涡轮增压器


涡轮增压器

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涡轮增压器【涡轮增压器】涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量 。它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,使之增压进入气缸 。当发动机转速增大,废气排出速度与涡轮转速也同步增加,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应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了 。
基本介绍中文名:涡轮增压器
外文名:turbocharger 
隶属:工业产品
套用:汽车发动机,航空发动机
原理结构原理首先说说涡轮增压器的大概结构原理,废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成,当然还有其他一些控制元件 。泵轮和涡轮由一根轴相连,也就是转子,发动机排出的废气驱动泵轮,泵轮带动涡轮旋转,涡轮转动后给进气系统增压 。增压器安装在发动机的排气一侧,所以增压器的工作温度很高,而且增压器在工作时转子的转速非常高,可达到每分钟十几万转,如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作,因此涡轮增压器普遍採用全浮动轴承,由机油来进行润滑,还有冷却液为增压器进行冷却 。以前,涡轮增压器大都用在柴油发动机上,因为汽油和柴油的燃烧方式不一样,因此发动机採用涡轮增压器的形式也有所区别 。汽油发动机不同于柴油发动机,它进入气缸的不是空气,而是汽油与空气的混合气,压力过大容易爆燃 。因此,安装涡轮增压器必须要避免爆燃,这里涉及两个相关问题,一个是高温控制,另一个是点火时间控制 。
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强制性增压后,汽油机压缩和燃烧时的温度和压力都会增加,爆燃倾向增加 。另外,汽油机排气温度比柴油机高,而且不宜採用增大气门重叠角(进、气排门同时开启的时间)方式来加强排气的降温,降低压缩比又会造成燃烧不充分 。还有,汽油机的转速比柴油机高,空气流量变化大,很容易造成涡轮增压器反应滞后 。针对汽油机使用涡轮增压器出现的一系列问题,工程师有针对性地一一做了改进,使汽油机也能用上废气涡轮增压器 。
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中冷器温度增高,这样不仅影响充气效率,还容易产生爆燃 。因此要装置降低进气温度的设备,这就是中间冷却器 。它安装在涡轮增压器出口与进气管之间,对进入气缸的空气进行冷却 。中间冷却器就象散热器,用风冷却或者水冷却,空气的热量通过冷却而逸散到大气中去 。据测试,性能良好的中间冷却器不但可以使发动机压缩比能保持一定值而不会产生爆燃,同时降低温度也可提高进气压力,进一步提高发动机的有效功率 。叶轮由于汽油发动机转速範围宽,空气流量变化大,因此涡轮增压器的压缩叶轮外形是複杂的三元曲面超薄壁叶轮片,一般有12~30片叶,呈放射线状曲线排列,叶片厚度在0.5毫米以下,採用铝材用特殊铸造法製作 。叶片形状的优劣直接影响到到涡轮增压发动机的性能 。叶轮形状角度越合理,质量越轻,叶轮的启动就越灵敏,涡轮增压器的天生缺陷“反应滞后”也就越小 。
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