汽车涡轮增压器构造和原理
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涡轮增压器的自我补偿功能，对海拔高度变化有较高的 适应能力
车用增压特点
提高柴油机功率、减轻单位功率质量、减小外形尺寸、 降低燃油消耗和强化现有非增压柴油机的最有效的措施 之一。 涡轮增压中冷技术既是减少柴油机排放的有效措施。 促进轿车柴油机发展的主要因素是排放、功率密度、性 能、噪声和燃油经济性，因此在轿车柴油机和汽油机上 也越来越多地采用涡轮增压技术。 热负荷与机械负荷都有所提高，应采取相应措施。
汽车增压技术发展背景
发动机技术发展：
汽车发动机面临—低污染、低碳化、高品质的挑战 汽油机：采用提高压缩比、多气门和可变配气系统、增压技术、空 燃比传感器/氧传感器、直接喷射、稀混合气分层燃烧、EGR等技术， 配合三元催化剂等排气后处理技术 柴油机：采用轻质材料、超高压喷油、高增压、智能EGR、多气门 甲醇、乙醇、CNG、LPG、H2等代用燃料在内燃机上的开发应用会 进一步发展
废气涡轮增压原理图
废气涡轮增压器原理图
废气涡轮增压器结构图
涡轮增压器总体结构
涡轮系统 压气机系统 中间体（轴承体） 转子轴承系统 润滑与冷却系统 密封与隔热系统 其他紧固小零件
涡轮增压器转子轴承系统
第一讲：涡轮增压器概述
涡轮增压器增压的原理 车用涡轮增压的目的和作用 涡轮增压发展概况 汽车用涡轮增压器应用实例
第一讲：涡轮增压器概述
涡轮增压器增压的原理 车用涡轮增压的目的和作用 涡轮增压发展概况 汽车用涡轮增压器应用实例
增压技术发展概况
涡轮增压的发展历史
1885年戴母勒提出增压概念 1905年波希申请并获得专利，在台架上实现增压， 首先用于航空和船舶 40年代出现小型径流涡轮增压器----开始用于车辆 70年代浮动轴承的出现和汽油机增压的突破----大 量应用于汽车 80年代出现可变几何截面涡轮增压器 90年代后期可调二级增压
增压技术发展概况
涡轮增压的发展方向
增压器向更高压比、高效率、高可靠性、使用流量范 围宽广的方向发展； 结构简单、体积小、重量轻并且造价低廉； 更好地适应各种车用动力在不同工况下的性能要求。 新技术包括：轿车汽油机增压技术、可变喷嘴涡轮 VNT、铁铝合金、滚动轴承、可擦涂层、混流式涡轮、 电子控制执行器总成、电控涡轮复合式发动机等。
发动机增压原理
所谓增压，就是借助于装在发动机上的专用增 压装置，预先压缩进入气缸的空气，以提高进 入气缸中的充气密度。
增压的作用十分明显，在气缸容积一定的情况 下，充气密度大，新鲜空气的绝对量大，就可 以喷入较多的燃料进行燃烧，发动机就能发出 更大的功率。
发动机增压的原理
发动机增压方式：
机械增压 ：利用机械传动的增压器进行增压
增压技术发展概况
涡轮增压的发展现状
转速一般为 十几万转/分，最高可达三十万转/分 压气机 单级压比达 3.5 – 4 ,最高达 5,绝热效率达 0.78—0.80 涡轮绝热效率可达 80% 以上 整机效率可达 60% 以上 汽油机增压技术在国外普遍应用 可变几何截面涡轮增压器的应用 混流涡轮技术在国内外应用 滚动轴承技术在国内外应用 大、中功率柴油机在发达国家（我国）几乎全部实现增压
Baidu Nhomakorabea
发动机增压的原理
发动机工作原理回顾
基本工作原理及其同空气增压系统的关系：
发动机是一种耗气机械，因为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，除了将黑烟和未燃 尽的燃油排到大气中外，不会产生更多功率，发动机供油越 多，黑烟就越浓。 超过空燃比极限后，单纯增加供油量只会造成燃油消耗量过 多、大气污染、废气温度升高，并使发动机寿命缩短。 增加空气量的能力对发动机来说是多么重要。
发动机加速性好，发动机泵气损失小，发动机油耗高，多 用于二冲程发动机。
废气涡轮增压 ：利用发动机排气管排出的废气，经 过涡轮增压器的涡轮膨胀产生能量带动轴系旋转， 并通过压气机将动能转换成压力能，重新将压缩的 气体进入到发动机气缸的过程。 气波增压：利用气体的压缩波和膨胀波来传递能量 的一种新型能量交换器。 复合增压：同时采用两种形式的增压方式
废气涡轮增压原理
涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余 能量来工作的空气泵。
废气驱动涡轮叶轮总成，它与压气机叶轮相 连接，当涡轮增压器转子转动时，大量的压 缩空气被输送到发动机的燃烧室里。
由于增加了压缩空气的数量，就可以使更多 的燃油喷入到发动机里去，使发动机在尺寸 不变的条件下而产生更多的功率。
汽车增压技术发展背景
涡轮增压技术的发展：
提高发动机功率、减轻单位功率质量、减小外形尺寸、降低燃 油消耗和强化现有非增压柴油机的最有效的措施之一。 涡轮增压中冷技术既是减少柴油机排放的有效措施。 促进轿车发动机发展的主要因素是排放、功率密度、性能、噪 声和燃油经济性，因此在轿车柴油机和汽油机上也越来越多地 采用涡轮增压技术。
汽车涡轮增压器构造与原理
主讲：张 虹
2012，11
车用涡轮增压技术概述
车用涡轮增压器增压的原理 车用涡轮增压的目的和作用 车用涡轮增压发展概况 汽车用涡轮增压器应用实例
汽车增压技术发展背景
汽车技术发展：
节能，提高燃油经济性 降低排放 新能源、新材料的应用－纯电动、燃料电池、混合动力汽 车、替代燃料汽车等 系列化、模块化、轻量化、小型化、电子化
车用涡轮增压目的
强化发动机，提高发动机的平均有效压力Pe
发动机升功率Nl：
发动机进气密度增加，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。 增压后的功率可比原机提高60％~80%甚至更多，发动机的平 均有效压力可达到3Mpa
改善发动机的经济性
经济性：
增压后增加热效率，发动机功率上升，使发动机燃油经济性大 幅度增加。
车用涡轮增压目的
降低发动机的排气污染及噪音
采用涡轮增压可使燃烧更充分，CO，HC及PM的排放降 低，采用中冷可降低NOx排放。 发动机体积小，发射噪声的表面积小，涡轮的消声作用。
高原或高温地带恢复发动机的功率
自然吸气的发动机，随着海拔高度的增加，其功率将下 降。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，在高原地区工作时比不增压发动机功率下降 要少得多。
车用增压特点
提高柴油机功率、减轻单位功率质量、减小外形尺寸、 降低燃油消耗和强化现有非增压柴油机的最有效的措施 之一。 涡轮增压中冷技术既是减少柴油机排放的有效措施。 促进轿车柴油机发展的主要因素是排放、功率密度、性 能、噪声和燃油经济性，因此在轿车柴油机和汽油机上 也越来越多地采用涡轮增压技术。 热负荷与机械负荷都有所提高，应采取相应措施。
汽车增压技术发展背景
发动机技术发展：
汽车发动机面临—低污染、低碳化、高品质的挑战 汽油机：采用提高压缩比、多气门和可变配气系统、增压技术、空 燃比传感器/氧传感器、直接喷射、稀混合气分层燃烧、EGR等技术， 配合三元催化剂等排气后处理技术 柴油机：采用轻质材料、超高压喷油、高增压、智能EGR、多气门 甲醇、乙醇、CNG、LPG、H2等代用燃料在内燃机上的开发应用会 进一步发展
废气涡轮增压原理图
废气涡轮增压器原理图
废气涡轮增压器结构图
涡轮增压器总体结构
涡轮系统 压气机系统 中间体（轴承体） 转子轴承系统 润滑与冷却系统 密封与隔热系统 其他紧固小零件
涡轮增压器转子轴承系统
第一讲：涡轮增压器概述
涡轮增压器增压的原理 车用涡轮增压的目的和作用 涡轮增压发展概况 汽车用涡轮增压器应用实例
第一讲：涡轮增压器概述
涡轮增压器增压的原理 车用涡轮增压的目的和作用 涡轮增压发展概况 汽车用涡轮增压器应用实例
增压技术发展概况
涡轮增压的发展历史
1885年戴母勒提出增压概念 1905年波希申请并获得专利，在台架上实现增压， 首先用于航空和船舶 40年代出现小型径流涡轮增压器----开始用于车辆 70年代浮动轴承的出现和汽油机增压的突破----大 量应用于汽车 80年代出现可变几何截面涡轮增压器 90年代后期可调二级增压
增压技术发展概况
涡轮增压的发展方向
增压器向更高压比、高效率、高可靠性、使用流量范 围宽广的方向发展； 结构简单、体积小、重量轻并且造价低廉； 更好地适应各种车用动力在不同工况下的性能要求。 新技术包括：轿车汽油机增压技术、可变喷嘴涡轮 VNT、铁铝合金、滚动轴承、可擦涂层、混流式涡轮、 电子控制执行器总成、电控涡轮复合式发动机等。
发动机增压原理
所谓增压，就是借助于装在发动机上的专用增 压装置，预先压缩进入气缸的空气，以提高进 入气缸中的充气密度。
增压的作用十分明显，在气缸容积一定的情况 下，充气密度大，新鲜空气的绝对量大，就可 以喷入较多的燃料进行燃烧，发动机就能发出 更大的功率。
发动机增压的原理
发动机增压方式：
机械增压 ：利用机械传动的增压器进行增压
增压技术发展概况
涡轮增压的发展现状
转速一般为 十几万转/分，最高可达三十万转/分 压气机 单级压比达 3.5 – 4 ,最高达 5,绝热效率达 0.78—0.80 涡轮绝热效率可达 80% 以上 整机效率可达 60% 以上 汽油机增压技术在国外普遍应用 可变几何截面涡轮增压器的应用 混流涡轮技术在国内外应用 滚动轴承技术在国内外应用 大、中功率柴油机在发达国家（我国）几乎全部实现增压
Baidu Nhomakorabea
发动机增压的原理
发动机工作原理回顾
基本工作原理及其同空气增压系统的关系：
发动机是一种耗气机械，因为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，除了将黑烟和未燃 尽的燃油排到大气中外，不会产生更多功率，发动机供油越 多，黑烟就越浓。 超过空燃比极限后，单纯增加供油量只会造成燃油消耗量过 多、大气污染、废气温度升高，并使发动机寿命缩短。 增加空气量的能力对发动机来说是多么重要。
发动机加速性好，发动机泵气损失小，发动机油耗高，多 用于二冲程发动机。
废气涡轮增压 ：利用发动机排气管排出的废气，经 过涡轮增压器的涡轮膨胀产生能量带动轴系旋转， 并通过压气机将动能转换成压力能，重新将压缩的 气体进入到发动机气缸的过程。 气波增压：利用气体的压缩波和膨胀波来传递能量 的一种新型能量交换器。 复合增压：同时采用两种形式的增压方式
废气涡轮增压原理
涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余 能量来工作的空气泵。
废气驱动涡轮叶轮总成，它与压气机叶轮相 连接，当涡轮增压器转子转动时，大量的压 缩空气被输送到发动机的燃烧室里。
由于增加了压缩空气的数量，就可以使更多 的燃油喷入到发动机里去，使发动机在尺寸 不变的条件下而产生更多的功率。
汽车增压技术发展背景
涡轮增压技术的发展：
提高发动机功率、减轻单位功率质量、减小外形尺寸、降低燃 油消耗和强化现有非增压柴油机的最有效的措施之一。 涡轮增压中冷技术既是减少柴油机排放的有效措施。 促进轿车发动机发展的主要因素是排放、功率密度、性能、噪 声和燃油经济性，因此在轿车柴油机和汽油机上也越来越多地 采用涡轮增压技术。
汽车涡轮增压器构造与原理
主讲：张 虹
2012，11
车用涡轮增压技术概述
车用涡轮增压器增压的原理 车用涡轮增压的目的和作用 车用涡轮增压发展概况 汽车用涡轮增压器应用实例
汽车增压技术发展背景
汽车技术发展：
节能，提高燃油经济性 降低排放 新能源、新材料的应用－纯电动、燃料电池、混合动力汽 车、替代燃料汽车等 系列化、模块化、轻量化、小型化、电子化
车用涡轮增压目的
强化发动机，提高发动机的平均有效压力Pe
发动机升功率Nl：
发动机进气密度增加，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。 增压后的功率可比原机提高60％~80%甚至更多，发动机的平 均有效压力可达到3Mpa
改善发动机的经济性
经济性：
增压后增加热效率，发动机功率上升，使发动机燃油经济性大 幅度增加。
车用涡轮增压目的
降低发动机的排气污染及噪音
采用涡轮增压可使燃烧更充分，CO，HC及PM的排放降 低，采用中冷可降低NOx排放。 发动机体积小，发射噪声的表面积小，涡轮的消声作用。
高原或高温地带恢复发动机的功率
自然吸气的发动机，随着海拔高度的增加，其功率将下 降。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，在高原地区工作时比不增压发动机功率下降 要少得多。