涡轮增压器工作原理.docx

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1、涡轮增压器工作原理发动机按照进气方式，可以分为自然吸气和增压吸气两种方式。自然吸气，顾名思义，就是发动机的进气不经过任何外力的辅助，完全通过气缸的真空吸入空气。增压吸气，目前又分为机械增压和废气涡轮增压两种方式。今天，我们只讨论废气涡轮增压。    发动机工作的两个要素：空气和燃油。无论怎样设计发动机，都要围绕着这两个要素做文章。想要提高发动机的功率和扭力，无非是提高发动机的供油量和进气量。增加供油量很容易，但是增加进气量就难了。因为，空气有特定的物理特性，仅仅靠自然吸气能力是有限的。于是，曾经在柴油发动机上大获成功的废气涡轮增压技术被移植到汽油机上。  发动机

2、工作中排出的废气是高温高压的，通常会通过三元催化，消音器，排气管白白排出车外，废气涡轮增压发动机正是利用了废气，通过一个位于排气管的涡轮，废气的压力可以推动该涡轮高速旋转，而该涡轮通过一个联动装置，可以驱动另一个位于进气位置的涡轮也高速旋转（最高转速可达上万转/分）。进气涡轮通过旋转对新鲜空气进行压缩，使其密度大大增加，高压气体的温度很高，不适合发动机燃烧需要，所以还要通过一个中冷装置冷却一下，然后供发动机使用。通过涡轮增压，发动机的功率和燃烧效率可以大大提高，以1.8T为例，可以等同于2.3的自然吸气发动机。小排量，大功率，代表着当前发动机技术的最高水平。  

3、最重要的是，该发动机的最大扭力可以从1750-4600转之间保持210的最大值，即发动机扭力曲线呈现平台结构，这是汽车发动机设计的最高目标，发动机的最大扭力区间极大，使得驾驶感觉任何时速段，动力源源不绝，用之不竭。这是世上任何一款自然吸气发动机都无法达到的高度。大家在选购汽车时经常会看到很多车的型号后面有一个T字，象宝来1.8T，奥迪A61.8T，大众帕萨特1.8T等。经销商会告诉你，这些带T的型号装配了涡轮增压发动机，他比普通发动机拥有更好的动力，也有更好的燃油经济性。那么涡轮增压器在发动机中到底起什么作用？为什么他能有效的提高动力输出呢？  其实T这个字母是

4、单词Turbo的缩写。他的结构很简单，但作用却不容忽视。大家都知道，普通的发动机是靠活塞向下行程时，把空气吸入到汽缸中的。而涡轮增压发动机却是先把空气压缩，然后再吸入到汽缸当中去的。这样汽缸内的空气密度更大，所以单位体积内的氧分子也就增多了，因此可以获得更好的进气效果，这样带来的直接好处就是燃烧释放的能量增多，功率也就提高了。而且这个功率还不是提高一点点，通常一台装备了涡轮增压的四汽缸发动机，如果增压值够高，那么他的动力可以相当一台六缸发动机的输出。  那么空气是怎样被压缩的呢？压缩以后的空气又是这样被吸入到汽缸中的呢？（如图）此主题相关图片如下：上图就是一套简

5、单的涡轮增压系统的工作原理。图中蓝色的为进气管，红色的为排气管。从图中箭头的指向很容易看出：从发动机汽缸中排出的废气，通过排气管被引入到废气涡轮处，由于发动机废气具有高温高压的特性，因此他本身是含有很大的能量的。这些能量足可以驱动一个废气涡轮以每分中10万转的速度高速旋转。废气涡轮通过中间轴带动进气涡轮以同样的速度旋转，这样，就可以大量压缩新鲜空气，以提高空气密度。由于空气压缩以后会放热，为了避免汽缸内温度过高而引起汽油自然，所以必须先把高压空气引入到中冷器进行冷却，冷却以后的空气才能允许在汽缸内安全的燃烧。此主题相关图片如下：上图就是涡轮增压气的结构。从图中的

6、箭头指向就很容易看出涡轮增压气的工作过程。这里要提出一个关键的机构，那就是涡轮轴的润滑系统。可别小看两个涡轮叶片之间的这个轴承，它的工作环境是非常恶劣的。不难想象，发动机的排器温度是非常高的，它要在如此高的温度情况下，以每分钟10万转以上的转速告诉旋转，这就对它的耐高温可耐磨性能提出了很高的要求。所以在这个轴承的壳体上特地开了两个孔，通过这两个孔，因入部分润滑油，让中间轴能悬浮在油膜上做高速旋转，这样才能保证它有更好的可靠性和耐用性。  涡轮增压器通常根据涡轮的直径划分成不同的等级。涡轮直径越大，那么压缩空气的能力就越强，所以增压值就越高，那么发动机产生的动力就

7、越大。但是增压值不能无限制的加大。因为增压值越大，空气压缩以后释放出来的热量也越多，由于中冷气的冷却能力有限，那么灼热的空气在汽缸中就会很容易引起汽油自然，这样，不但不能达到增压的效果，发动机的动力反而会衰减。严重时甚至会爆缸，导致整个发动机的瘫痪。所以涡轮器的增压值是通过严格的计算和实验确定的，不能随意改动。  既然涡轮增压器能很大幅度的提高汽车动力，那为什么不是所有的车都装备了它呢？这里面当然是有原因的。我们可以想想，涡轮是具有一定质量的运动部件，那么要把他从静止状态加速到10万转/分钟以上的转速是需要花一点时间的。大家都知道，发动机在待速或低转速工况下工作

8、时，需要的进气量小，涡轮