车用混流涡轮增压器研究
小货车涡轮增压的作用原理
小货车涡轮增压的作用原理
小货车涡轮增压的作用原理是利用发动机排气流中的能量来驱动涡轮，进而压缩进气，提高发动机的进气量和效率。
具体来说，小货车涡轮增压系统包括涡轮增压器、废气涡轮及涡轮增压器和发动机间的废气管路。
当发动机工作时，发动机的废气会经过排气门排放出来，一部分废气经过废气管路进入涡轮增压器的废气涡轮。
废气涡轮由涡轮叶片组成，通过废气的冲击和流动将涡轮增压器中的涡轮转动。
涡轮增压器中的涡轮与压气机相连，涡轮转动时，压气机也会跟着转动。
压气机具有多个分段的压气机叶片，通过转动将进气压缩，形成高压气体，从而增加了发动机的进气密度。
在压缩后的高压气体进入发动机燃烧室后，与更多的燃料混合燃烧，增加了发动机的功率和扭矩。
通过涡轮增压系统的作用，小货车的发动机可以在相同排量的情况下，获得更高的功率和扭矩输出，提升车辆的动力性能和加速能力。
同时，涡轮增压还可以提高燃烧效率，减少燃料消耗和尾气排放，提高燃油经济性和环保性能。
HIF涡轮增压器混流涡轮级的CFD研究
Ｋｅ ｒ ｓ： ｍｉ ｅ ｆｏ ｔ ｒ ｉ ｅ； ｐ ｒｏ ａ ｃ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ｘ ｄ— ｗ ｕ ｂ ｎ ｌ ｅ ｒ ｎ ｅ ｃ ｍｐｕａ ｉｎ；ｆｏ ａ ａ ｙ ｉ ｆｍ ｔｔｏ ｌ ｗ ｎ ｓｓ ｌ
试 验和 计算表 明 ，混流 涡轮 在高 比转 速下 能保
持高 的涡轮 效 率 ，涡 轮 峰值 效 率 点 的 速 比 ｕ ｃ ／ ０值 低于 传统径 流涡轮 的设 计 值 ０ ７ ． ，并 且 涡 轮 叶 片 的 负荷情 况好 于径 流涡轮 ． 由于具 有上 述优 点 ，混 流
特性 ，并 与试验数据进行 了对 比，同时计算得 出了叶轮流场分布．结果表 明 ，混 流涡轮有 利于发 动机脉 冲排气能 量的利用 ，所设计 的混 流涡轮轮缘处流 动情况较差 ． 关键词 ：混 流涡轮 ；特性计算 ；流场分析
中图 分 类 号 ：Ｔ ４３ ５ Ｋ １． ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ
魏希辉 ， 施 新 ， 杨
（ 北京 理工大学机械与车辆工程学院 ，北京
策
１０ ８ ） ０ ０ １
摘
要 ：利用三维 Ｃ Ｄ软件 Ｐ Ｅ建立 了 Ｈ Ｆ涡轮增压器混流涡轮级三维流道模型 ，利用 商用 Ｃ Ｄ软件 Ｎ ｍ ｃ Ａ ｍ／ １ Ｆ ｕ ｅａ
对涡轮内流场进行 了模拟 ．控制方程使用 Ｂ ｌｗｎＬｍ ｘ模型 ，选用 ｓＡ湍 流模 型 ，计算 出了涡轮级 的流量 和需 的 几 何模 型包 括 涡 轮 涡 Ｆ
壳 流道模 型 和叶轮 通道 模型 ．
计 混流 涡轮进 行 了流场 仿真 计算 ，得 出 了相 似转 速 ２０ ７０和 ３０ ００时 的 涡 轮 流 量 特性 和效 率 特 性 曲 线 ，
收 稿 日期 ：２０ ０７—０ ０ ６— １
汽车涡轮增压工作原理
汽车涡轮增压工作原理
汽车涡轮增压是一种利用废气能量来提高发动机进气密度和增加功率输出的技术。
在涡轮增压系统中，主要包括涡轮增压器、废气涡轮和增压空气冷却器。
工作原理如下：
1. 发动机排气进入涡轮增压器：废气通过排气管流入涡轮增压器的涡轮轮胎，在喷嘴的作用下将涡轮轮胎推动转动。
2. 涡轮增压器压缩空气：涡轮轮胎转动带动增压器的压气轮通过压缩空气进而提高进气密度。
3. 压缩空气进入发动机：增压的空气通过冷却器冷却后进入发动机气缸内，与燃料混合后进行燃烧，从而产生更大的动力输出。
4. 控制系统调节压力：涡轮增压器的增压程度由控制系统根据发动机转速、负荷和需要的功率输出调节，确保引擎正常运行。
5. 提高燃烧效率和动力输出：通过增加进气密度，涡轮增压系统能够提高燃烧效率，并使发动机在相同体积下输出更大的功率，从而提高汽车的加速性能和行驶性能。
总之，涡轮增压通过利用废气能量来提高进气密度，进而提高发动机的燃烧效率和功率输出，使汽车在保持轻便结构的同时获得更高的性能表现。
径流式涡轮的原理与设计
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径流式涡轮的特点
---径流涡轮缺点(1)
涡轮轮盘全部与燃气接触，受热面积大，转 子内温度梯度大，零件热应力大。
径流式涡轮用在脉冲增压系统中，对发动机 扫气有不良影响。因为扫气时发动机排气压 力波焓降较小，涡轮内气体受离心力作用， 有反流倾向，使扫气背压升高。
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径流式涡轮的特点
---径流涡轮缺点(2)
随着现代车用动力对动力性、经济性、排放 特性等要求的不断提高，涡轮增压技术也不 断向高转速、小型化、大容量方向发展，使 得径流涡轮的设计比转速越来越高。然而高 比转速下径流涡轮叶轮出口损失增加，从而 导致涡轮效率下降。
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混流涡轮介绍(1)
目前已有混流涡轮在工程实际中得到良好应 用的不少实例
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本课程涡轮部分所讲内容
本课程将只讲述径流涡轮的原理与设计。 一来，目前车用涡轮增压器中，混流涡轮还
占多数。 二来，混流涡轮的流动过程和径流涡轮比较
相似。
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径流式涡轮的热力学过程
---流动过程(1)
径流式涡轮由涡壳、喷嘴 环叶片或无叶涡壳、叶轮 等组成。具有一定压力、 温度和速度的燃气首先进 入涡壳，由涡壳将燃气引 向喷嘴环叶片或无叶喷嘴 环，使气体膨胀加速，气
体以α1的方向从喷嘴环流 出，速度增大到c1，压力 和温度分别降至p1和T1， 气体以相对速度w1进入圆 周速度为u1旋转叶轮。
13
可调涡轮增压器需要更为 细致及精确的控制系统。
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涡轮涡壳与喷嘴环
---无叶涡壳的设计(1)
无叶涡壳设计较为复杂，无叶涡壳内气流具有 三元性质，拟定精确计算时，存在着许多困难， 为了便于实际简化计算，特做如下假设：
车用球轴承涡轮增压器临界转速分析
建 Байду номын сангаас这些 部件两 端 截面 状 态 向量 问 的传 递关 系 ， 再
利 用连续 条件就 可求得 转子在任 意截 面 的状态 向量
与起 始截 面状态 向 量间 的关 系 ， 过对 能满 足边 界 通
要 求等优 点 ， 车用 增 压器 上应 用 球 轴承 成 为 必然 在 趋 势 。支 承型式 对轴 承～ 转子 系统 临界转速有 重要
避 开其 临界 转 速 ， 这就 必 须对 增压 器 的轴 承一转 子 动力 学特性 进行深 入 研究 、 化 和 调整 设计 轴 承 一 优
任意 截面 的 状 态 向量 可 表 示 为 ｛ ） Ｚ 一 ［ ０ ｙ，， Ｍ ， ］ ， 由挠度 （ ， 率 （） 弯 矩 （ 及剪 力 Ｑ 其 ｙ） 斜 ，
有０ ９ ～Ｏ ９ 的机 械效率 （ ． ５ ．９ 浮动轴 承 一般 为０ ８ ～ ．５
１ １ 传递矩 阵 法 ．
传 递矩 阵法是 把 轴承 一转 子 系统 分 为 圆盘 、 轴
段和支 撑等若 干个 典型 的元件 或 部件 ， 用力 学方 法
０ ９ ）很 小 的阻尼 ， ．５ ， 良好 的瞬态响应性 ， 较低 的润滑
阶 ｌ 转 速 值 与 试 验值 比较 ， 阶 相 差 ５ ５ 与 １４ ， 相 差 ２ ５ 与 ８ ４ 。 同时 ， 算 分 析 了轴 承 刚 度 、 临界 １ ．９ Ａ ０ ． ２ ２阶 ．３ ．Ｏ 计
轴 承 结构 尺 寸 涡轮 材 质 等 参数 对增 压 器 －界 转速 的 影 响 ， 到 了相 关 曲线 。 临 得 关 键 词 ：涡轮 增 压 器 ；球 轴 承 ； 承 一 转 子 系统 ；临 界转 速 传递 矩 阵 法 ； 限元 法 轴 有
提高车用涡轮增压器性能的改进措施与创新方案
随着人 们对 车辆 节 能 、功率和 环 保要 求 的不 断提 １ 径流式 涡轮机 的改进 ． ２
关键词： 涡轮增压器 ； 改进 ； 新型增压系统 Ｉ ｍｐｒ ｖ ｍ ｅ ｔＭ ｅ ｓ ｅ ｎ ｎｎ ｖ ｔｏ ｌ ｔｏ ｆＶｅ ｉ ｌ ｕｒ ｃ ｒ ｅ ｒ ｏ ｍａ ｅ ｏ ｅ ｎ ａ ｕｒ ｓａ ｄ Ｉ ｏ ａ ｉ ｎ Ｓｏ ｕ ｉ ｎ Ｏ ｈ ｃ ｅ Ｔ ｂｏ ｈａ ｇ ｒＰｅ ｆ ｒ ｎｃ
２ １ １） ０ Ｏ（ １
Байду номын сангаас
摘要 ： 文章针对传统车 用涡轮增压 器的各 个具体部件 ，分别论述 了它们近年来的改进 以及这些改进对增压 器和发动
机 性 能 的 影 响 。此 外 ，还 对 近 年 来 出现 的 新 型 涡 轮 增 压 器 作 了介 绍和 比较 。 通 过 对 传 统 涡轮 增 压 器 的 改进 和 采 用 新 型 涡轮 增 压 系统 ，有 效 地 改 善 了 车 用 涡轮 增 压 器存 在 的主 要 问题 。
增压 系统 。
涡 轮 叶轮材 料 的密度 一般 远 高于 压气 机 叶轮 的密
度 ，这 使得 涡轮 叶轮 与 压气机 叶轮组 成 的增压 器转 子
ｌ 传 统增压器各部件 的改进
质 量分 配很 不 均匀 ，增 压器 转子 质量 分配 不够 合理 。
传 统 涡轮 增压 器主 要 由离 心式 压气 机 、径流 式 涡 因此 ，对 涡轮 叶轮进 行 结构优 化 、适 当减 轻转 子 的质
高 ，对 车用 涡轮 增压 器 的性 能也 有 了更 高 的要 求 。 当 １２１ 涡轮 叶 轮 ．．
涡轮增压器工作原理
涡轮增压器工作原理涡轮增压器是一种通过利用废气能量来增加内燃机进气压力和密度，从而提高发动机功率的设备。
它是内燃机领域中一种重要的动力增压装置，广泛应用于汽车、船舶和飞机等领域。
那么，涡轮增压器是如何工作的呢？接下来，我们将从涡轮增压器的原理、结构和工作过程三个方面来详细介绍。
首先，让我们来了解涡轮增压器的原理。
涡轮增压器是利用废气能量来驱动的，其工作原理类似于风力涡轮机。
当发动机工作时，废气通过排气管进入涡轮增压器的涡轮室，涡轮室内的涡轮叶片受到废气的冲击而旋转。
涡轮叶片与压气机叶片通过同一轴连接，因此涡轮的旋转也带动了压气机的旋转，从而将空气压缩后送入发动机气缸，增加了气缸内混合气的密度，提高了燃烧效率，从而提高了发动机的功率和扭矩。
其次，涡轮增压器的结构也是影响其工作原理的重要因素。
涡轮增压器主要由涡轮组件和压气机组件两部分构成。
涡轮组件包括涡轮轴、涡轮叶片、涡轮壳体等部件，其作用是利用废气能量驱动涡轮旋转；压气机组件包括压气机轴、压气机叶片、压气机壳体等部件，其作用是将空气压缩后送入发动机气缸。
两个组件通过同一轴连接，共同完成了涡轮增压器的工作过程。
最后，我们来看一下涡轮增压器的工作过程。
当发动机工作时，废气通过排气管进入涡轮增压器的涡轮室，涡轮叶片受到废气的冲击而旋转，带动压气机叶片将空气压缩后送入发动机气缸。
在发动机转速较低时，废气能量不足以驱动涡轮旋转，此时压气机输出的压缩空气较少；而在发动机转速较高时，废气能量足以驱动涡轮旋转，此时压气机输出的压缩空气较多。
因此，涡轮增压器能够根据发动机转速自动调节输出的压缩空气量，从而实现了动力增压的效果。
总的来说，涡轮增压器利用废气能量来驱动涡轮旋转，带动压气机将空气压缩后送入发动机气缸，从而提高了发动机的功率和扭矩。
其工作原理简单清晰，结构合理可靠，是一种高效的动力增压装置。
涡轮增压器的应用不仅提高了发动机的性能，也为汽车、船舶和飞机等交通工具的节能环保做出了重要贡献。
涡轮增压工作的原理
涡轮增压器原理涡轮增压原理探讨NA动力提升方法一般的NA（自然进气）发动机的做法，逃不开加大节气门口径，或换多喉直喷等，使高转速时可以在同油门深度下，获得更多的空气量。
但这种方法在某一转数后，作用就有限了。
毕竟NA 发动机的空气是靠真空吸入的。
在汽缸容积固定不变的情况下，真空吸入空气有一个相对的限度。
有的NA 发动机改用高角度凸轮轴(Hi Cam，借此增加进排气门重叠角度)，可以在高转速下获得高动力，但缺点是低转的扭矩较差，而且如果角度过大，会有发动机怠速不稳的现象。
所以现在不少的新车都用上可变气门正时技术，再配合可变凸轮轴等技术（如VVTL-i、i-VTEC、MIVEC）……以期在低转扭矩和高转马力之间取得很好的平衡。
但即便是用尽以上方法，发动机的进气效率顶多提高60%。
NA 发动机始终无法避免其宿命——空气是被动地被吸入汽缸内的。
也就是说，引擎所需的空气完全依靠活塞下行时产生的负压而进入，即便汽缸吸满了空气，缸中气压也就小于或等于一个大气压。
所以NA 发动机的升功率始终远不如能将空气与燃油强制送入的汽缸中，可轻松获得一倍以上马力的增压发动机。
涡轮增压系统原理解构涡轮系统是增压发动机中最常见的增压系统之一。
如果在相同的单位时间里，能够把更多的空气及燃油的混合气强制挤入汽缸（燃烧室）进行压缩燃爆动作（小排气量的引擎能“吸入”和大排气量相同的空气，提高容积效率），便能在相同的转速下产生较自然进气发动机更大的动力输出。
涡轮增压利用废气驱动，基本没有额外的能量损耗（对发动机没有额外的负担），便能轻易地创造出大马力，是非常聪明的设计。
情形就像你拿一台电风扇向汽缸内吹，硬是把风往里面灌，使里面的空气量增多，以得到较大的马力，只是这个扇子不是用电动马达，而是用引擎排出的废气来驱动。
一般而言，引擎在配合这样的一个“强制进气”的动作后，起码都能提升30%-40% 的额外动力，如此惊人的效果就是涡轮增压器令人爱不释手的原因。
增压器涡轮转／静交界面处理方法的影响分析
口 赵振国 口 周正贵 口 王浩冰 ｚ
南京 南京
口
王崇愚 ２
１ ． 南京航空航天大学 能源与动力学院 ２ ． 江 苏 美 特 林 科 特殊 合金 有 限公 司
２ １ ０ ０ １ ６
２ １ ０ ０ ０ ０
摘
要： 使用 Ｎ Ｕ Ｍ Ｅ Ｃ Ａ 流 场 计 算软 件 ， 研 究 了采 用混 合 面 方 法 、 转 子 冻 结 方 法和 非 定 常 方 法 处 理 转 ／ 静 交界 面 对 汽 车
是 国 内在 这 方 面 的 研 究 成 果 就 更 少 了 。
为 ３ ８ ． ５ ｍｍ ， 叶 片 数 为 ９， 蜗 壳 流 道 出 口宽 度 为 ５ ｍｍ 。
１ ． ２ 计 算 网格 利 用 ＣＦ Ｄ 商 用 软 件 ＮＵＭＥ ＣＡ 的 前 处 理 器 进 行 网 格 生 成 。首先 在 Ｉ ＧＧ 模 块 中 生 成 蜗 壳 网 格 。 并 在 Ａｕ ｔ ｏ ｇ ｒ ｉ ｄ模 块 中 生 成 叶 轮 网 格 ， 然 后 在 Ｉ ＧＧ 模 块 中 进
内 均 采 用 蝶 形 网 格 。并 将 蜗 舌 出 口处 设 置 为 可 穿 透 壁
面 ， 网格 总 节 点 数 约 为 ４ ０万 ； 叶 轮 通 道 采 用 Ｈ０Ｈ 型 网
格 ， 网格 总 节 点 数 约 为 ３ ３万 。 对 于 混合 面方 法 ， 叶 片 通 道 数取 １ ， 计 算 网格 量 约 ８ ０万 ， 如 图 １所 示 ； 对 于 转 子 冻 结 方法 和非 定 常方 法 ， 叶 片 通 道 数 取 ９， 计 算 网 格 量
行 网格块 对 接 ， 对接 面 即为 转／ 静 交 界 面 。 网 格 质 量 是 影 响数值 模 拟精度 的 一个 重要 因素 。 本 文 以正 交性 、 长
涡轮增压器压气机级性能仿真预测研究
高 实物 增压 器 配机过 程 的效率 与 成功率 。 本 研 究 进 行 了涡 轮 增 压 器 压 气 机 级 建 模 及 分 析 ， 气机 模 型选用 安 装 有 叶扩 压 器 及 蜗壳 的整 机 压 模型 ， 完整 体现 涡轮 增压 器 的结构 ， 并分 析 了不 同模 拟 方法 对最 终模 拟 结 果 的影 响 ， 定 增 压器 压 气 机 确
压
图 ７ 静压截面云 图
相对马赫数
Ｌ。
￣ ＂ ｍ Ｊ Ｆ
例 瑚
３ ■ 二 湖黝 ３二 ０＝ ＿
车
用
发
动
机
２１ ０ １年第 ６ 期
转速下 计算 一系列 不 同流量计 算点 。每 条工况线 在
确定 喘振点 时 ， 若计 算残 差 收敛 曲线 出现扰 动 ， 出 进
口流量 、 比及效 率收敛 曲线 不为恒 值 ， 压 出现周期 性
波动 ， 由此 可判 断该流量 下压气 机 出现 了喘振 现象 ， 相对应 的计 算流 量 即为该转 速下 的喘振 流量 点 。对 实物样 机 在 台架 上 进行 了压 气 机特 性 试 验 ， 对试 验
图 ３ 压 气 机 级 三 维 网格
数据 与仿 真计算 结果进 行 了 比较 （ 图 ４及 图 ５ 。 见 ）
１３ 边 界 界 面 条 件 的 检 索 及 设 定 ．
压气 机级 网格 制 作 完 成 后 ， Ｉ ｇ中进 行 网格 在 ｇ
边 界条件 的设 定 ， 后 进行 网格 质 量检 查 。本 研 究 最
随着 Ｃ Ｄ仿 真技 术 的迅猛 发展 ， 压器 性能 预测 技 Ｆ 增 术 有 了长 足 的发展 ， 压 器 的配 机 过 程 已从 传 统 的 增 单 一试 验验 证 向预测 分 析结合 试 验验证 转 变 。在 增 压 器性 能 预测 中 ， 确 的压 气 机 级 性 能 预测 是 关 键 准
涡轮增压发动机的技术改进与优化
涡轮增压发动机的技术改进与优化第一节：涡轮增压发动机的基本原理及其优点涡轮增压发动机是一种利用废气能量驱动涡轮增压器增压来提高发动机进气压力、增强燃烧室内空气与燃料的混合程度，从而提高发动机的功率输出和燃油经济性的发动机。
涡轮增压发动机的优点主要有：1.功率输出明显提升：涡轮增压发动机通过增压器驱动进气压力增加，使得在同样的时间内等量的燃料能够燃烧生成更多的能量，从而提高发动机的功率输出。
2.燃油经济性提高：相比于自然吸气发动机，涡轮增压发动机在达到相同输出功率时，能够减少燃油消耗。
3.提高发动机响应性：涡轮增压发动机具有较高的动力响应性，达到相同的输出功率时，机械传动系统经常处在更宽的工作范围内，以获得充足的进气量，进而使发动机加速更迅速。
第二节：涡轮增压发动机的技术改进与优化1.增压器技术改进高效率、低惯性、小尺寸的增压器能够提高涡轮增压发动机的性能，因此，目前的发展趋势是大口径混流式、轴流式和向心式增压器。
同时，机械增压器逐渐被涡轮增压器取代。
2.排放技术改进涡轮增压发动机由于进气压力与燃烧室内温度的升高会对尾气排放造成影响，因此，必须采用适当的技术手段来减少尾气排放。
例如采用电控技术来控制燃油供应和点火顺序，采用气体循环系统来减少废气排放等。
3.电动双涡轮增压系统电动双涡轮增压系统主要包括两个独立运行的涡轮增压器、电动机和控制系统。
该系统能够通过控制两个涡轮增压器的转速，实现对发动机进气流量的精确控制，从而提高了发动机的燃油经济性和马力输出，并改善了低中速扭矩响应。
第三节：现有涡轮增压发动机的应用与前景1.汽车领域随着汽车的不断发展，涡轮增压发动机已经逐渐成为汽车行业应用最广泛的发动机之一。
从小型家用轿车到运动跑车，涡轮增压发动机都拥有卓越的性能表现和经济性能，成为车辆动力系统升级的首选方案。
2.船舶领域在船舶领域，涡轮增压发动机也正逐渐受到重视。
在船舶动力系统升级改造中，涡轮增压发动机能够有效地提高动力输出和经济性能，从而降低运营成本，提高船舶的整体性能表现。
VTC254与ZN290系列增压器的设计改进
VTC254与ZN290系列增压器的设计改进(呼和浩特铁路局包头西机务段，内蒙古包头 014010)1007—6921(2021)05—0072—011 概述东风4系列内燃机车是我国铁路运用最多、最广的客运、货运主型内燃机车，其运用的增压器也多种多样，其中主要有：VTC254；ZN290、ZN300、ZN310、ZN315等系列增压器。
本文简要地介绍针对东风4C型内燃机车装用的VTC254-13及ZN290型增压器在运用过程中常常出现的技术故障及对其进行的设计改良。
2 原理简介东风4C型内燃机车装用的VTC254-13及ZN290型增压器，同属涡轮、轴流、内支撑、水冷式增压器。
它的工作原理及功用是：利用柴油机各气缸排出的高温废气，推动涡轮带动压气机工作叶轮，将空气导入压气机的扩压器中进行压缩，为各缸提供压缩后的新颖空气，增加新颖空气进入气缸内的密度，提高燃油在气缸内的充分燃烧率，从而改善柴油机的做功能力，提高柴油机的工作效率。
3 存在的问题及设计改良VTC254-13及ZN290型增压器在实际运用过程中，常常发生油封漏油、工作叶轮扫膛、及浮动轴承烧损等技术故障，给机车的正常运用及检修工作带来了肯定的影响。
为了使增压器的工作性能更加可靠，削减机车的运行故障，对VTC254-13及ZN290型增压器进行了设计改良。
改良后的增压器称其为ZN320型增压器。
ZN320型增压器利用了VTC254及ZN290系列增压器的四大壳体即：涡轮出气壳、涡轮进气壳、轴承体和蜗壳。
为提高ZN320系列增压器的气动性能及安全可靠性，对ZN320增压器导风轮、压气机叶轮、涡轮叶片、喷嘴环、扩压器、蜗壳等气动元件进行了多方案的一维、二维和准三维气动计算、分析；对导风轮、压气机叶轮、涡轮叶片、涡轮盘及转子系统等旋转部件进行强度及临界转速计算分析；对径向轴承、浮动轴承、主止推及付止推轴承进行润滑及强度计算分析，设计、研制了不同方案的导风轮、压气机叶轮、涡轮叶片、喷嘴环、扩压器、径向轴承、浮动轴承、主止推轴承及付止推轴承，并在增压器试验台上进行了多方案的试验、比较。
涡轮增压的工作原理
涡轮增压的工作原理涡轮增压是一种通过压缩空气来增加内燃机输出功率的技术，它利用废气的动能驱动涡轮，进而压缩进气，提高燃烧效率。
在汽车和摩托车等内燃机动力系统中广泛应用，下面我们来详细了解一下涡轮增压的工作原理。
首先，涡轮增压器由涡轮和压气机两部分组成。
涡轮部分由涡轮轮毂和涡轮壳体组成，压气机部分由压气机轮毂和压气机壳体组成。
当发动机工作时，排气门打开，高温高压的废气通过排气歧管进入涡轮增压器，推动涡轮轮毂旋转。
涡轮轮毂与压气机轮毂通过同一轴连在一起，涡轮轮毂的转动带动压气机轮毂旋转，压缩进气并送入发动机燃烧室，从而增加了进气量，提高了发动机的输出功率。
其次，涡轮增压器的工作原理可以用简单的公式来描述，功率=扭矩×转速。
在内燃机工作过程中，发动机的扭矩与转速成正比，而涡轮增压器通过增加进气量，提高了发动机的进气密度，使得每次燃烧的燃料量增加，从而提高了发动机的输出功率。
涡轮增压器的工作原理可以说是通过“压缩空气，增加燃料燃烧效率，提高发动机输出功率”。
最后，涡轮增压器的工作原理还与发动机的排气系统有关。
排气系统的设计对涡轮增压器的工作效率有着重要影响。
合理的排气系统设计可以减小排气的阻力，提高废气的排出效率，从而为涡轮增压器提供更多的高温高压废气，使其工作更加高效。
同时，涡轮增压器的润滑系统也需要得到重视，保证涡轮轴承和涡轮叶轮的正常运转，延长涡轮增压器的使用寿命。
总的来说，涡轮增压器通过压缩空气，提高了内燃机的进气密度，增加了燃料的燃烧效率，从而提高了发动机的输出功率。
它是一种高效、节能的动力增压技术，对于提高发动机的动力性能和燃油经济性有着重要的作用。
通过深入了解涡轮增压器的工作原理，我们可以更好地理解和应用这一技术，为汽车和摩托车等内燃机动力系统的性能提升提供更多的可能性。
车用涡轮增压器混流涡轮的性能试验研究
文章编号:1000-0909(2002)02-0141-03200033车用涡轮增压器混流涡轮的性能试验研究施 新,马朝臣,杨长茂,张 虹,魏名山,杨 策(北京理工大学车辆与交通工程学院,北京100081) 摘要:针对匹配J6110Z柴油机的H1F增压器混流涡轮进行了涡轮性能试验,并将其试验结果与原径流涡轮试验结果进行了分析和比较。
试验结果表明:由于混流涡轮兼有径流和轴流涡轮的流动特性,其流通能力较直径相当的径流涡轮大,这对于改善车用增压柴油机的加速性能是有益的;在低相似转速情况下,混流涡轮的最高效率比径流涡轮高,并且最高效率点与径流涡轮相比向小u/c0方向移动,这对于改善车用增压柴油机的低速性能是有益的。
关键词:混流涡轮;涡轮增压器;增压柴油机中图分类号:T K423.5 文献标识码:A引言 随着现代车用动力对动力性、经济性、排放特性等要求的不断提高,涡轮增压技术也不断向高转速、小型化、大容量方向发展,使得径流涡轮的设计比转速越来越高。
然而在高比转速下,径流涡轮的叶轮出口损失增加,从而导致涡轮效率下降[1]。
混流涡轮由于其具有在高比转速下仍保持高效率的优点,近年来在涡轮增压领域受到了研究者的广泛关注,国外增压器公司不断推出采用混流涡轮的商用增压器。
但在车用涡轮增压领域,目前仅有IHI(日本石川岛播磨)的RHE型投入使用。
本文针对所设计的匹配J6110Z型车用柴油机的H1F增压器混流涡轮[2]进行了涡轮性能试验,并将试验结果与J6110Z柴油机原配备的径流涡轮试验结果进行了比较。
1 混流涡轮的结构和特性 典型的车用增压器混流涡轮结构形式如图1所示。
与径流涡轮相比,混流涡轮最主要的特点是叶轮进口来流倾斜,绝对速度c1和相对速度w1的子午分量都已不再局限于径向,而是具有轴向的分量,如图2所示。
由于这种特殊的叶轮结构形式,使得气流能很好地适应叶型的变化,平缓地过渡至轴向,可以有效地防止高比转速下轮缘处气流脱离现象的发生,使叶轮的内部流场大为改善,这是混流涡轮在高比转速下保持高涡轮效率的主要原因[3]。
涡轮增压器工作原理
涡轮增压器工作原理引言概述:涡轮增压器是一种常用于汽车和船舶引擎中的设备，它通过利用废气的能量来提高发动机的进气压力，从而增加了发动机的功率输出。
本文将详细介绍涡轮增压器的工作原理，包括涡轮增压器的组成、工作过程以及优缺点。
一、涡轮增压器的组成:1.1 涡轮:涡轮是涡轮增压器的核心组件之一，它由一系列叶片组成。
当废气通过涡轮进入涡轮增压器时，废气的动能被转化为涡轮的转动动能。
涡轮的转动速度与进气流量成正比，因此它能够提供足够的动力来驱动压缩机。
1.2 压缩机:压缩机是涡轮增压器的另一个重要组成部份，它位于涡轮的另一端。
压缩机由一系列叶片组成，它的作用是将进气压力增加到更高的水平。
当涡轮转动时，它带动压缩机旋转，从而将大量空气压缩到发动机所需的压力。
1.3 废气涡轮增压器控制系统:废气涡轮增压器控制系统是涡轮增压器的重要组成部份，它包括涡轮增压器的控制单元、传感器和执行器。
控制单元通过传感器获取发动机的工作状态信息，并根据需要调整涡轮增压器的工作参数，以确保发动机的性能和燃烧效率。
二、涡轮增压器的工作过程:2.1 进气阶段:当发动机运转时，废气通过排气系统进入涡轮增压器。
废气的高温和高速度使得涡轮开始旋转。
2.2 压缩阶段:涡轮的旋转动力带动压缩机旋转，压缩机将大量空气压缩到高压状态。
压缩后的空气进入发动机的进气道，增加进气压力和密度。
2.3 燃烧阶段:进气压力和密度的增加使得发动机能够燃烧更多的燃料，从而提高功率输出。
涡轮增压器的工作原理有效地利用了废气能量，提高了发动机的燃烧效率。
三、涡轮增压器的优点:3.1 提高功率输出:涡轮增压器通过增加进气压力，使发动机能够燃烧更多的燃料，从而提高功率输出。
这对于需要更高动力输出的汽车和船舶引擎非常重要。
3.2 减少燃料消耗:由于涡轮增压器提高了发动机的燃烧效率，它可以减少燃料的消耗。
这对于提高燃油经济性和减少环境污染非常有益。
3.3 增加海拔适应性:涡轮增压器能够在高海拔地区提供更高的进气压力，从而保持发动机的正常工作。
涡轮增压器工作原理
涡轮增压器工作原理涡轮增压器是一种用来提高汽车引擎性能的装置，它通过增大进气密度，提高燃烧效率来达到增加发动机功率的目的。
本文将对涡轮增压器的工作原理进行详细介绍。
涡轮增压器是由两个主要部分组成的：涡轮和增压器。
涡轮由两个具有不同直径的轮叶组成，轴承支持着它们的转动。
增压器由增压器冲程室和废气涡轮室组成。
涡轮增压器的工作原理可以简单分为四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
首先，当汽车引擎工作时，进气阀打开，新鲜空气通过空气滤清器进入到涡轮增压器。
涡轮增压器的涡轮轴会随着进气的流动而旋转。
接下来，涡轮叶片将空气加速转向涡轮叶片的出口。
这种加速产生了旋转力量，使得涡轮叶片旋转，并将能量传递给增压器。
涡轮增压器将旋转动能转化为压缩动能。
在涡轮增压器中，部分废气从汽车引擎的排气系统进入到增压器冲程室。
废气涡轮的涡轮叶片随着废气的流动而旋转，产生的旋转力量传递给涡轮增压器的压缩机。
增压器中的压缩机将空气压缩，并将其送入汽缸内。
最后，经过压缩的混合气进入汽缸燃烧室，与燃料混合后点燃燃烧。
由于空气被压缩，进入汽缸燃烧室的空气密度增加，使得燃料更充分的燃烧，提高了燃烧效率。
涡轮增压器的工作原理主要依靠废气的能量来驱动涡轮叶片转动，并压缩进气从而提高燃烧效率。
当发动机转速提高时，涡轮叶片转动速度也会增加，使得涡轮增压器提供更高的压力。
这将进一步增加进气密度，在相同体积内提供更多的氧气供应，从而更充分的燃烧燃料，产生更多的能量。
这样可以提高发动机的功率输出。
然而，涡轮增压器也存在一些缺点。
例如，涡轮增压器需要一定的时间和能量来启动，并且增压器可能会产生一些高温。
此外，涡轮增压器需要引擎排气系统和进气系统的支持，否则会影响其性能。
总结起来，涡轮增压器通过废气驱动的涡轮叶片旋转，压缩进气从而提高进气密度，从而增加发动机的动力输出。
它是一种相对简单而有效的技术，被广泛应用于现代汽车引擎中。
通过了解涡轮增压器的工作原理，我们可以更好地理解和享受驾驶过程中的高性能汽车。
涡轮增压发动机工作原理
涡轮增压发动机工作原理涡轮增压发动机是一种利用废气能量来增加发动机进气压力的设备，通过提高进气密度，使得在相同排量下可以获得更多的燃料混合气，从而提高发动机的输出功率。
涡轮增压发动机是现代内燃机中常见的一种动力装置，下面将简要介绍其工作原理。
首先，涡轮增压发动机的工作原理基于热力学的原理。
当发动机工作时，活塞在气缸内做往复运动，燃烧室内的燃料混合气被点燃，产生高温高压的燃烧气体，然后将这些燃烧气体排出。
而排出的废气中蕴含着大量的能量，这部分能量原本是会被浪费掉的。
而涡轮增压器的作用就是利用这部分废气中的能量，将其转化为机械能，从而提高发动机的功率输出。
其次，涡轮增压器由涡轮和压气机两部分组成。
废气在流经涡轮时，会使得涡轮转动，而涡轮与压气机通过轴连接在一起，因此涡轮的转动也会带动压气机一起转动。
压气机的作用是通过压缩空气，提高进气道中的气压，从而使得更多的空气进入气缸，与燃料混合后形成更加浓缩的混合气，提高了燃烧效率，从而使得发动机输出功率增加。
最后，涡轮增压发动机的工作原理还包括了涡轮增压器的控制系统。
涡轮增压器的工作需要一个精确的控制系统来调节废气的流量，确保涡轮增压器在不同转速下都能够提供合适的增压效果。
通常情况下，涡轮增压器的控制系统会根据发动机的负荷和转速来调节废气的流量，以保证发动机在不同工况下都能够获得最佳的增压效果。
总的来说，涡轮增压发动机通过利用废气的能量，提高了发动机的进气密度，从而提高了燃烧效率，使得发动机在相同排量下获得更大的输出功率。
涡轮增压发动机的工作原理相对复杂，但是通过合理的设计和控制，可以实现高效的动力输出，成为现代内燃机中常见的动力装置。
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２ １ 第 ２期 ０ ０年
车 辆 与 动 力 技 术
Ｖｅ ｃｅ ＆ Ｐ ｗｅ ｃ ｎ ｌｇ ｈｉｌ ｏ ｒＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
总第 １８期 １
文章编号 ：１０ ４ ８ （００ ０ ０ ９— ６ ７ ２ １ ）２—０５ — ７ ０８ ０
车用 混 流涡 轮增 压器 研 究
王 绍 卿 ， 黄 若 ， 曹 林 ， 杨
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能 ，指 出混流涡轮在高转速、低 速比下优越的效率特性 和流 量特性 ，并对混流 涡轮在脉 冲进气 条件 下的非稳 态 试验结果进行 了总结 ，利用容积效应分析 了特性圈形成的原 因；论 述 了当前混流涡轮 Ｃ Ｄ的研究结果 ；分析 了 Ｆ 可变几何混流涡轮 的技术路线 ，指出可变几何混流涡轮增压器 （ Ｇ—ＭＴ Ｖ ）应成 为 目前增压器的研究方 向． 关键词 ： 增压器 ；混流涡轮 ；试验研究 ；Ｃ Ｄ；可变几何 Ｆ 中图分类号 ： Ｋ ２ ． Ｔ ４１ ８
（ ．中国航天科工集团第三研究 院 ３ 所 ，北 京 １ １ ２ 北京理工大学机械与车辆学院 ，北京 ． １０ ７ ； ０ ０４ １０ ８ ； ．湖南天雁 机械有 限责任公司 ，衡 阳 ４ １０ ） ００ １ ３ ２０ ５
摘
要 ：阐述 了混流涡轮的结构及其与径 流涡轮 区别 ，介绍了混流涡轮的优点．从试验角度分析了｛ 流涡轮的性 昆