汽油机废气涡轮增压器设计
发动机涡轮增压系统的设计与优化
发动机涡轮增压系统的设计与优化1. 前言随着环保法规的日益严格和消费者对汽车性能要求的不断提高，发动机涡轮增压技术因其能有效提高发动机的功率和燃油效率而得到了广泛的应用。
本篇目的是深入探讨发动机涡轮增压系统的设计与优化方法，以期提高发动机的整体性能。
2. 涡轮增压系统的基本原理涡轮增压系统主要由涡轮、压缩机、中冷器和控制系统等组成。
发动机排气驱动涡轮旋转，涡轮通过传动机构带动压缩机压缩进气，提高进气歧管内的压力和氧气含量，从而提高发动机的功率和燃油效率。
3. 涡轮增压系统的设计要点3.1 涡轮选型涡轮的选型是涡轮增压系统设计的关键环节。
涡轮的直径、叶轮片材料和结构设计等因素都会影响涡轮的性能。
一般来说，涡轮直径越大，进气量越大，但同时也会增加系统的重量和成本。
因此，在选型时需要综合考虑发动机的功率需求、排气温度和空间限制等因素。
3.2 压缩机设计压缩机的设计主要考虑其工作效率和喘振特性。
压缩机的效率越高，能量损失越小，系统的燃油效率越高。
喘振现象是压缩机在工作过程中出现的气流振荡，会导致系统性能下降，因此需要通过优化压缩机的设计来避免喘振现象的发生。
3.3 中冷器设计中冷器的作用是降低压缩后的高温气体温度，提高进气歧管内的氧气含量。
中冷器的设计需要考虑其散热效率和空气阻力。
一般来说，中冷器的散热面积越大，散热效率越高，但同时也会增加系统的重量和成本。
4. 涡轮增压系统的优化方法4.1 控制系统优化通过控制涡轮和压缩机的转速，可以实现对进气压力的精确控制，从而提高发动机的性能。
现代汽车通常采用电子控制单元（ECU）来实现对涡轮增压系统的精确控制。
4.2 涡轮增压器匹配根据发动机的功率需求和工作条件，合理匹配涡轮和压缩机的参数，可以提高系统的整体性能。
例如，选择适当直径的涡轮和压缩机，可以使发动机在不同的工况下都能获得最佳的进气压力。
4.3 空气动力学设计优化通过优化涡轮和压缩机的叶轮片设计，可以降低气流损失，提高系统的效率。
小排量发动机废气涡轮增压器的结构设计
2019年第3期摘要：当今环保节能是社会的重点关注问题，而发动机的节能与环保就是其中的一大项，而涡轮增压器就是发动机节能的一个重要方法，加装增压器的发动机功率及扭矩可提高20%~30%。
对于小排量发动机来说尤其明显。
关键词：涡轮增压器；压气机；离心式；节能作者简介：王旭景（1981-），女，山西晋中人，工程师，硕士。
小排量发动机废气涡轮增压器的结构设计王旭景（德州市农业机械管理局，山东德州253013）涡轮增压技术作为发动机增压的一种方式，目前已被广泛采用。
通过涡轮增压器对发动机进气增压使得燃料在汽缸内得到更加充分的燃烧，从而实现了发动机的节能，所以涡轮增压技术符合了当前节能减排的社会趋势，对发动机加装涡轮增压器已经成为现在一项很重要的技术，因此，无论现在还是未来，对涡轮增压技术的研究和涡轮增压器的设计都具有非常重要意义。
当前世界对涡轮增压技术的研究已相当先进，国内对于涡轮增压器也一直不断地在深入的研究与推广。
国内对大中型排量的发动机基本已经完成了普及，而对于小排量的发动机来说，在国内技术尚有不足。
随着能源危机日益临近，节能减排也越来越被人们所重视，因此，对小排量发动机进行涡轮增压器的设计与安装必将会得到人们的重视，针对小排量的发动机进行涡轮增压器的设计，具有非常重要的实际意义。
1废气涡轮增压器的作用废气涡轮增压系统，在发动机结构参数不需要有大改变的情况下，可以使功率增加20%~30%，高增压的效果更明显甚至能达到100%；排出的废气能量可进一步利用，使发动机的经济性提高3%~4%；废气涡轮增压系统可以增大转矩，提高车辆装载质量，减少排气噪声，对环境保护有重要意义。
废气涡轮增压系统全工况范围内都具有良好的性能。
主要是增强扫气效果提高进气效率，改善低工况性能，减少有害排放物。
2废气涡轮增压器的结构原理涡轮增压器实际上是对进气进行压缩，通过压缩空气增加进气的密度来增加进气量。
然后利用发动机排出的废气的动能来推动废气涡轮，涡轮又通过中间轴来带动压气机的工作叶轮，叶轮对空气滤清器管道送来的空气做功，使之压力加大进入气缸。
发动机废气涡轮增压
增压的代价
• 1.热负荷与机械负荷大 • 2.低速时转矩受影响 • 3.加速响应性差 • 4.增压器对发动机性能优化的限制
第三节 废气涡轮增压器的基本结 构和工作原理
废气涡轮增压器是利
用内燃机排出的部分废 气能量，推动涡轮机高
速旋转，从而带动安装 在同一根轴上的离心式 压气机，增大内燃机进 气压力的工作机械。
功率发动机。
机械增压系统
这个装置安装在发动机上 并由皮带与发动机曲轴相 连接，从发动机输出轴获 得动力来驱动增压器的转 子旋转，从而将空气增压 吹到进气岐道里。其优点 是涡轮转速和发动机相同， 因此没有滞后现象，动力 输出非常流畅。但是由于 装在发动机转动轴里面， 因此还是消耗了部分动力， 增压出来的效果并不高。
• 一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率 与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至 更高。这样也就意味着同样一台的发动机在 经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我 们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过 增压之后，动力可以达到2.4L发动机的水平， 但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另 外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降 低尾气排放。
(4) 复 合 增 压 ： 由上述各
种方式组合而 成，如机械增 压与涡轮增压 的结合等。
(4) 组 合 增 压：
从实际应用的情况来看，较 为常见的是涡轮增压和机械增压， 其中涡轮增压占了绝大部分，而 机械增压则在近年来重新得到重 视，发展较快。
增压的优势
• 1.比质量小、升功率大 • 2.降低造价、提高材料利用率 • 3.排气噪声降低、燃烧噪声降低 • 4.有利于高原等稀薄条件工作 • 5.排放降低 • 6.适用性广
增压技术发展
增压技术萌生于19世纪，在20世纪初期 得到初步应用。随着材料科学及制造技术的 进步，柴油机的涡轮增压技术在20世纪中叶 开始走向大规模商业应用、并逐步推广到汽 油机中。日前，大功率柴油机的绝大部分、 车用柴油机的半数以上以及相当比例的高性 能汽油机，均采用了增压技术。
汽油机废气涡轮增压器设计
摘要目前，废气涡轮增压技术已经成为提高发动机输出功率、扭矩以及降低油耗的主要方法之一。
尤其对于小排量汽油发动机，采用涡轮增压技术更是得到了国内外的广泛关注。
在本文中介绍了汽油机废气涡轮增压系统的组成及原理，并对组成汽油机废气涡轮增压系统的各个部件进行设计与计算。
加装废气涡轮增压器的障碍及对策。
将奥迪200汽油机由自然吸气式改装成涡轮增压式，对增压器和发动机进行了匹配计算。
关键词：废气涡轮增压；汽油机；障碍；对策AbstractAt present, the pressurized technology of the waste gas turbine has already become and improved one of the engine output power, torsion and main method to reduce oil consumption. Especially to the gasoline engine of small displacement, adopt the pressurized technology of the turbine to get the extensive concern both at home and abroad especially.Have introduced petrol machine turbine pressurization systematic composition and principle of waste gas in this text, and design and calculate each part of the pressurized system of waste gas turbine of the petrol making up machine. Install obstacle and countermeasure of the turbocharger of the waste gas additional. Repack 200 petrol machine of Audi into the turbine pressurization type by the inhaling type naturally, has matched to calculate to blower and engine.Keyword: Turbine pressurization of the waste gas; Petrol machine; Obstacle; Countermeasure目录第1章绪论 (1)1.1汽油机增压国外发展状况 (1)1.2影响发动机功率的因素 (2)1.3汽油机增压可带来以下几方面的收益： (3)1.4自然吸气与增压机型发动机性能参数比较： (3)第2章汽油机废气涡轮增压系统的组成 (4)2.1涡轮增压器 (4)2.2中冷器 (8)2.3进气压力调节阀 (9)2.4进气管 (11)2.5排气管 (12)2.6发动机 (12)2.7汽油机废气涡轮增压系统的原理 (12)第3章加涡轮增压器的障碍及解决措施 (15)3.1车用汽油机采用废气涡轮增压的特点 (15)3.2汽油机增压主要障碍 (16)3.3汽油机涡轮增压的对策 (16)第4章汽油机废气涡轮增压系统的设计与计算 (20)4.1已知条件及要求指标 (20)4.2汽油机热力参数选择 (20)4.3涡轮增压器主要性能参数及结构参数计算 (20)第5章结论 (23)参考文献 (25)附录1 (26)第1章绪论1.1汽油机增压国外发展状况早在20年代赛车就开始采用机械增压，后来逐渐过渡到涡轮增压，从1968年以来几乎所有的赛车都安装了涡轮增压器。
废气涡轮增压汽油机的进排气系统布置
下几 点 ： 不 同的 。汽油 机采 用 的废气 涡轮 增压 器是低
（ 发动机总 的几何尺寸 ：～般来讲 ， 增压度、 增压型 ， １ ） 采 恒 一般为 ３ 个大气压 。 （油耗 要求 ： ５ ） 发动机 的万有特性 曲线显 用废 气涡轮增压器 ， 在汽油机的 ｚ向（ 高度
方 向） 肯定会增加 ３ — ０ ｍ 在 Ｙ向（ ０ １０ ｍ， 前后 示 的油耗要 尽可 能接近基础 自然 吸气发动 方 向 一 Ｆ型式） Ｆ 会有 ８— ５ｍ ０ １０ ｍ的增加 。对 机。实际上 ， 废气 涡轮增压汽油机的油耗会
于 ｚ向 的增 加值 ， 意与 发 动 机舱 盖 的安 全 略高于基础 自然吸气发动机， 注 但是在结合直
论是采用油冷或者水冷 ， 都是采用恒 差环流 动机中设计要求最考究的。 ．２ ２ 首先是冷却 的型式 ， 进出油或者进出水 口的位置选择十 １ ． 废 气涡轮增压器的选择 ：
目前所用 的废气 涡轮增压器的 分重要 ， 否则 ， 在实车中会 出现 冒“ 白烟 ”而 方式的选择 ， ， 冷却方式 有 ： 油冷 （ 发动机机 油冷却 ）水冷 、 且， 均不能需要电动泵。 发动机水 冷却 ）油 ／ 、 水冷 （ 两种接 口均有 ） 。 ｃ ． 器的位置 ： 中冷 良好 的散 热环境 能够 （
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长安科技 ２０ 年第 ｌ 卷第 ３ ０６ ２ 期
・
问题 研 究 ・汽车工程研究院总体所 李文兵 朱 絮飞
［ 摘要］ 本文对涡轮增压汽油机的进排气系统的布置和系统内各零部件的基本设计要求进行
了讨 论。
主题词 ： 涡轮 增压 汽油机 进排气系统 废气
汽车发动机排气涡轮增压器的特性分析和优化设计
汽车发动机排气涡轮增压器的特性分析和优化设计1.汽车发动机作为汽车的核心部件，其性能的优劣直接关系到汽车的燃油效率、动力输出和排放水平。
近年来，随着环保法规的日益严格和消费者对汽车性能要求的不断提高，汽车发动机排气涡轮增压技术得到了广泛的应用。
本文将对汽车发动机排气涡轮增压器的特性进行分析，并提出优化设计的方法。
2. 排气涡轮增压器的工作原理排气涡轮增压器主要由涡轮、压缩机和中间的连接管道组成。
发动机排出的高温高压气体推动涡轮旋转，涡轮通过连接管道驱动压缩机，将低压的空气压缩后送入发动机燃烧室，从而提高发动机的进气量和功率。
3. 排气涡轮增压器的特性分析3.1 压力比和效率排气涡轮增压器的压力比是指增压器输出的气体压力与进口气体压力的比值。
压力比越高，发动机的进气量越大，功率输出也越高。
然而，压力比的提高也会导致增压器的效率下降，因为增压器需要消耗更多的能量来克服流体阻力，提高增压器的效率是优化设计的关键。
3.2 喘振和流量喘振是指涡轮和压缩机之间的相互作用，当涡轮的出口压力和压缩机的入口压力达到一定比例时，会导致增压器的工作不稳定，甚至产生振动。
为了避免喘振，需要合理设计增压器的结构，并选择合适的流量特性。
3.3 温度和热效率排气涡轮增压器在工作过程中会产生高温，如果不能及时散热，会导致增压器的性能下降。
因此，提高增压器的热效率，合理设计冷却系统，是提高增压器工作稳定性和寿命的重要因素。
4. 优化设计方法4.1 涡轮和压缩机的设计涡轮和压缩机是排气涡轮增压器的核心部件，其设计直接影响到增压器的性能。
优化设计应考虑流体动力学原理，通过数值模拟和实验验证，确定最佳的叶片形状和尺寸，以提高增压器的效率。
4.2 连接管道的设计连接管道的设计应考虑流体流动的稳定性和损失最小化。
通过计算流体力学(CFD)方法，分析管道的流动特性，优化管道形状和尺寸，减少流动阻力，提高增压器的整体性能。
4.3 冷却系统的设计冷却系统的设计应考虑热交换效率和散热性能。
汽油机废气涡轮增压器的毕业设计
当今时代，科学技术的迅猛发展，极大的促进了汽车技术和汽车工业的高速发展，汽车正日益广泛地深入到社会和人们日常生活的各个方案，这使得汽车修理称为引人注目、迅猛发展的行业。
废气涡轮增压型发动机是利用发动机本身排出的压力废气驱动涡轮旋转，涡轮轴带动叶轮式压气机来提高进气的压力，增加气缸的充气量。
采用涡轮增压技术能使发动机功率提高30％～100％，并降低发动机的比油耗和比质量，同时减轻发动机的排气污染，还可以扩大发动机的变形系列。
第一章增压器的简单概述 (4)1.1概述 (4)1.1.1 增压技术简介 (4)1.1.2 发动机进气增压的基本原理 (6)1.1.3 增压发动机的特点 (7)1.2 废气涡轮增压器及其增压系统 (8)1.2.1 废气涡轮增压器的结构和工作原理 (8)1.2.2 涡轮增压器的设计考虑因素 (10)第二章废气涡轮增压器常见故障的分析 (11)2.1分析与修理 (12)2.1.1简要分析 (12)2.1.2增压压力不足 (12)2.1.3 增压器涡轮进口温度过高 (13)2.1.4增压器的冷却水温度过高 (14)2.1.5 增压器轴承滑油温度过高 (14)2.1.6 废气倒流 (14)2.1.7 异响与振动 (15)2.1.8涡轮端气窗冒烟气和轴承油变质 (15)第三章涡轮增压器的优缺点及使用注意 (16)3.1涡轮增压器优缺点分析 (16)3.1.1 涡轮增压器优缺点的对比 (16)3.1.2 比较奥迪A6 1.8T与奥迪A6 1.8 (16)3.1.3 涡轮增压器的不足之处 (17)3.2 涡轮增压器的使用注意 (18)3.2.1工作环境 (18)3.2.2 不能着车就走 (18)3.2.3 不要立即熄火 (18)3.2.4 注意选择机油 (18)3.2.5 发动机机油保持清洁 (18)第一章增压技术的结构和工作原理1.1概述1.1.1 增压技术简介近年来，发动机进气增压技术已经成为国内外内燃机发展的重要方向之一，过去增压技术主要应用于柴油机上，现在汽油机上也开始大量采用增压技术。
涡轮增压器设计毕业设计
引言概述：涡轮增压器是一种通过利用废气能量来提高发动机吸气压力和进气密度的装置，从而增加发动机的动力输出。
在汽车行业中，涡轮增压技术已经得到广泛应用，因为它能够提供更高的功率输出同时降低油耗和减少排放。
本文将详细介绍涡轮增压器的设计原理和方法，旨在为涡轮增压器的毕业设计提供指导和建议。
正文内容：一、涡轮增压器的工作原理1.1能量转换过程的基本原理1.2涡轮增压器的组成和结构1.3流体力学和热力学理论在涡轮增压器中的应用二、涡轮增压器设计的基本步骤2.1预估所需增压比2.2确定涡轮尺寸与特性曲线2.3选择适当的涡轮材料和制造工艺2.4确定压气机的性能参数2.5设计涡轮增压系统的配套部件三、涡轮增压器的性能评估3.1性能指标的分类和定义3.2实验方法和测试设备的选择3.3分析测试结果并进行性能评估3.4优化设计和改进措施的探索四、涡轮增压器的问题和挑战4.1过热和过冷现象的解决办法4.2高压比下的增压效率和热效率问题4.3涡轮增压器的损耗和寿命问题4.4噪音和振动的控制方法五、涡轮增压器的应用案例5.1汽车发动机的涡轮增压系统5.2航空发动机的涡轮增压器设计5.3工业领域中的涡轮增压器应用5.4涡轮增压技术在超级跑车中的应用总结：设计的关键是在充分理解涡轮增压器的工作原理和应用场景的基础上，选择合适的设计方法和工具。
涡轮增压器的性能评估是设计过程中不可缺少的一部分，需要准确评估其增压效率、热效率和性能指标，以便进行优化设计和改进措施的制定。
涡轮增压技术在汽车、航空和工业领域中的应用广泛，通过不断的研究和创新，可以进一步提高涡轮增压器的性能和可靠性。
本文通过对涡轮增压器设计的详细介绍和分析，旨在为涡轮增压器的毕业设计提供指导和建议，希望能够对涡轮增压器设计的研究和应用有所帮助。
汽油机增压器研发生产方案(一)
汽油机增压器研发生产方案一、实施背景随着全球能源结构的转变和环保意识的提高，节能减排成为了汽车产业发展的重要趋势。
汽油机增压器作为一种提高汽油机效率、降低排放的关键部件，市场需求量逐渐增大。
为满足市场需求，提升产品竞争力，我司决定开展汽油机增压器的研发与生产。
二、工作原理汽油机增压器主要利用废气能量，将发动机排出的废气引入涡轮，驱动涡轮旋转，从而带动同轴的压气机叶轮高速旋转。
压气机叶轮将新鲜空气压缩后送入发动机气缸，从而提高发动机的充气效率，增加发动机功率。
三、实施计划步骤1.研发阶段：进行市场调研，分析客户需求；设计产品方案，进行初步设计与仿真；制作样机，进行试验验证。
2.小批量试制阶段：根据样机试制情况，进行优化设计；小批量试制，对产品进行可靠性验证。
3.批量生产阶段：根据市场需求，制定生产计划；进行批量生产，确保产品质量。
四、适用范围本方案适用于汽油机增压器的研发与生产，可广泛应用于汽车、摩托车等领域。
五、创新要点1.采用先进的涡轮设计和制造技术，提高增压器的效率；2.采用耐高温材料，提高增压器的使用寿命；3.优化产品设计，降低成本，提高性价比。
六、预期效果1.提高汽油机的充气效率，增加发动机功率；2.降低发动机的燃油消耗率；3.减少发动机排放，满足环保要求；4.提高公司产品技术含量和市场竞争力。
七、达到收益1.提高产品销售量，增加销售额；2.拓展新的市场领域，增加市场份额；3.提高公司技术水平和研发能力。
八、优缺点1.优点：产品性能优良，可靠性高；可提高发动机性能，降低油耗；市场需求量大，具有广泛应用前景。
2.缺点：研发周期较长，投入成本较高；生产过程中需要严格的质量控制和技术支持。
九、下一步需要改进的地方1.加强研发投入，持续优化产品设计；2.提升生产工艺水平，提高产品质量和稳定性；3.加强与客户的沟通与合作，及时了解市场需求和反馈。
4.关注行业发展趋势和技术创新动态，保持与市场同步发展。
涡轮增压器设计毕业设计
涡轮增压器设计毕业设计摘要目前，发动机广泛采用涡轮增压技术，增压已成为提高发动机动力性、改善其经济性和排放的有效措施，在车用发动机领域，汽油机也逐渐较多地采用涡轮增压技术。
尤其对于小排量汽油发动机，采用涡轮增压技术更是得到了国内外的广泛关注。
本篇设计叙述了涡轮增压器的原理与各个组成部分参数的选取原则，通过计算，对涡轮增压器各个部分进行分析，设计主要内容包括：通过能量流动计算得出压气机叶轮设计参数，涡轮叶轮设计参数，压气机壳体设计参数，涡壳壳体设计参数，喷嘴环设计参数，中间轴的设计参数。
At Present，the engine design widely uses the turbocharging technology .The turbocharging has become the important measures in increasing the engine dynamic performance，improving the economics and the emission. In the vehiele engine area，the gasoline engine applies more and more tutbocharging technology. Especialy for the small displacement gasoline engine，the aplieation of turbocharging technology has drawn more and more attention both at home end abroad.The turbo charger has a marked compress effect when the engine runs in a high speed, it has an effective way on increasing the engine power. The turbo charger works depends on the outlet gas of engine which to press the power wheel connecting the shaft by which to let the press wheel run, then the press wheel pressurizes the inlet air send them into the pipe of the engine inlet system.By the calculation of the turbo charger the specification introduces the principle how to design the construction of the turbo charge. This specification mainly includes: achieve thepress wheel date of design by the calculation of the heat circle, achieve the design date of the power wheel, design of the shells of the turbo charger, design of the inlet ring and the design of the middle shaft.Key word: turbocharger，engine，operating principle，handlingAbstract Ⅱ第1章绪论101.1 概述 11.1.1发动机进气增压技术简介 11.1.3 发动机进气增压的基本原理 21.2进气增压系统的分类及简介 51.2.1进气增压系统的分类 51.2.2进气增压系统简介 62.1涡轮增压器的工作原理102.2涡轮增压器设计的一般步骤102.3确定流量。
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。
废气涡轮增压器涡轮结构及工艺设计（DOC）
废⽓涡轮增压器涡轮结构及⼯艺设计（DOC）⽬录前.⾔ (1)1 废⽓涡轮结构设计 (2)1.1 ⼯作轮结构设计 (2)1.1.1⼯作轮结构 (2)1.2相关参数计算 (2)1.2.1 设计原始数据 (2)1.2.2废⽓在单级涡轮内的膨胀过程及效率 (2)2 废⽓涡轮⼯艺设计 (7)2.1叶轮的材料 (7)2.2 材料的获得...... . (7)2.3造型材料和造型⽅法...... .. (7)2.4零件的获得 (7)3结论 (8)参考⽂献 (9)课程设计前⾔1905 年瑞⼠⼯程师波希(Alfred Buchi)⾸先提出涡轮增压柴油机概念，这是⼀件对内燃机发展具有深远意义的⼤事，五⼗年代以来，涡轮增压技术在国内外均得到飞速的发展，它已经成为增加内燃机功率，降低单位功率重量，降低制造成本的最有效⽅法。
⾃从20世纪70年代涡轮增压在车⽤发动机上得到推⼴以后，更有了突飞猛进的发展。
⽬前，⼰被世⼈公认为内燃机技术的发展⽅向之⼀，迄今仍保持着⽅兴未艾的发展势头。
涡轮增压是⼀项新技术，⼏⼗年的发展历史有⼒地表明，涡轮增压是提⾼发动机功率和改善经济性的最有效措施，也是发动机强化的必然途径，它已成为当前内燃机发展的重要⽅向。
涡轮增压是使柴油机动⼒装置降低成本、缩⼩体积、减轻重量最成功的⽅法。
实践证明，对于安装尺⼨受限制的应⽤(如船舶、机车、卡车等)上是最受欢迎的，涡轮增压在降低⽐油耗、减少噪声以及⾼原性能等⽅⾯胜过⾮增压发动机[10]。
60年代增压技术在中速柴油机上得到普遍应⽤，使强化指标有了很⼤提⾼；70年代的⽯油危机，⼜促使经济性指标(包括降低燃油耗率和使⽤劣质燃油)得到很⼤改善：80年代各国对环境污染的限制更为严格，制定了极为苛刻的环保法规，迫使柴油机制造⼚商各⾃寻找对策以谋⽣存。
新开发的柴油机必须在诸多⽅⾯能体现出优越性，否则就⽆法适应未来剧烈的市场竞争。
纵观我国中速机的现状，应该说⼰初步具备了研究、设计和⽣产体系，但就总体⽔平⽽⾔，强化度不⾼，部分关键部件的可靠性尚待进⼀步提⾼，⾃动化程度低，减振降噪，措施尚未实际应⽤(但⾼速机上已有应⽤)，排放研究还处于议论阶段：整机的系列化和零部件的通⽤化程度较低；部分零部件如⾼压油泵和喷油器的偶件、调速器、轴⽡和活塞环等的制造⼯艺落后，质量较差，引进指标较⾼机型的这些零部件仍依赖进⼝，这些薄弱环节也限制了⾃⾏开发机型强度的提⾼。
废气涡轮增压器-课件
• 发动机转速增快时， 废气排出速度与涡轮 转速也同步增快，叶 轮就压缩更多的空气 进入汽缸，空气的压 力和密度增大可以燃 烧更多的燃料，增加 燃料量和调整发动机 的转速，就可以增加 发动机的输出功率。
废气涡轮增压系统优越性
• 一台安装涡轮增压器的发动机，其最大功 率与未装增压器的时候相比可以增加10% 至40%，甚至更高。这样也就意味着同样 一台的发动机在经过增压之后能够产生更 大的功率但能耗不会增加，提高了燃油经 济性和降低尾气排放，更能满足现在的发 展需求。
缺点与不足
• 安装涡轮增压系统的 发动机在工作时，压 力和温度都很高，发 动机寿命相比同排量 没有增压器的发动机 寿命要短，而且机滞 后！
缺点与不足
• 增压器废气涡轮端的 工作温度在600度以上， 增压器的转速也非常 高，最高转速可达到 25万转每分钟，这对 涡轮配件的材料和加 工工艺要求都非常高， 很大程度上限制了涡 轮增压技术的发展！
结构分析
• 涡轮增压装置主要是由涡 轮室和增压器组成。首先 是涡轮室的进气口与发动 机排气歧管相连，排气口 则接在排气管上。然后增 压器的进气口与空气滤清 器管道相连，排气口接在 进气歧管上，最后涡轮和 叶轮分别装在涡轮室和增 压器内，二者同轴刚性联 接。
工作原理
• 涡轮增压装置实质上是一 种空气压缩机，通过压缩 空气来增加发动机的进气 量，涡轮增压都是利用发 动机排出的废气惯性冲力 来推动涡轮室内的涡轮， 涡轮又带动同轴的叶轮， 叶轮压送由空气滤清器管 道送来的空气，使之增压 后进入汽缸。
精品
废气涡轮增压器
废气涡轮增压系统
废气涡轮增压系统
• 最早的涡轮增压系统主要用于大功率跑车， 在那些发动机排量受到限制的赛车比赛中， 安装涡轮增压系统的发动机就能够获得更 大的功率。现在，环境恶化与资源短缺日 趋严重，低碳生活已经是21世纪提倡的一 个重要理念，涡轮增压系统有着很大的发 展前景，在军事与民用等方面均应用广泛！
废气涡轮增压器结构设计
废气涡轮增压器结构设计废气涡轮增压器的结构原理是将内燃机排出的废气经过涡轮叶片的转动产生动能，然后驱动相连的压气机提高进气压力，从而使空气燃料混合物充分燃烧，提高发动机的输出功率和扭矩。
其基本结构包括废气涡轮和压气机两大部分。
首先是废气涡轮部分，其由轴承支承的轴上叠装有一系列曲线叶片的中级和高压涡轮组成。
废气从排气歧管中进入废气涡轮的进气室，经过叶轮片叶片间的激射作用，使叶轮高速旋转，并将动能转化为叶片周向和徑向速度。
相对应的高温高压废气则从叶片间的缝隙中排出。
废气涡轮通过轴将动力传递给压气机。
其次是压气机部分，压气机位于废气涡轮的后方，通过轴将废气涡轮传递的动力转化为压缩空气。
在压气机转子中，带有曲线叶片的低压和高压压气机组成了一个多级压缩结构。
进气空气经过压气机的旋转作用，被压缩并提高其压力，然后进一步被输送到发动机燃烧室中，与燃料混合后进行燃烧。
废气涡轮增压器的设计要点主要包括叶轮的选择、涡轮引导部件的设计、轴承和密封结构的设计以及系统的匹配与协调。
首先，在叶轮的选择上，需要结合发动机的特性和使用要求，选择合适的叶片数量、形状和材料，以提高扬程和效率。
其次，涡轮引导部件的设计对于传递和驱动废气涡轮的运动非常重要，需要保证流动的顺畅和高效。
然后，轴承和密封结构的设计需考虑涡轮的高速旋转和高温高压环境，要保证系统的可靠性和寿命。
最后，在系统的匹配与协调上，需要考虑废气涡轮和压气机之间的匹配关系，以及与发动机以及其他系统的协调性。
为了进一步提高废气涡轮增压器的性能，优化方法主要包括流动分析、叶轮动力学分析和结构优化。
通过流动分析可以研究流体在叶轮和引导部件中的流动状态，找出阻力和能量损失的地方，并优化流道形状和叶轮结构。
而叶轮动力学分析可以研究叶轮的振动和变形情况，从而优化叶轮结构，提高叶轮的强度和刚度。
结构优化主要是通过材料选择、减少焊缝、提高制造精度等因素来减轻叶轮重量和减少安装不平衡。
综上所述，废气涡轮增压器的结构设计需要充分考虑废气涡轮和压气机的结构原理、设计要点以及系统匹配与协调。
发动机涡轮增压器的结构优化设计
发动机涡轮增压器的结构优化设计发动机涡轮增压器是现代汽车中常见的一种重要的动力装置，通过增压提高进气量和发动机功率输出，有效提升汽车性能表现。
然而，由于涡轮增压器在使用过程中会产生高转速、高温度和高压力，因此其结构设计和优化至关重要，不仅需要满足汽车动力需求，还要兼顾可靠性和经济性。
涡轮增压器的基本结构涡轮增压器由两个主要部分组成：涡轮和压气机。
涡轮通常由多个叶片组成，通过高速旋转驱动压气机，将空气压缩并送入发动机。
压气机由定子和转子两部分组成，其中转子又被称为叶轮，由多个叶片组成，叶轮在旋转的同时将空气向外压缩，增加空气密度和压力。
然而，在实际应用中，由于发动机的工作环境和动态特性的差异，涡轮增压器的性能表现也会受到影响。
例如，发动机转速和负荷的不同，空气流量的大小和速度的不同，都会对涡轮增压器的压气效率和动力输出产生影响。
因此，涡轮增压器的结构设计和优化需要考虑多个因素，以确保其能在各种条件下发挥最佳性能。
涡轮增压器的结构优化设计涡轮增压器的结构优化主要涉及以下几个方面：1.叶轮结构设计：涡轮增压器的叶轮结构对其运转效率和最大转速有着直接的影响。
通常情况下，叶轮的轮毂和叶片之间的间隙越小，叶轮的承受力和刚度就越大，可以提高叶轮转速和压气效率。
同时，在叶片的设计方面，一些先进的涡轮增压器采用了曲线叶片（与传统的直线叶片相比），可以减小液体损失，提高空气动力学性能。
2.流通优化：涡轮增压器在运转过程中，需要不断将空气经过叶轮旋转并压缩，因此流通状态的设计和优化是非常重要的。
流通系统的优化，包括进口管道的流线型设计、叶轮室和出口管道的设计，以最大限度地提高流量和降低液体动态损失。
3.冷却系统设计：涡轮增压器在运转过程中会产生大量的热量，如果不及时进行散热，会造成叶轮损坏和系统过热。
因此，冷却系统的设计也是涡轮增压器优化的重要部分。
一些先进的涡轮增压器采用了冷却剂，通过冷却剂冷却叶轮室和出口管道，有效减少了系统的温度。
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摘要目前，废气涡轮增压技术已经成为提高发动机输出功率、扭矩以及降低油耗的主要方法之一。
尤其对于小排量汽油发动机，采用涡轮增压技术更是得到了国内外的广泛关注。
在本文中介绍了汽油机废气涡轮增压系统的组成及原理，并对组成汽油机废气涡轮增压系统的各个部件进行设计与计算。
加装废气涡轮增压器的障碍及对策。
将奥迪200汽油机由自然吸气式改装成涡轮增压式，对增压器和发动机进行了匹配计算。
关键词：废气涡轮增压；汽油机；障碍；对策AbstractAt present, the pressurized technology of the waste gas turbine has already become and improved one of the engine output power, torsion and main method to reduce oil consumption. Especially to the gasoline engine of small displacement, adopt the pressurized technology of the turbine to get the extensive concern both at home and abroad especially.Have introduced petrol machine turbine pressurization systematic composition and principle of waste gas in this text, and design and calculate each part of the pressurized system of waste gas turbine of the petrol making up machine. Install obstacle and countermeasure of the turbocharger of the waste gas additional. Repack 200 petrol machine of Audi into the turbine pressurization type by the inhaling type naturally, has matched to calculate to blower and engine.Keyword: Turbine pressurization of the waste gas; Petrol machine; Obstacle; Countermeasure目录第1章绪论 (1)1.1汽油机增压国外发展状况 (1)1.2影响发动机功率的因素 (2)1.3汽油机增压可带来以下几方面的收益： (3)1.4自然吸气与增压机型发动机性能参数比较： (3)第2章汽油机废气涡轮增压系统的组成 (4)2.1涡轮增压器 (4)2.2中冷器 (8)2.3进气压力调节阀 (9)2.4进气管 (11)2.5排气管 (12)2.6发动机 (12)2.7汽油机废气涡轮增压系统的原理 (12)第3章加涡轮增压器的障碍及解决措施 (15)3.1车用汽油机采用废气涡轮增压的特点 (15)3.2汽油机增压主要障碍 (16)3.3汽油机涡轮增压的对策 (16)第4章汽油机废气涡轮增压系统的设计与计算 (20)4.1已知条件及要求指标 (20)4.2汽油机热力参数选择 (20)4.3涡轮增压器主要性能参数及结构参数计算 (20)第5章结论 (23)参考文献 (25)附录1 (26)第1章绪论1.1汽油机增压国外发展状况早在20年代赛车就开始采用机械增压，后来逐渐过渡到涡轮增压，从1968年以来几乎所有的赛车都安装了涡轮增压器。
70年代以来，世界上许多大公司和研究机构开展了车用汽油机增压的研究工作，使汽油机增压技术不仅仅局限于赛车和高原功率的恢复等特殊领域。
特别是随着排放法规日益严格，为满足排放的要求，不得不在性能上做出妥协，使得发动机的功率下降。
如采用废气再循环(EGR)技术、三元催化装置后，满足了排放法规的要求，但发动机的功率会下降20%左右，而采用涡轮增压可以弥补这一损失。
采用EGR和三元催化并增压的发动机和相同功率的非增压发动机相比，增压汽油机的排放得到了改善。
自80年代中期以来，国外汽油机增压技术发展迅猛，随着中冷器技术、多气门技术、复合增压技术、稀薄燃烧技术、可变气门正时技术的发展、电子控制技术和增压技术在发动机上共同的应用，使汽油机正日益获得新生。
如日本三菱公司采用缸内直喷稀薄燃烧技术、汽油机的增压技术和复合动力系统将汽油发动机改进为低压缩高膨胀循环，使汽油机的热效率大大提高，尾气排放也大大降低，达到部分零排放的要求。
增压技术首先在柴油机领域得到发展，目前工业发达国家大、中功率柴油机己全部采用增压技术，中小型车用柴油机增压也达70%。
汽油机增压的发展相对较晚，技术水平也落后于柴油机，七十年代末国外汽油机开始逐渐采用增压技术，并得到了迅速的发展和完善，1990年美国生产的汽油机已有1/4采用了增压技术，1992年国际市场上出售的汽油机有15%采用增压技术。
目前国外的汽油机增压正处于完善和推广应用阶段，内燃机增压的先进技术主要集中于美国，德国和日本。
目前我国大中型柴油机多数都已采用增压技术，小功率柴油机及运输式车用汽油机也采用了涡轮增压技术，而轿车汽油机涡轮增压技术还比较落后，国产高档轿车中采用这一技术的几乎清一色地是合资品牌，如奥迪、帕萨特、宝来的1.8T 发动机等。
近年来，这一技术国产品牌的轿车也有所突破，华晨汽车联手世界三大权威内燃机研发机构之一一一德国FEV发动机公司历时三年，已经成功研制了华晨1.8T系列发动机，并于2006年6月26日在沈阳正式批量生产，它的最大功率为125kw/5500(r/min)，在转速2000一5000r/min 的范围内保持发动机的最大扭矩235N·m，发动机最低油耗率小于245g/kwh，功率接近70kW，各项动力、经济性指标良好。
1.2影响发动机功率的因素影响发动机功率大小的因素有很多，具体可由下式表示：b m itc us e n l H iV P ρηαηφτ1110∞ （1—1） 式中e p 一一有效功率； i 一一气缸数；s v 一一气缸工作容积；u H 一一燃料低热值；0l 一一燃烧Ikg 燃料所需的理论空气量；τ 一一冲程数，四冲程τ=4，二冲程τ=2；c φ一一冲量系数；it η一一指示热效率；α 一一过量空气系数；m η一一机械效率；n 一一发动机转速；b ρ一一发动机进气管的空气密度。
由式（1—1）可知，在发动机排量不变的前提下，通常可以采取以下三个方面的措施来提高发动机的功率：(l) 增加单位时间内的工作循环数。
提高发动机转速或采用二冲程工作过程都可以增加单位时间内的工作循环数。
但过高的转速不仅给改善工作过程带来困难，增加摩擦损失，而且运动件由此产生较大的惯性力，使发动机的工作可靠性、使用寿命受到影响。
采用二冲程则因降低换气质量而影响热效率的提高。
(2) 提高机械效率。
通过减少摩擦副的摩擦损失，降低水泵、油泵等附属机械的消耗功率，改善润滑、冷却等措施可以提高发动机的机械效率，但其效果有限。
(3)提高平均有效压力。
可以采取提高冲量系数，改善燃烧过程中优化空燃比等方法来提高平均有效压力。
1.3汽油机增压可带来以下几方面的收益：(1)使发动机尺寸更加紧凑，比功率增加，比重量降低，从而减小其尺寸及重量，尤其是对小排量车用发动机功率的提高具有决定性的意义。
(2)可提高发动机的动力性能及燃油经济性，提高总体效率，节约能源消耗。
(3)可一定程度上降低排气噪声，减少废气中有害成份的含量。
(4)与电子控制技术相结合，可全面提高发动机性能并改善汽车驾驶性。
1.4自然吸气与增压机型发动机性能参数比较：转速r/min 压缩比P me/kPaP L/kW/Lm e/Kg/kWb e/g/（kW.）v m/m/s自然吸气4500-7508 - 12800-110035-65 3 - 1 350-250 9 -16增压机型5000-7007 - 91100-150050-100 3 - 1 380-280 9 -16第2章汽油机废气涡轮增压系统的组成汽油机废气涡轮增压系统是由涡轮增压器、中冷器、进气管、排气管、发动机、增压限制电磁阀等组成。
2.1涡轮增压器涡轮增压器主要由涡轮和压气机组成。
压气机有轴流式和离心式之分。
由于离心式压气机结构紧凑、质量轻以及在较宽的流量范围内能保持较好的效率，且对于小尺寸压气机，效率优于轴流式。
因此涡轮增压器都采用离心式压气机，其结构如图1—1所示。
图1—11--涡轮蜗壳2--中间体3--浮动轴承4--涡轮叶轮5--隔热板6--压气机蜗壳7--压气机叶轮8--进气道9--扩压器2.1.1 离心式压气机结构离心式压气机结构如图1—1所示，由进气道、叶轮、扩压器和压气机蜗壳等部件组成。
1、进气道进气道的作用是将外界空气导向压气机叶轮。
为降低流动损失，其通道为减缩形。
进气道可分为轴向进气道和径向进气道两种基本形式。
轴向进气道是气流沿转子轴向不转弯进入压气机，其结构简单流动损失小。
中、小形涡轮增压器多采用这种结构。
径向进气道的气流开始是沿径向进入进气道，然后转为轴向进入压气机叶轮，其流动损失较大。
一般仅在轴承外置的大型涡轮增压器或空气滤清器等装置的空间布置受限时，才采用这种形式。
2、压气机叶轮压气机叶轮是压气机中唯一对空气做功的部件，它将涡轮提供的机械能转变为压力能和动能。
压气机叶轮分为导风轮和工作叶轮两部分，中、小型涡轮增压器两者装配在一起。
导风轮是叶轮入口的轴向部分，叶轮入口向旋转方向前倾，直径越大处前倾越多，其作用是使气流以尽量小撞击进入叶轮。
压气机叶轮按叶片的长短可分为全长叶片叶轮和长短叶片叶轮。
全长叶片叶轮进口流动损失小，效率高，但对于小直径叶轮，进口处气流阻塞较为严重。
因此，小型涡轮增压器中采用长短叶片叶轮。
3、扩压器扩压器的作用是将压气机叶轮出口高速空气的动能转变为压力能。
按扩压器中有无叶片可分为无叶扩压器和叶片扩压器。
无叶扩压器是一环形通道。
气流在扩压器中近似沿对数螺旋线的轨迹流动，即气流流动迹线在任意直径处与切向的夹角基本不变。
由于这一特点，气流的流动路线长，流动损失大，效率低，扩压器出口流动面积小，扩压能力低，在同样的扩压能力下，扩压器出口直径较大。
但无叶扩压器流量范围宽，结构简单，制造方便，在经常处于变工况运行的小型涡轮增压器上得到广泛应用。