涡轮增压器的结构与原理演讲.ppt

110110号号增 压 器的概述和优点 增压器中所谓的增压是指将空气压缩并供入气缸，用以提高充气密度、增加进气量的一项措施。目的在于提高功率，因为伴随着空气量增加，相应的增加循环供油量，即可提高功率。其中增压效率而引入增压度，所谓增压度指增压后的发动机的功率与未增压时发动机的功率的比值，即为增压后与增压前标定工况下平均有效压力之比值，即增压的定义以及增压度的引入增压的定义以及增压度的引入 1、提高发动机升功率。在发动机排量不变的情况下可以通过增加进气密度，让发动机可以多喷油，从而提高发动机的功率，加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20%30%。反之在同样的功率输出的要求下可以降低发动机的缸径，缩小发动机的体积和重量。2、改善发动机的排放。涡轮增压器发动机通过改善发动机的燃烧效率，减少发动机废气中颗粒物和氮氧化物等有害成分的排量。3、提供高原补偿的功能。部分高海拔地区，海拔越高，空气越稀薄，带涡轮增压器的发动机就可以克服因高原空气稀薄导致的发动机的功率下降。4、提高燃油经济性，降低油耗。由于带涡轮增压器的发动机燃烧性能更好，可以节省燃油3%-5%。采用增压的优点所在采用增压的优点所在增 压 器 结 构 及 工 作 原 理 涡 轮 增 压 柴 油 机 系 统 示 意 图工作原理工作原理由发动机废气推动由发动机废气推动涡轮带动压气机涡轮带动压气机增加进气和压力增加进气和压力增强燃烧增强燃烧提高燃油经济性提高燃油经济性降低排放降低排放,减少环境污染减少环境污染提高动力和性能提高动力和性能高原功率补偿高原功率补偿 发 动 机 涡 轮 增 压 器 发 动 机 排 气 发 动 机 进 气 大 气 环 境增增 压压 器器 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理废废 气气 涡涡 轮轮 增增 压压 器器 工工 作作 原原 理理 从发动机排气歧管排出的是高温高压的废气，具有一定的能量。在自然吸气发动机中，这部分能量往往随着废气的排放而白白浪费。而废气涡轮增压器的动力来源主要就是这些废气。涡轮机叶轮与压气机叶轮通过增压器轴刚性连接，这部分称作增压器转子。增压器转子通过浮动轴承（转子高速旋转时可保证摩擦阻力矩较小）固定在增压器中。发动机工作时，排出的废气以一定角度高速冲击涡轮机叶轮，使增压器转子高速旋转（最高可达20104转/分钟）。压气机叶轮的高速旋转使得发动机进气歧管内的气压升高，达到增压效果。如此，在进气过程中，空气会受到较大的压力，从而使更多的、密度更大的空气进入汽缸。这样，燃油就可以更加充分的燃烧，发动机的性能便更上一层楼。废 气 涡 轮 增 压 器 的 分 类 根据所用涡轮不同，废气涡轮增压器分为径流式和轴流式两种。径流式涡轮增压器采用径流式涡轮和离心式压气机，流量较小，适用于中小功率内燃机；轴流式涡轮增压器采用轴流式涡轮和离心式压气机，流量较大，适用于大型柴油机。离心式压气机的结构及工作原理离心式压气机的结构及工作原理 离心式压气机又称离心压缩机，由进气道、工作轮、扩压器和出气蜗壳组成。在小型涡轮增压器中，进气道和出气蜗壳布置在同一壳体上，称为压气机壳。扩压器又分为有叶扩压器和无叶扩压器。工作原理：废 气 涡 轮 增 压 器 的 核 心离心式压气机离心式压气机离心式压气机离心式压气机一、空气在导流器中的流动单面进气的离心式压气机叶轮的进口直接与进气道的出口相接双面进气离心式压气机的进气装置一般由预旋片和分气盆构成预旋片的作用在于造成工作轮进口有一定规律的气流切向速度分布分气盆的作用则在于将经过预旋片的空气分为数层,以便将空气较均匀地充满工作轮叶片的进口进气装置中的流道做成略有收敛,使空气经过它后,速度略有增大，以减少流动损失离心式压气机工作原理离心式压气机工作原理二、空气在工作叶轮中的流动 工作叶轮的直径符号标注如图4-6(a)所示。如果用某直径D的圆柱面去截取工作叶轮,并展为平面,即得如图4-6(b)所示的图形。三、空气在扩压器中的流动 空气离开工作叶轮时,相对速度并不高,而绝对速度还是很高的,一般相应的马赫数为1.11.2。因此要有扩压器使空气的静压进一步提高。离心式压气机的扩压器一般由缝隙扩压器和叶片扩压器两部分组成。四、空气在集气管中的流动中空气从叶片式扩压器流出之后,流入集气管集气管与燃烧室相连,它的作用除了把空气导入燃烧室之外,还使气流速度继续降低,进一步提高压力。为了缩小径向尺寸,常把扩压器和集气管统一在一起,气流在拐弯中一边扩压,一边转为轴向