废气涡轮增压柴油机的特点
船用柴油机废气涡轮增压器喘振现象分析
船用柴油机废气涡轮增压器喘振现象分析摘要：大型船用柴油机广泛应用废气涡轮增压技术, 喘振是增压器一种典型现象，本文阐述了增压器喘振产生的机理和成因,并结合多年来的实际经验对增压器的日常维护管理提出了使用建议。
关键词：船用柴油机；废气涡轮增压器；喘振现象一、概述目前，大型船舶上不论是主动力柴油机还是发电机组柴油机，都普遍采用废气涡轮增压器，其基本原理就是利用柴油机排出的废气能量，驱动涡轮高速旋转，带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转，压气机将空气压入发动机的气缸，增加了发动机的进气量，可供更多的燃油完全燃烧，从而提高了柴油机的功率，并且充分利用柴油机的废气能量，提高了柴油机的经济性。
涡轮增压器是柴油机上主要部件，目前一台柴油机根据气缸数和进气量可以装备有2台增压器和4台增压器（2至3个气缸使用一个增压器）。
增压器处在高温高压和高速运转的工作状况，工作环境恶劣，各种机械故障多发，比如叶片烧蚀、轴承抱死等故障，可以这样说增压系统工作的好坏，直接影响着柴油机的工作乃至整个船舶的正常运营。
近些年来，船舶柴油机上的涡轮增压器故障越来越令人关注，在废气涡轮增压器故障中，又以压气机的喘振最容易发生也最为常见。
因此，对涡轮增压器喘振分析十分必要。
二、喘振概念和机理概念：压气机在工作中,由于种种原因使进入压气机的空气流量减少,导致气流在扩压器中发生旋涡分离,甚至出现倒流,产生压力波动,因而引起涡轮增压器的结构振动，并发出喘叫声,这种现象称为喘振。
机理：当流量小于设计值很多时，叶轮进口和扩压器叶片内产生强烈的气流分离引起喘振。
在叶片扩压器进口处，当转速一定，而流量变化时的气体流动情况如图 1 所示。
当流量等于设计值时，气流速度 c2 的方向与叶片进口的构造角相一致，气流能平顺地进入叶片通道，如图 1（a）所示。
当流量大于设计值时，气流径向分速ω2 增加，使气流速度 c2 增加，且 c2 的方向也偏离设计值，导致气流以某一冲角进入叶道，并在叶片凸面引起气流脱离，如图 1（b）所示。
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
涡轮增压器的原理使用参考资料
涡轮增压器的原理和使用目录前言一、为什么要安装增压器1、柴油机增压的原理2、柴油机涡轮增压的优点二、涡轮增压器解绍1、废气涡轮增压器的结构2、废气涡轮增压器的工作原理3、废气涡轮增压器的指标和特性4、涡轮增压柴油机和自然吸气柴油机主要区别5、柴油机和涡轮增压器的匹配三、怎样使用增压器1、增压器的安装安装前的准备安装时注意事项主要螺栓扭矩和主要配合间隙2、增压器的使用起动运转停机四、怎样维护保养涡轮增压器1、日常维护保养2、定期维护保养3、折检和调整五、怎样诊断和排除涡轮增压器的故障1、噪声异常2、振动异常3、压气端漏油4、涡轮端漏油5、压气机喘振6、轴承烧损7、转子转动不灵合8、叶轮断裂9、增压压力过低10、增压压力过高一、为什么要安装涡轮增压器1、柴油机增压的原理所谓柴油机增压，就是将进入柴油机气缸内的空气，利用一种装置予先进行压缩，提高其密度，并在供油系统的合理配合下，使更多的燃料得到充分燃烧，从而使柴油机发出更大的功率。
由于空气量增加，燃烧充分，所以还可提高柴油机的经济性和减少柴油机有害成分的排放。
根据增压方式的不同，有机械增压，气波增压及废气涡轮增压及复合增压等形式。
目前应用最普遍的是废气涡轮增压。
所谓废气涡轮增压，就是利用柴油机排出的废气，来驱动涡轮高速旋转，使空气的压力提高，从而提高了空气的密度，达到了增压、提高柴油机功率的目的。
2、柴油机涡轮增压的优点（1）提高了柴油机经济性，降低油耗率在5%--10%以上。
这是因为：●涡轮增压回收了部分废气能量，所以使有效功得到提高。
由于回收废气能量可使油耗率降低3%--4%●涡轮增压后，进入柴油机的新鲜空气温度较高。
改善了燃料的蒸发，加之空气量增加，油气混合更加均匀。
使燃烧更完善充分，从而降低了燃油耗率。
●涡轮增压后，加之柴油机功率提高，机械摩擦损失相对减少，因而使机械效率提高。
从而提高了柴油机的经济性，降低了油耗率。
（2）提高了柴油机的动力性。
柴油机废气涡轮增压器的正确使用
柴油机废气涡轮增压器的正确使用作者：蒋永敏来源：《农机使用与维修》2015年第02期摘要柴油机装用废气涡轮增压器后，可使燃烧比较完全，明显增加柴油机功率，降低燃油消耗，降低有害成分排放，因此，如何正确使用增压器将直接关系到柴油机性能的改善。
关键词涡轮增压器故障使用维护废气涡轮增压器主要是由装在同一根转子轴上的涡轮机和压气机组成，涡轮机和压气机之间是中间体，连接着发动机的润滑系统，对涡轮机与压气机进行润滑。
采用涡轮增压技术，可使发动机功率提高30%以上，而且还可降低排气污染，减少噪声。
增压器转速可达16万r/min，但由于废气涡轮增压器的工作温度和转速都较高，却和发动机共用一套润滑系统，故润滑条件较差。
所以，在使用过程中就要正确使用、定期维护，否则就很容易损坏增压器，导致发动机无法正常工作。
一、废气涡轮增压器的使用注意事项1.安装要正确。
在安装废气涡轮增压器时，应注意将中间体内的机油进油口向上、出油口垂直向下安装，否则将使润滑油流动阻力增大，润滑不良甚至干摩擦，损坏增压器。
即使在一些特定情况下，其管口的倾斜度也不可超过30°，且绝对不能轴向倾斜安装增压器本体，否则会导致中间壳体回油腔油面太高。
2.冷启动后先预热。
在发动机冷启动时，由于机体温度低，机油黏度大，压力低，机油要到达中间体内的润滑系统需要一段时间。
在这段时间内，涡轮轴承几乎得不到润滑，工作条件十分恶劣。
所以发动机冷启动后，应在怠速状态持续运转至少5 min左右，以保证涡轮轴承的良好润滑，提高工作效率，延长其使用寿命。
3.熄火前要保持低速运转。
如果柴油机在高速运转状态下突然熄火，机油泵也随即停止泵油，增压器润滑系统内机油压力迅速下降，润滑条件恶劣，但增压器的转子轴在惯性作用下，运转仍然很高，致使转子轴因润滑不良磨损加剧、温度升高，进而使转子轴与轴承间的间隙变小甚至消失而相互咬死。
所以高速运转的柴油机在熄火之前，应先逐渐降低负荷，再在怠速状态下持续运转5 min左右，待增压器的转子轴转速下降，温度降低，再将其熄火。
发动机废气涡轮增压
增压的概念
• 增压是将空气压缩并供入气缸，用以提高 充气密度、增加进气量的一项措施。
• 增压的目的在于提高功率，伴随着空气量 增加，相应地增加循环供油量，即可增加 功率
发动机增压的特点
1)可以减少缸数或气缸直径，减少整机外形 尺寸和单位功率的重量，这对提高车辆使 用经济性很有意义。 2)提高了热效率，降低了发动机的油耗率。 3)减少了排气污染及噪声。 4)降低了单位功率的造价。 5)对补偿高原功率损失十分有利。 6)零部件的机械负荷和热负荷增加
第三节 废气能量的利用
• 自然吸气的活塞式内燃机，间断燃烧而 能做到从高温吸热，热效率高，但不能 做到完全膨胀。 • 涡轮式机械能完全膨胀，适应的转速高， 单位功率的体积与重量比较小。但工作 温度不可能太高。 • 两者合理结合，有利于能量的充分利用
四冲程涡轮增压发动机理论示功图
恒压增压系统与脉冲增压系统
经济性改善
影响经济性改善的因素
• 负荷率：增压使功率范围扩大，高负荷的经 济运行范围扩大了；而在低负荷区，增压器 的能量转换不好，进、排气阻力及换气损失 增加，对低负荷经济性没有明显作用。 • 转速：保持原有功率和较高扭矩的情况下， 适当降低发动机转速 • 与车辆参数合理配合 • 增压中冷 • 压气机效率
废气涡轮增压器的基本结构和工作原理
1—压气机蜗壳 4—推力轴承 7—卡环
2—压气机叶轮 5—挡油板 8—涡轮机叶轮
3—密封套 6—隔热板 9—涡轮机蜗壳
离心式压气机的工作原理
•
压气机中气流参数的变化
括压器的工作
压气机的绝热效率
• 空气的压缩过程
空气的压缩功
• 耗功最小的是可逆绝热过程，所需的绝 热压缩功：
影响经济性改善的因素——负荷率
废气涡轮增压器的优缺点分析
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｈ ａ ｕ ｓ ｔ ｇ ａ ｓ ｔ ｕ ｒ ｂ ｏ ｅ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ ｉ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｇ ｏ ｏ ｄ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｐ ｏ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｎ ａ ｔ —
增快 ， 叶轮压缩更多 的空气进入气缸 ， 进入气缸 的高压 高密度
空气 就可以燃 烧更多的燃料 ，发动机相应增加供油量并 调整 发 动机点火 时刻以增加发动机的输出功率 。
满 足驾驶乐趣 ， 也改善了发动机不同工况下的工作性能 ， 同时
也 满 足 了更 高 的排 放 要 求 。
２ 废气 涡轮 增压 器 的发展 ３ 废 气涡 轮增 压器 的优缺 点
废气的惯性冲力来推动涡轮高速旋转 ，涡轮带 动同轴 刚性连 接的叶轮 ，叶轮高速旋转压送经空气滤清器管道来 的新鲜 空
气， 增压后进入气缸 。发动机转 速增 高 ， 涡轮转速也 随之 同步
中冷器 的涡 轮增 压器 、 带旁通 阀涡轮增 压器 、 Ｖ Ｎ Ｔ （ 可变截 面
增压器 ） 或两级增压涡轮增压器等。 新型涡轮增压器 的出现给 汽车发动机性能带来 了质 的飞跃 ：更大 的扭矩和功率输 出以
第 ４ ０卷 第 ７期 ・ 学 术
Ｖ ｏ１ ． ４０ Ｊｕｌ ｙ． ７ 湖 Nhomakorabea南
船用柴油机的发展与分类
船用柴油机的发展与分类一、船用柴油机的发展历程船用柴油机的发展可以追溯到19世纪末期，当时的燃料主要是重质油料，如煤油和煤焦油。
20世纪初，发动机燃料开始使用石油产品，这使得柴油机的效率得到提高。
随着技术的进一步发展，船用柴油机的功率和效率不断提高，噪音和排放也得到了控制。
二、船用柴油机的分类1.单缸柴油机：单缸柴油机是最早应用于船舶动力系统的柴油机类型，由于它结构简单，制造成本低，因此在一些小型船舶上仍然广泛使用。
它的优点是结构简单、寿命长，在适当的负载下运行稳定。
但是由于只有一个气缸，功率相对较小。
2.多缸柴油机：多缸柴油机是现代船用柴油机的主要类型。
由于柴油机采用循环工作原理，每个气缸依次吸入、压缩、爆燃和排气，因此多缸柴油机的功率和效率远远超过单缸柴油机。
多缸柴油机可细分为二、三、四冲程和单、双、多缸等类型。
3.涡轮增压柴油机：涡轮增压柴油机是在标准多缸柴油机的基础上增加涡轮增压装置而形成的。
涡轮增压可以利用废气能量压缩吸入空气，提高氧化剂的浓度，从而使柴油燃烧更加充分，提高发动机的功率和效率。
涡轮增压柴油机广泛应用于大型船舶和高速船舶中。
4.低速柴油机：低速柴油机是指柴油机的工作转速较低的一类柴油机。
低速柴油机的工作转速一般在80-200转/分钟之间，功率较大，适用于大型商业船舶和军用舰艇的动力系统。
低速柴油机的特点是寿命长，可靠性高，但启动时间较长。
5.中速和高速柴油机：中速和高速柴油机适用于不同类型的船舶，如客船、货船和渔船等。
中速柴油机的工作转速通常在400-1200转/分钟之间，功率较高；而高速柴油机的工作转速通常在1200-3000转/分钟之间，功率较小。
两者的特点是启动快、响应灵敏。
总结：船用柴油机的发展经历了一个世纪的变革，从单缸柴油机到多缸柴油机，再到涡轮增压柴油机和低速柴油机以及中速和高速柴油机等，每一种类型都有不同的特点和适用范围。
随着航运行业的发展和环境保护要求的提高，船用柴油机的研发方向也逐渐向绿色、节能和低排放发展，以适应未来航运的需求。
柴油机的增压
柴油机的增压（一）增压的目的增压技术是提高柴油机功率最有效的措施之一，目前已广泛应用于船舶柴油机上。
pVnmi,eh根据： P, e60000可知，有效功率只与平均有效压力、气缸工作容积、柴油机转速、冲程系数及PpVnmeeh气缸数i等参数有关，故提高柴油机功率的措施，可以归纳为三个方面。
1．增加工作容积加大DiS、和，均能增加气缸工作容积，但这一措施会加大柴油机总重量和总尺寸，使造价增加，并给维修工作带来困难。
2．增加单位时间内的工作循环次数提高（或活塞平均速度）和采用二冲程柴油机（使=1），皆可增加单位时间内的工Cnmm作循环次数，但是，此措施会导致柴油机机械负荷和热负荷的增大，充气系数和机械效率,,vm的下降，使燃油燃烧恶化，影响柴油机工作可靠性和使用寿命。
3．提高平均有效压力P e由可知，要提高可通过提高机械效率或者提高平均指示压力来达到，P,P,,P,Peimemi但的变化范围很小，从减少机械损失来提高是有限的，所以的提高主要是依靠提高。
,,PPmmei由燃烧理论得知，增加每一工作循环的喷油量，能提高，但必须相应地增加气缸充气量，Pi以确保燃油完全燃烧。
在气缸容积不变的条件下，欲增加气缸充气量，必须增加进气密度，即先将空气进行压缩，然后使之进入气缸。
所谓增压，就是指通过提高柴油机进气压力来增加气缸的充气量。
这样，可以相应地增加喷入气缸的燃油量，提高柴油机平均有效压力，从而有效地提高柴油机功率。
（二）中冷的作用中冷即将经压缩的空气，在进入气缸前进行中间冷却，以降低进气温度，增大进气密度。
中冷配合增压，可进一步增大气缸充气量。
中冷器（即增压空气中间冷却器）往往以舷外水作为冷却介质。
提高进气压力的方法一般是用空气压缩机来完成。
通常把这一设备称为增压器，而把实现增压所设置的成套附件及管路系统称为增压系统。
根据驱动增压器不同的能量来源，增压系统通常可分为三类。
（一）机械增压系统增压器由柴油机直接驱动的增压系统称为机械增压系统。
柴油发动机的特性介绍
柴油发动机的特性一、柴油机的工况所谓柴油机工况是指柴油机的工作状况或运行状况，如转速的高低、负荷的大小等。
概括起来，可以归纳为以下三类：（1）要求柴油机的转速n始终不变或变化很小，而负荷可根据需要从零变化到最大。
柴油机带动发电机工作时，按这种工况工作。
（2）要求柴油机的负荷和转速都能在一定的范围内变化，而它们之间的变化有一定的规律。
柴油机作主机带动螺旋桨工作时按此工况工作。
（3）柴油机的负荷及转速都可以在较大的范围内各自任意变化，它们之间没有相互的依赖关系。
如船上用来带动应急空气压缩机或应急消防泵的柴油机以及陆上的车用柴油机都是属于这种工况。
二、柴油机的特性柴油机的主要性能指标和工作参数随工况而变化的规律叫柴油机的特性。
表征柴油机性能的有效指标主要有：平均有效压力pe、有效功率Pe、有效转矩Me、有效耗油率ge、有效热效率ηe等。
表征柴油机运行状态的工作参数主要有：转速n、进气压力pa、增压压力pk、最高爆发压力pz、排气温度tr、冷却水温度tw、增压器转速nT等。
通常用试验的方法把在不同工况下所测得的上述性能指标和工作参数之间的关系用平面直角坐标系表示出来。
这些性能指标及工作参数之间的关系曲线就叫做柴油机的特性曲线。
柴油机的特性是柴油机固有的性能，是合理使用柴油机的重要依据，有以下作用：（1）评价柴油机性能。
（2）确定柴油机工况。
（3）分析影响特性的状态。
（4）检测柴油机的状态。
第二节柴油机的负荷特性一、负荷特性曲线及其制取负荷特性是指柴油机在转速固定不变时，其主要性能指标及工作参数随负荷而变化的规律。
将这些变化规律在平面直角坐标图上表示出来，就叫负荷特性曲线。
负荷特性曲线的测取，通常是在专门的试验台上进行的。
在有条件的船厂或实船上，也可以测取。
其具体步骤如下：（1）首先按柴油机开动起来，并逐渐将转速加至标定转速nb，再通过测功器稍加外负荷，使柴油机达到稳定的热状态。
（2）依此将负荷从零加至标定负荷的25%→50%→75%→100%→110%。
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。
TDI
Company Logo
TDI
压燃方式，压缩比高， 压燃方式，压缩比高，扭矩输出高 用很小的力就能获得很高的速度
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TDI
大型载货车普遍 采用柴油发动机
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TDI
柴油机燃气压强大 柴油机燃气压强大 柴油燃烧速度慢 燃烧速度 柴油燃烧速度慢 持续做功时间 时间长 持续做功时间长 燃烧效率高 燃烧效率高
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小结
TDI
缸内直喷 涡轮增压
中冷技术
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Company
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TDI
TDI技术的先进之处： TDI技术的先进之处： 技术的先进之处
采用了泵喷嘴喷射技术 每个气缸放一个泵喷嘴
提高喷油压力 使燃烧更彻底
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TDI技术 技术
Company
LOGO
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名词解释
T:Turbo 涡轮增压
TDI
I:Injection 喷射
D:Direct 直接
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TDI TDI: Turbo Direct Injection 涡轮增压直接喷射 大众与奥迪的注册商 大众与奥迪的注册商 标
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TDI
汽油发动机燃烧效率仅为30% 汽油发动机燃烧效率仅为30% 直喷柴油发动机通常可以高于40% 直喷柴油发动机通常可以高于40%
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TDI
输出功率高 燃油消耗低 节能环保
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TDI
热能转换率关 系对比图
Hale Waihona Puke Company LogoCompany Logo
柴油机.废气涡轮增压器ppt课件
静止件 铜片密封环
静止件
h
钢丝
h
转动件
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
四
.
典
型
压气机
构
隔热墙
造
介
绍
废气的进排气 壳
废气涡轮
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；
III. 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。
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。
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。
废气涡轮增压器的特点及使用注意事项
２ 注 意 事 项
及 时 而不 中断地 向废气 涡轮增 压 器输送 足够数
量 的清 洁机 油 ， 以及使进 入 的空气 清 洁 ， 是保 证废气
涡轮增 压 器 正 常 工 作 和 延 长 使 用 寿命 的 关 键 。 因
此， 使用 过程 中要 注意 以下几 点 问题 。 ａ 发 动机起 动 后应 怠 速 运 转 一段 时 间 ， 润滑 ． 使
油 达 到一定 的工 作温 度 和 压 力 ， 以免 突然 增 加 负荷
重 大改 动 ， 发动 机 质量及 体积 增加很 少 的情况 下 ， 在
便 很容 易提 高功率 ２ ～５ ％。 Ｏ Ａ ｏ Ｏ
收 稿 日期 ： ０ ６ ４— Ｏ ２ ０ —０ ２
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时使废 气涡 轮增压 器 的轴承 因无机 油而 加速磨 损或
来解 决 。 （０ ） ０ ８
大 时 ， 造成 割刀 堵 塞 及 刀 片 的异 常 磨 损 。割 茬 高 将 度 应 为 １ ～ １ ８ ｍ。第 二种 方 法 ： 变 吊臂 与 台体 ７ １ｒ ａ 改
的挂 接点 ， 以改变割 刀角 度来 调整 割茬 ， 此种 只用 于 辅 助 调整割茬 高度 。
割 台两端 的初 始力 设为 ３ ８ 调 至最 轻 的浮动 ７ Ｎ， 设 置 （ 手可 以用 不 大 的力 将 割 台 侧 壁抬 起 ） 割 台 两 ， 的 滑履 紧贴地 面 。 弹跳 或刨 地 现象 ， 无 在不平 地 面无 刮擦 现象 。顺 时针 转 动 大 调 整螺 栓 ， 减小 割 台对 地 面 的压 力 ； 时针转 动 大调整 螺栓 ， 加割 台对地 面 逆 增
面 的孔 与台体 连接 时切 割 角 度 最 大 ， 于收 割 倒 伏 适
作 物及 短小作 物残 茬 ； 面 的孔 与 台体 连接 时 切 割 后 角 度最小 ， 于在 地 面 不 平 、 石 头 的地 块 使 用 ， 适 多 以 减少 刀 片的损 坏 。
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。
废气涡轮增压名词解释
废气涡轮增压名词解释
废气涡轮增压（Exhaust Gas Turbocharging）是指通过废气动
力来提高发动机的进气压力，从而提高其输出功率和转矩。
废气涡轮增压技术广泛应用于内燃机、柴油机、火箭发动机等领域。
废气涡轮增压系统由废气涡轮和压气机组成。
工作原理为:先
将废气从排气管道引入废气涡轮，废气的动能被转换成废气涡轮叶轮的动能。
废气涡轮利用这一动能驱动压气机，将大量的压气机入气压力传递给发动机。
发动机在较高的进气压力下获得更多的混合气，使燃料更好地燃烧，提高了发动机的燃烧效率，从而提高了发动机的动力性能。
废气涡轮增压的优点主要体现在以下几个方面：
1. 提高动力性能：通过增加进气压力，进一步提高了发动机的输出功率和转矩，使车辆有更好的加速性能和爬坡能力。
2. 降低燃油消耗：废气涡轮增压使发动机在同等功率输出的情况下，通过更高的进气压力提高了燃烧效率，降低了燃油消耗。
3. 提高环保性能：通过提高发动机的燃烧效率，废气涡轮增压减少了尾气排放的有害物质，符合环境要求。
4. 提高发动机的可靠性：废气涡轮增压可以有效减小发动机的排气阻力，改善发动机的工作状态，减少发动机的磨损和故障。
5. 提高高原和高温地区工作能力：废气涡轮增压可以提高发动机的进气压力，增加了发动机在海拔较高或气温较高的条件下的工作能力。
综上所述，废气涡轮增压技术可以提高发动机的功率、燃油经济性和环保性能，同时提高发动机的可靠性和适应能力，因此被广泛应用于各种类型的内燃机领域。
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车用柴油机增压后，随着增压度及增压压力的提高，其机械负荷与热负荷很大，这就限制了柴油机功率的提高。
<BR>增压压力提高，进气压力及温度也提高，使最高爆发压力和工作循环的平均温度都增加，因此引起各部件机械应力变大，轴承符合增加，气缸、活塞、轴承等磨损加剧。
同时使活塞、缸盖、缸套和气门等受热零部件热负荷增大，容易破坏，因此，柴油机增压通常要采用下列技术措施：<BR>1）减小压缩比和增大过量空气系数<BR>为了降低爆发压力以减少负荷，并保证原来的压力升高比λp值，增压柴油机的压缩比往往降到11～12。
但减小过多会是发动机起动困难和燃料消耗量增加。
<BR>增大过量空气系数，可以减低热负荷，改善经济性。
一般增大10%～30%左右为宜。
<BR>2）增加每循环供油量<BR>增压柴油机要求增加每循环的供油量。
如果仍采用非增压柴油机的喷油泵，势必增加供油持续角，使燃烧过程拉大，经济性变坏。
缩短供油持续时间的方法有：增大柱塞直径、增加供油速率、提高供油压力以及加大喷油嘴孔径等。
从限制最高爆发压力的角度，也可以适当地减小喷油提前角，但不宜减小过多，以免影响发动机的经济性。
<BR>3）改变配气相位<BR>为了加强气缸的扫气作用，减少燃烧室的残气，提高充量系数以及降低热负荷和改善涡轮的工作条件，因此，增压柴油机一般都采用较大的气门重叠角。
但重叠角过大会使扫气空气量增加，压气机工作负担加重；引起柴油机在低速负荷时废气倒流气缸和进气管，使进气管发热，对整机的加速及变工况性能不利；同时，当重叠角过大时，为了避免气门与活塞相碰，要在活塞顶上挖过深的凹坑，使燃烧恶化。
<BR>在脉冲增压系统中，气门重叠角一般在110°～130°曲轴转角。
<BR>4）排气系统<BR>在脉冲增压系统中，为了充分利用脉冲能量，使扫气期间各缸排气互不干扰，排气管必须分开。
分支的原则是一根排气管所连各缸排气必须不相重叠（或重叠很小）。
例如，一般四冲程柴油机排气冲程波延续时间约为240°曲轴转角，这时一根排气管所连接的气缸数目不宜超过三个，而且应使相邻发火的各缸排气相互隔开，如发火次序为1-5-3-6-2-4的六缸机，就可采用1、2、3缸及4、5、6缸各连一根排气管。
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5）增压空气的冷却<BR>将增压器出口的增压空气加以冷却，既能提高充气密度，进而提高柴油机的功率；又可降低柴油机压缩始点的温度和整个循环的平均温度，使发动机的热负荷及排气温度降低。
试验证明，增压空气温度每降低10℃，发动机的循环平均温度可降低25℃～30℃，功率可提高2.5%～3%。
<BR>冷却增压空气的方法，一般是用水或空气在中间冷却器中进行间接冷却。
如果采用独立水箱散热系统，虽然可以提高中冷效果，但结构庞大而复杂，在汽车上布置困难。
采用空气冷却方案比较可取，图10-11所示为空气冷却式中冷系统。
它使一种以增压空气作为动力源的强制流通形式，用一部分增压空气经取气管驱动中冷系统中的空气涡轮风扇，迫使外界冷却空气加速流动。
当冷却空气通过散热交换器后就将增压空气的热量带走，使增压空气得到冷却，并通过进气歧管进入发动机。
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