中的部分能量转变为推动涡轮
（2）废气压能转变为动能（喷嘴叶片环）
（3）动能转变为机械能（工作叶轮）
旋转的机械能。
4、涡轮特性：
（1）涡轮效率 T ：废气能量转化为机械功的有效程
度，即涡轮获得的轴功与废气总能量之比（一般为0.65-
0.85）。
废气从涡轮入口状态到出口状态的总焓降 H T
涡轮进口气体滞止压力 p T 与出口气 （2）膨胀比 T ： 之比，反映废气在涡轮中作功能力的大小。 体静压力 p0
单位时间通过涡轮的气体质量。 （3）质量流量qmT ：
q T / P 相似流量： mT T T
式中： TT 为滞止温度；PT 为滞止压力。
k
式中： Pek 为增压后功率； Pe 0 为增压前功率。
一般车用发动机增压度在10%-60%的范围内。
2、增压比 k ：发动机增压后气体压力与增压前气体
压力之比，用来表示增压强度。
pk k p0
式中：
pk 为增压后气体压力； p0 为增压前气体压力。
（ 2 ）按增压系统结构来分： 3 、增压的种类： （A 1、机械增压： ）按增压度来分： 压气机由曲轴通过传动装置来驱动。 k 1.3 ~ 1.6 k 1.6 ~ 2.5 特点： 低增压： 中增压：
特殊转子，利用高压废气
脉冲迫使空气被压缩，从
而提高进气压力。
特点：结构简单，加 工方便，低速转矩性能好；
但体积大、噪音大，且易 受进、排气阻力的影响。
4、废气涡轮增压与其他增压方式相比 优点有：
（1）发动机结构无须做重大改变，且增压器
体积小、重量轻，且易实现高增压； （2）由于驱动能量来自废气，相对减少了机
废气入口
喷嘴叶片环
喷嘴叶片环
工作叶轮 涡轮壳 2、涡轮的作用： 将废气中的能量 尽可能多的转变成推 动涡轮转动的机械功。
涡轮壳 径流式废气涡轮结构 工作叶轮
废气出口
3、涡轮的工作过程（原理）： T1
T0 p0
T2 p1
p2 c2 Tr pr cr
喷嘴叶片环 工作叶轮 废气 出口
c0
废气 涡轮壳道 入口
n T
0
T
0 .6
qmT TT / PT
涡轮特性曲线
三、离心式压气机： 1、压气机结构：
工作轮 空气入口
扩压器
工作轮 外壳 2、压气机作用： 利用涡轮产生的 机械能压缩空气，使 进气压力增大。
外壳 扩压器
空气出口 离心式压气机结构
3、压气机的工作原理： T2 T3
Tk
T0
T1 c1 p1
二、进气增压： 定义：利用增压器将空气或可燃混合气压缩后送入发
动机气缸。 作用：增大每循环进入气缸新鲜气体的密度，使实际
充量增大，从而改善发动机的动力性和经济性。
1、增压度 k ：发动机增压后增加的功率与增压前功 率之比，用来表示增压后功率提高的程度。
Pek Pe 0 Pek 1 Pe 0 Pe 0