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1、汽车涡轮增压发动机技术应用摘要：讨论了车用增压发动机在低速和加速工况下的多种改善技术方案及其发展状况。分析成果表白,车用涡轮增压系统具有广阔的发展前景，能更有效地改善发动机在低速工况的扭矩特性，缩短增压发动机的加速滞后期。核心词：增压发动机；涡轮增压器;加速性;低速工况1涡轮增压发动机的工作原理涡轮增压发动机是一种空气压缩机,它运用发动机排出的废气作为动力来推动位于排气道内的涡轮，涡轮转动的同步带动位于进气道内同轴的叶轮,叶轮压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，高速的废气推动涡轮提速，废气排出速度与涡轮转速同步加快，空气压缩限度得以加大,发动机的进气量就相应地增长
2、,气缸内燃烧更充足，动力输出就更高。2涡轮增压发动机优势内燃机是一种耗气机械，由于燃油需要与空气混合才干完毕燃烧冲程一旦空燃比达到某一值后,再增长燃油,不仅不会产生更多功率，还将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中。发动机供油越多黑烟就越浓。因此,当超过空燃比极限后,继续供油不仅消耗更多燃油、使柴油机寿命缩短,还会严重污染大气。涡轮增压的最大长处是它可在不增长发动机排量的基本上，大幅度提高发动机的功率非增压发动机通过曲轴的运动直接从大气中吸进空气而涡轮增压发动机由涡轮增压器向发动机提供压缩空气。由于进入气缸的空气增多因此容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。这意味着一台尺寸和重
3、量相似的发动机经增压后可以产生较多的功率或者说一台小排量发动机经增压后可产生与较大发动机相似的功率。由于涡轮增压器为发动机提供了更多的空气燃油在发动机气缸里燃烧时会燃烧得更充足、更彻底。其他尚有节省燃油和减少排放等长处。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发动机和涡轮增压器相匹配使进气管压力保持海平面大气压。而一台自然吸气的发动机随着海拔高度的增长其功率将下降。增压系统技术类型重要由如下几种。3增压系统技术类型3.辅助能量的涡轮增压系统辅助能量的涡轮增压系统研究了电动、机械、风动、液力的辅助驱动涡轮增压后,单独驱动辅助压气机即与涡轮增压器并联的电动压气机价格相对便宜并且高效,可
4、以较好改善起动及部分负荷性能。此外一种外部供应能量措施,就是在涡轮前设立补燃室。补燃室的作用是通过燃料在补燃室中定压燃烧,为发动机提供多种部分负荷工况下所需的增压压力,即向涡轮提供辅助能量。3.2可变截面涡轮增压系统在常规的涡轮增压系统中增压器的涡轮流通截面是固定的,对规定变工况运营的车用高速内燃机来说,会浮现低速时供气局限性、高速时增压过度的状况。可变几何参数涡轮增压器可以随发动机流量的减少相应减小涡轮的流通截面，涡轮机可以保持几乎不变的膨胀比以便提供能量使压气机具有足够的增压比。它们可以明显改善发动机瞬态响应速度的忽然变化和负荷。可变截面涡轮增压系统分为可调涡轮喷嘴截面增压系统、轴向移动变
5、截面系统、可变涡轮叶（截面)增压系统。33相继增压系统相继增压系统是采用多台增压器，随着增压发动机转速和负荷的增长,相继按顺序投入运营达到增压器和发动机的最佳匹配，从而使发动机在整个运营区域内有较高的增压比和较好的经济性。相继增压系统有个气动控制阀门,分别控制涡轮和压气机投入或退出运营。装在涡轮进口处的称为燃气控制阀，装在压气机出口处的为单向空气阀,它们均由增压系统控制仪根据控制模型进行自动控制。随着发动机运营工况的变化，由增压系统控制仪按照控制模型,自动控制增压器投入或退出运营,使发动机在高下转速时的联合运营线均在压气机的高效区，从而使发动机在全工况有较好的瞬态响应特性,满足其低速和加速工况
6、规定。34进、排气旁通和旁通回热系统进气旁通技术是为了减少涡轮迟滞，提高发动机响应速度。在增压器的压气机的进出口连接一旁通阀,当排气压力局限性以驱动涡轮来产生增压压力时,进气通过旁通阀直接进入气缸,排气则驱动涡轮，带动没有负载的压气机迅速达到较高转速。当发动机在高速工况运营时，进气管中空气增压压力超过一定值后旁通阀会立即打开，通过旁通阀将部分废气旁通绕过增压器涡轮，克服了高速时发动机容易爆燃的缺陷;在发动机低负荷和低的增压压力时,废气旁通阀关闭，所有废气流过涡轮,使增压压力达到最大值。旁通回热系统的目的是改善涡轮增压发动机的低速工况性能。发动机与增压器按高工况匹配,在部分负荷时打开进排气旁通阀
7、,使空气流量加大,提高增压压力。3.5二级涡轮增压系统二级涡轮增压系统中,2个涡轮增压器和发动机在气路上串联起来，一般低压级采用尺寸较大的增压器,而高压级采用尺寸较小的增压器。两级涡轮增压系统在技术上较为简朴。其重要长处是:每级压气机后的空冷器使整个压缩过程向等温压缩接近,整个涡轮增压器组的总效率提高；整个系统的增压压力较高，而每一级的增压比较低，涡轮增压器的可靠性提高,噪声减少,且单级压气机有较宽的高效率区域；对环境温度和压力变化不敏感。.6机械增压和涡轮增压构成复合增压系统由涡轮增压器和机械增压器构成的复合增压系统就是运用了这2种增压性能优缺陷的互补性开发的双增压系统。涡轮增压器和机械增压
8、器在进气道中被串联在一起。空气从空气过滤器进入进气管后，一方面要通过机械增压器，然后通过进气管引导再通过涡轮增压器,最后进入进气歧管。它们虽然串联在一起,但并不都是同步工作。机械增压器与发动机相连接的电磁离合器、排气旁通阀的开闭均由电子控制。低速和加速时电磁离合器可以迅速连接发动机的动力，给汽车带来较好的低转速扭矩,让起步时动力十足，克服了单涡轮增压器迟滞的缺陷。在大负荷或满负荷时，涡轮增压器可以提供大的增压比，机械增压器可以停止工作，避免消耗过多的发动机功率。结论通过对多种涡轮增压系统与发动机的高效匹配分析可知改善后的增压发动机可明显改善发动机的低速扭矩特性和加速延迟期，特别是能恢复高海拔地
9、区发动机的功率。但多种复杂构造的涡轮增压系统技术难度大，制导致本高，因此要兼顾多种利弊因素来匹配增压发动机。参照文献 蒋德明 内燃机原理. 北京： 机械工业出版社, 1982 程至远, 解建光. 内燃机排放与净化. 北京:北京理工大学出版社, 3 adel.W, Frl.G.K,apus.P.E etal. Turochrged GD gine:Boostd yeriesfor h Fuel Enomy l UlralowEmision. SE Ppe,（01）:12664 苏 岩 , 李理 光 , 肖敏等. 可 变 配 气 相 位 对 发 动 机 性 能 的 影 响 . 汽 车 技 术 ,
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