渦輪增壓器工作原理技術(shù)(已修改)
2024-12-07 22:33 本頁(yè)面
【正文】 渦輪增壓器工作原理 侯旭東 前言 討論渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)之前，先回顧一下 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理及其同空氣增壓系統(tǒng)的關(guān)系。 內(nèi)燃機(jī)是一種耗氣機(jī)械，因?yàn)槿加托枰c空氣混合才能完成燃燒沖程。一旦空燃比達(dá)到某一值后，再增加燃油，除了將黑煙和未燃盡的燃油排到大氣中外，不會(huì)產(chǎn)生更多功率。發(fā)動(dòng)機(jī)供油越多，黑煙就越濃。因此，超過(guò)空燃比極限后，增加供油量只會(huì)造成燃油消耗量過(guò)多、大氣污染、廢氣溫度升高，并使柴油機(jī)壽命縮短。由此可見(jiàn)，增加空氣量的能力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)是多么重要 . 廢氣渦輪增壓系統(tǒng) 渦輪增壓器是一種利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的剩余能量來(lái)工作的空氣泵 。 廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪葉輪總成 ， 它與壓氣機(jī)葉輪相連接 ， 如圖 1 所示 。 當(dāng)渦輪增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ， 大量的壓縮空氣被輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室里 。 由于增加了壓縮空氣的重量 ， 就可以使更多的燃油噴入到發(fā)動(dòng)機(jī)里去 ， 使發(fā)動(dòng)機(jī)在尺寸不變的條件下而產(chǎn)生更多的功率 。 圖 1 空氣增壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 渦輪增壓有許多好處 。 非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸的運(yùn)動(dòng)直接從大氣中吸進(jìn)空氣 ， 而渦輪增壓器向發(fā)動(dòng)機(jī)提供壓縮空氣 。 由于進(jìn)入氣缸的空氣增多 ， 所以允許噴入較多的燃油 ， 使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較多的功率并具有較高的燃燒效率 。這意味著一臺(tái)尺寸和重量相同的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)增壓后可以產(chǎn)生較多的功率 ， 或者說(shuō) ， 一臺(tái)小排量發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)增壓后可產(chǎn)生與較大發(fā)動(dòng)機(jī)相同的功率 。 其它還有節(jié)約燃油和降低排放等優(yōu)點(diǎn) 。 空氣增壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 由于渦輪增壓器為發(fā)動(dòng)機(jī)提供了更多的空氣 ， 燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸里燃燒時(shí)會(huì)燃燒得更充分 、 更徹底 。 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管的空氣保持正壓力 （ 大于大氣壓的壓力 ） 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有幾方面的好處 。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門(mén)重疊開(kāi)啟時(shí) ， 新鮮空氣吹入燃燒室 ，清除所有殘留在燃燒室里的廢氣 ， 同時(shí)冷卻氣缸頭 、 活塞和氣門(mén) 。 渦輪增壓器可使非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在高原上工作時(shí)得到氧氣補(bǔ)償 （ 使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件 ） 。 發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器相匹配 ，使進(jìn)氣管壓力保持海平面大氣壓 。 而一臺(tái)自然吸氣的發(fā)動(dòng)機(jī) ， 隨著海拔高度的增加 ， 其功率將下降 。 渦輪增壓器的零部件 廢氣渦輪增壓器（囹 2）是由廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪和徑流式壓氣機(jī)組成的，它們分別被安裝在軸的兩頭并有各自的鑄造殼體。軸本身被安裝在中間殼中并由中間殼來(lái)支撐。中間殼的兩側(cè)分別同壓氣機(jī)殼和渦輪殼相連接，典型的渦輪增壓器轉(zhuǎn)速可以在 100000轉(zhuǎn) /分以上。 圖 2 渦輪增壓器結(jié)構(gòu) 渦輪 渦輪部分是個(gè)向心式的徑流或混流裝置，由鑄造的渦輪葉輪、葉輪隔熱罩及渦輪殼組成，進(jìn)
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