【课题】1．1 液力传动的工作原理
【教学目标】
知识目标：
（1）理解液力传动的工作原理；
（2）掌握汽车采用液力传动的优缺点。
能力目标：
通过液力传动的学习，培养学生日常生活中的观察能力。
情感目标：通过学习液力传动，.增长学生的见识，激发学生对压力传动的兴趣。【教学重点】
液力传动的优缺点。
【教学难点】
液力传动的工作原理，以及日常生活中的应用。
【教学设计】
（1）通过生活中的实例导入液力传动装置的有关概念；
（2）引导学生区分液力传动和液压传动之间的关系；
（3）针对液力传动的优缺点，学习液力传动在生活中以及汽车上的应用，进而完成知识的升华；
（4）通过小结和练习中出现的问题，巩固知识．
【教学备品】
教学课件．视频
【课时安排】
2课时．(90分钟)
【教学过程】
详解VGT可变截面涡轮增压器 2010年11月27日 08:12 来源：Che168类型：转载编辑：胡正暘 随着技术的发展，人们对于汽车发动机的要求也越来越苛刻，不仅要拥有强劲的动力，还必须拥有极高的效率和足够清洁的排放。这就要求发动机在各种工况下都能要达到其最高效的工作状态，因此就必须满足发动机各个工作状态下对于进气量的需求。这就要求发动机的各部件都能够通过“可变”来满足在不同工况下的条件。比如我们所熟悉的可变气门正时/升程技术，可变进气歧管技术都是如此。那么在柴油发动机上常见的VGT可变截面涡轮增压技术，又有些什么作用呢？下面我们就一起来了解一下。 『废气带动涡轮，涡轮再带动叶轮对空气进行增压，从而有效增大进气量』 涡轮增压技术是发动机上常见的技术之一，它的原理其实非常简单：涡轮增压器就相当于一个由发动机排出的废气所驱动的空气泵。在发动机的整个燃烧过程中，大约会有1/3的能量进入了冷却系统，1/3的能量用来推动曲轴做工，而最后1/3则随废气排出。拿一台功率200千瓦的发动机举例，按照上面提到的比例，它在排气上的消耗的动力大约会有70千瓦。这部分功率有一大部分随着高温的废气以热能的形式消耗掉，而废气本身的动能可能只有十几千瓦。但是千万别小看这十几千瓦，要知道家用的落地扇功率不过60瓦左右！也就是说，即使十几千瓦也足够驱动两百多台电风扇了！可想而知，用废气涡轮驱动空气所带来的增压效果非常可观。
『BMW的并联双涡轮技术』 虽然发动机全负荷状态下时排气能量非常可观，但当发动机转速较低时，排气能量却小的可怜，此时涡轮增压器就会由于驱动力不足而无法达到工作转速，这样造成的结果就是，在低转速时，涡轮增压器并不能发挥作用，这时候涡轮增压发动机的动力表现甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是我们经常说的“涡轮迟滞（Turbo lag）”现象。
废气涡轮增压器的工作原理 来源：机房360 作者：袁仁光、林由娟更新时间：2010/10/8 16:28:43 废气涡轮增压器由涡轮、中间壳和压气机组成。它的工作原理如图1所示。 图1库气涡轮增压器工作原理示意图 1-排气管2-喷嘴环3-涡轮4-涡轮壳5-轴6-轴承7-扩压气8-压气机叶轮9-环形压气机壳10-进气管 柴油机排出的具有800~1000K高温和一定压力的废气经排气管1进入涡轮壳4里的喷嘴环2。由于喷嘴环通过的面积是逐渐收缩的，因而废气的压力和温度下降，速度提高，使它的动能增加。这股高速废气流，按定的方向冲击涡轮，使涡轮高速运转。废气的压力、温度和速度越高，涡轮转的就越快。通过涡轮的废气最后排入大气。 因为涡轮3和离心式压气机叶轮8固装在同一根轴5上，所以两者同速旋转。这样，将经过空气滤清器的空气吸入压气机壳，高速旋转的压气机叶轮8把空气甩向叶轮的外缘，使其速度和压力增加并进入扩压器7。扩压器的形状做成进口小出口大，因此气流的
流速下降，压力升高，再通过断面由小到大的环形压气机壳9使空气流的压力继续提高，压缩的空气经柴油机进气管10进入气缸。 废气涡轮增压器用的压气机多采用离心式，它的出口气体压力可达140~300kPa，甚至可达到500kPa。 废气涡轮增压器的一个主要性能指标是压力升高比，简称压比πk。它是指压气机的出口气体压力(Pk)与进口气体压力P1之比值。 废气涡轮增压器按压比可分为低、中、高三种类型，低增压的压πk≤l.4;中增压的压比πk=1.4~2.0;高增压的压比πk≥2。现代柴油机多采用高压比增压器。 汽车用废气涡轮增压器的涡轮多采用径流向心式。进入涡轮的废气流则多利用脉冲式，以使废气的能量得到充分利用。为此，进入增压器的排气管做成分置式，如对发火顺序为1-5-3-6-2-4的6缸机而言，一般1、2、3缸共用一根排气管，沿着涡轮壳上的一条进气道通向半圈喷嘴环;4、5、6缸共用另一根排气管，沿着涡轮壳的另一条进气管通向另外半圈喷嘴环。这样，每根排气管里的排气间隔为240°大于一个冲程，使排气互不干扰，可以充分利用废气的脉冲能量驱动涡轮。并且压力高峰后的瞬时真空有助于气缸扫气(见图2)。
习题 1.容积式液压泵共同的工作原理的特征是什么？ 容积式液压泵的工作原理和基本工作特点：容积式液压泵都是依靠密封容积的变化的原理来进行工作的。容积式液压泵具有以下基本特点：1.具有若干个密封且又可以周期性变化的空间。2.油箱内的油液的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。3.容积式液压泵具有相应的配流机构 2.液压泵在液压系统中的工作压力决定于什么？ 液压系统的工作压力主要取决于负载。 3.什么叫液压泵的容积效率、机械效率、总效率？相互关系如何？ 液压泵的总效率是实际输出功率与输入功率之比，等于容积效率与机械效率的乘积。其中容积效率指的是实际输出流量与理论输出流量之比。 机械效率等于理论流量乘以前后压差，再除以输入功率。 速度取决于流量，压力取决于负载，负载增加，压力也相应增加了，压力增大，液压泵的内泄也就加剧，容积效率也就降低了。总效率是容积效率与机械效率的乘积，机械效率是不会随着负载的变化而变化，那么，总效率也就会睡负载的增加而降低。 4.什么是齿轮泵的困油现象？是怎样产生的？如何消除困油现象？ 因为为了保证运行平稳，所以齿轮泵的齿轮重合度大于一，也就是说当一对齿开始进入啮合时，另一对齿未能脱离啮合，这也就使得在两对齿之间形成了一个封闭区间，该区间既不与高压压油区相通，也不与低压区吸油区相通，当齿轮继续旋转，在高压区啮入的齿之间油压迅速增加，形成超高压，当该队齿转过中间点，这对齿之间空间增大，形成吸空现象，出现大量气穴，在增压时，使得齿轮啮合阻力激增，对浮动侧板上的滑动轴承形成很大压力，而在低压区形成气蚀和较大噪音。这种现象叫做困油现象 解决办法通常是在浮动侧板上开卸荷槽，卸荷槽开法是在高压啮合区开槽，使得啮入时形成的高压油流入压油区，也就是压油口，而低压区开槽使得啮出时形成的真空区与吸油口相通，这样就解决困油现象但是原理上内啮合齿轮泵没有这个问题 5. 外啮合齿轮泵工作压力低的根本原因是什么？ 6. 外啮合齿轮泵的内泄漏途径有哪些？如何减少端面泄漏？ 外啮合齿轮泵的泄漏方式：一、泵体内表面和齿顶径向间隙的泄漏。二、齿面啮合处间隙的泄漏。三、齿轮端面间隙的泄漏（泄漏量最大）。7. 单作用叶片泵与双作用叶片泵之间的区别。 主要区别如下：1、单作用叶片泵一般为变量泵（比如限压式变量叶片泵）； 2、双作用叶片泵只能做定量叶片泵使用； 3、关于叶片的倾角也有区别：“单前双后”。 双作用有两个吸油口，两个压油口，转子转动一周，吸、压油两次，定子与转子同心安装，定子为椭圆形，不可变量，压力脉动小，无径向作用力。单作用只有一个吸油口，一个压油口，转子转动一周，吸、压油一次，定子与转子偏心安装，定子为圆形，可变量，偏心距大小决定变量的大小，压力脉动比双作用的大，存在径向作用力。 8. 液压传动的概念。 答：（1）液压传动是以液体为工作介质，利用液体的压力能来实现运动和力
第一讲 液压传动基础知识 一、 什么是液压传动？ 定义：利用密闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。液压传动以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压缸（立柱、千斤顶）或液压马达中将液压能又转换为机械能。 二、液压传动系统由哪几部分组成？ 液压传动系统由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液体组成。 三、液压传动最基本的技术参数： 1、压力：也叫压强，沿用物理学静压力的定义。静压力：静止液体中单位承压面积上所受作用力的大小。 单位：工程单位 kgf/cm 2 法定单位：1 MPa （兆帕）＝ 106 Pa (帕) 1 MPa （兆帕）≈10 kgf/cm 2 2、流量：单位时间内流过管道某一截面的液体的体积。 单位：工程单位：L / min ( 升/ 分钟 ) 法定单位：m 3 / s 四、职能符号： 定义：在液压系统中，采用一定的图形符号来简便、清楚地表达各种元件和管道，这种图形符号称为职能符号。 作用：表达元件的作用、原理，用职能符号绘制的液压系统图简便直观；但不能反映元件的结构。如图： 操纵阀双向锁 YDF-42/200（G） 截止阀 过滤器 安全阀 千斤顶液控单向阀 五、常用密封件： 1.O 形圈： 常用标记方法： 公称外径（mm ） 截面直径 （mm ） 2.挡圈（O 形圈用）： 3.常用标记方法： 挡圈 A D × d × a
A型（切口式）; D外径（mm）；d内径（mm）；a厚度（mm） 第二讲控制阀；液控单向阀；单向锁 一、控制阀： 1.定义：在液压传动系统中，对传动液体的压力、流量或方向进行调节和控制的液压元件统称为控制阀。 2.分类：根据阀在液压系统中的作用不同分为三类： 压力控制阀：如安全阀、溢流阀 流量控制阀：如节流阀 方向控制阀：如操纵阀液控单向阀双向锁 3.对阀的基本要求： （1）工作压力和流量应与系统相适应； （2）动作准确，灵敏可靠，工作平稳，无冲击和振动现象； （3）密封性能好，泄漏量小； （4）结构简单，制作方便，通用性大。 二、液控单向阀结构与原理： 1.定义：在支架液压系统中用以闭锁液压缸中的液体，使之承载的控制元件为液控单向阀。一般单向阀只能使工作液一个方向流动，不能逆流，而液控单向阀可以由液压控制打开单向阀，使工作液逆流。 2. 3. 作用（以立柱液控单向阀为例）： ①升柱：把操纵阀打到升柱位置，高压液打开液控单向阀阀芯向立柱下腔供液，立柱活塞杆伸出。 ②承载：升到要求高度时继续供液3～5s后停止供液，此时液控单向阀在立柱下腔高压液体的压力作用下，阀芯关闭，闭锁立柱下腔中的液体，阻止立柱下腔的液体回流，使立柱承载。 ③降柱：把操纵阀打向降柱位置，从操作阀过来的高压液一路通向立柱上腔，一路打开液控阀阀芯，沟通立柱下腔回路，立柱下降。 4. 规格型号：
即将装载开售，由于涡轮增压今年才首次应用在奔腾车系上面，此发动机从未露面，因此目前对此发动机尚缺乏足够资料。 也没有现成经验可考。 唯有希望开的速速成长成技术大帝，回来给大家科普。 或者厂家的人员出来指证，如果你们不出来，那么就任由我来骗大家。 现在讲的是目前大家广泛应用的增压发动机之传统废气涡轮原理，日后推出推翻此原理的涡轮增压技术不在本文讨论此列。 为方便理解，先看结构原理图： 详解涡轮增压发动机的结构及原理来个实物示意（此物是一个报废涡轮，非涡轮，只做参考）：详解涡轮增压发动机的结构及原理 拆解机芯，脏的废气侧叶片（涡轮），通过废气推动带动进气侧涡轮（压气机叶轮）： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 再拆看看：详解涡轮增压发动机的结构及原理 铜套安装在中心轴上，主要作用就是隔离机油和润滑降温。 而一旦靠近涡轮蜗壳和压气机蜗壳的密封环损坏，会导致机油进入排气管和进气歧管进入燃烧室。 另外各位还要注意一个问题，由于铜套采用机油润滑散热，所以车辆使用的机油尽量采用更好的机油，而劣质的机油导致涡轮主转动轴不能正常润滑和散热，从而在高温下损坏油封造成漏油。 因此建议涡轮增压发动机应该选择耐高温、抗氧化好的优质机油，并且还要注意适当缩短机油的更换周期。
除去机油冷却之外，还要冷却水道，水经过循环后有效降低了涡轮内部温度，进而提高的涡轮的使用寿命： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 看看叶轮： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 看看一汽轿车的，看似也是铸造产品： 详解涡轮增压发动机的结构及原理 既然图中提到小涡轮。 那么又要给数据党做说明。 涡轮叶片越小，所需推动的力量越小，转动更快，能在更低发动机转速下达到增压值。 介入越早。 厂商往往利用小涡轮来克服涡轮介入的动力突兀感，做出自吸发动机的线性加速特征。 缺点是高转速下涡轮转速过高，逐渐形成起反作用的效应。 导致增压效能降低，扭矩调头下降。 不能支持高转速的高扭力。 小涡轮优势集中在日常使用区间，在日常使用中体现更体现出动力。 也对油耗没有明显坏处。 这样的爆发特征导致发动机高转速扭矩衰减快，变速箱不得不过早换挡，加速表现令人失望。 名词解释：效应是指在涡轮进气端由于叶片的高速旋转，会产生旋涡式的进气流，这样的高速气体旋涡式流动就类似于龙卷风。 在吸气端，这种旋涡式气流的产生反而会降低进气的效率，就比如龙卷风，虽然气流高速转动，但中心的部分却是真空的。 大涡轮叶片质量大，转动阻力更大，发动机低转速下未达到足够转速吸入足够空气，反而会形成进气阻力，进气排气不畅的结果就是低速下发
涡轮增压发动机的优点及缺点,涡轮增压发动机工作原理 涡轮增压发动机的优点及缺点,涡轮增压发动机工作原理 发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的，由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制。如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从而提高燃烧作功能力。因此在目前的技术条件下，涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。最早的涡轮增压器是用于跑车或方程式赛车上的，这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面，发动机就能够获得更大的功率。 相关阅读： 汽车空调不制冷，夏天汽车空调不制冷的解决办法 延长发动机配气机构使用寿命的基本常识 夏季应常洗车保持干净减少霉菌 目前国内可以买到的原装搭载涡轮增压系统发动机的车型并不多，基本上都是集中在少数几个品牌上，除了上述提到的新车型外，还有一些中高级车上也可以见到，如大众的帕萨特1.8T、国产的奥迪A6L 2.0T、A4 1.8T等等。如果算上国外有量产的车型，则是多不胜数，如SAAB的9-3、9-5，VOLCO的XC90 2.9T等等。不过最为车迷们津津乐道的，还是要算那些日本的高性能跑车了，其中最具代表性的就有：日产的SKYLINE GT-R、三菱枪骑兵EVOLUTION、斯巴鲁翼豹WRX STi、丰田SUPRA，以及马自达的RX-7等。 大家可能会觉得涡轮增压装置非常复杂，但它的基本结构和原理其实都并不复杂，涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连，排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上，最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。不过，发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作中的最高爆发压力和平均温度都将大幅度提高，因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短，而且机械性能、润滑性能也都会受到影响。为了保证增压发动机在较高的机械负荷和热负荷条件下能可靠耐久地工作，必须在发动机主要热力参数的选取、结构设计、材料、工艺等方面做必要的改变，而不是简单地在发动机上装一个增压器就行了。由于这个改变过程在实行中难度颇大，而且还要考虑增压器与发动机的匹配问题，因此在一定程度上也限制了废气涡轮增压技术在发动机上的应用。 涡轮增压也有缺点 虽然涡轮增压的确能够提升发动机的动力，不过它的缺点也有不少，其中最明显的就是动力输出反应滞后。由于转子的惯性作用，叶轮对油门的骤时变化反应还是迟缓。从你大脚油门希望立即提速，到叶轮高速转动将更多空气压进发动机之间，存在一个时间差，而且这个时间还不短。一般经过改良的涡轮也要至少2秒左右来增加或者减少进气的压力。如果你要突然加速的话，瞬间会有提不上速度的感觉。 随着技术的进步，虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进，但是由于结构性的原因，涡轮增压的汽车驾驶起来的感觉和大排量的汽车还是有一定的差异的。比如1.8T的涡轮增压发动机，在实际的行驶中，初段的提速能力速肯定不如2.4L自然吸气发动机，但是只要度过了等待期，动力还是会很快窜上来，因此如果你要追求激烈驾驶的感觉的话，涡轮增压的引擎其实并不适合你。不过如果经常跑高速或者是上高原，涡轮增压就会显得特别有用。
帕萨特1.8T轿车废气涡轮增压系统原理与检修 1 废气涡轮增压系统的作用 一般发动机当空燃比达到某一值后，再增加燃油，除了黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外，不会产生更多的功率。发动机供油越多，黑烟就越浓，油耗就越高，污染就越重。为获得更大的功率，目前在一些较高挡次的汽车发动机上陆续安装废气涡轮增压器。废气涡轮增压发动机是利用发动机排出废气的能量将进入气缸的新鲜空气预先进行压缩，使发动机获得更高的充气效率，由于增加了压缩空气的量，所以允许喷入较多的燃油，使发动机在尺寸不变的条件下产生更大的功率并具有更高的燃烧效率，降低了油耗。 2 废气涡轮增压系统结构与原理 2.1 废气涡轮增压系统组成 帕萨特1.8T轿车搭载的发动机有AWL和BGC 等，其上装有的废气涡轮增压系统由废气涡轮增压器和增压压力控制系统组成。 废气涡轮增压器的实物如图1所示，由涡轮室和压气机室组成。在涡轮室上有两个废气接口，一个与发动机的排气总管相对接，位置设在涡轮径向中心上方；另一个与三元催化器相对接，位置设在涡轮的轴向中心部位，进入涡轮壳内的废气最终进入三元催化器进行催化净化。在压气机室上也有 两个接口，一个与空气滤清器相对接，位置设在压气机叶轮的轴向中心部位；另一个接口即高压空气出口，经过压缩的空气提高了压力、密度和含氧量，通过管道进入中冷器（增压空气冷却器）进行降温，最终经节气门体、进气总管、进气歧管充入气缸。 图1 废气涡轮增压器实物图 增压压力控制系统，主要由发动机控制单元（J220）、增压压力传感器（G31，位于发动机舱左侧增压空气冷却器的上部）、增压压力限制电磁阀（N75，位于发动机舱齿形皮带罩右侧）、增压压力调节单元、增压器空气再循环电磁阀（N249，位于发动机舱进气歧管下方）、机械式空气再循环阀、真空罐以及连接管路等组成，如图2所示。 2.2 废气涡轮增压器工作原理 废气涡轮和压气机叶轮安装在同一根轴上，当废气气流冲击涡轮时, 涡轮高速旋转，同时带动压气机叶轮以相同的速度旋转，经空气滤清器滤清的洁净空气被吸入压气机室，压缩后压力升高, 通过管道进入中冷器冷却，而后进入气缸，从而提高了发动机的充气效率。
液压与气压传动__课程教案 课程名称液压与气压传动授课班级17级电气授课课题1-2 液压传动工作原理与系统组成教具准备课件、视频授课日期第二周课时安排3学时 教学目标1．掌握液压传动工作原理。 2．掌握液压传动系统各组成部分及在系统中的作用。3．了解液压系统图的表达方式。 4．了解液压油的性能指标与选用原则。 教学重点液压传动系统各组成部分及作用教学难点液压系统图的表达方式及应用 教学方法根据学生接受知识和学科特点，选择任务驱动法、演示教学法、直观讲解法和微视频相结合的方法，突破难点，突出重点，易于实现教学目标。 教学流程课时分配 1、组织教学（检查学生出勤情况）2分钟 2、复习提问及导入（情景动画导入）8分钟 3、新课教学（多媒体课件投影+视频播放）60分钟 4、课堂练习（习题集）40分钟 5、教学小结（突出重点，梳理思路）8分钟 6、布置作业（课本习题） 2分钟 教 学 流 程 及 授 课 时 间 分 配 教学反思：1、采用鼓励、协作、指导的方法开展多种教学活动，较好地 完成了教学计划和授课计划。2、利用多媒体、液压案例演示动画辅助教 学提高了学习的直观性；采用引导、启发讨论、竞赛法等加大师生互动， 让学生畅所欲言，活跃课堂气氛，让学生在和谐的氛围中享受学习过程、 养成良好的学习习惯。
【教案正文】 教学程序教学内容与教师活动学生活动设计思路 第一环节组织教学（2分钟）教师组织学生开始上课， 考勤并填写教室日志 1、全体向老师问好； 2、班长向老师报告 出勤情况 集中学生的精力，做 好上课的思想准备 第二环节复习提问及导入（8分钟）说明：因表格内插入文档 显示不出图形，故将详细 内容放在下面，请查阅。） 思考问题 回答问题 激发学生的学习兴趣， 使学生对液压传动工 作原理与系统组成有 个全新的认识。 第三环节新课教学（60分钟）（说明：因表格内插入文 档显示不出图形，故将详 细内容放在下面，请查阅。 ） 听讲 思考 观看PPT 观看视频 学生通过观看液压传 动工作原理与系统组 成相关知识的视频， 激发学生学习兴趣， 并能承上启下地接受 新课知识。 第四环节课堂练习（40分钟）（说明：因表格内插入文 档显示不出图形，故将详 细内容放在下面，请查阅。 ） 自主学习，分组讨 论，回答练习内容， 巩固所学知识 通过学生课堂练习， 巩固所学知识。了解 学生对所学知识的掌 握程度，及时调整教 学进度。 第五环节课堂小结（5分钟）在每组选一名学生分别谈 谈本次的收获。然后老师 小结本次课的主要内容和 点评同学完成课堂练习的 情况。 学生思考，小组讨 论分组陈述。 通过学生课堂练习， 检验学生是否真正学 会知识。通过学生的 反馈，指出不足，鼓 励进步 第六环节布置作业（3分钟）1、通过上网了解液压传动 工作原理与系统组成在液 压系统中的应用。 2、预习下节课内容。 看板书 抄写作业题 1、让学生通过网络查 询，学习搜集信息的 能力；2、通过课后自 学，培养学生的自学
第一章绪论 第一节液压传动发展概况 自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，战后液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。 本世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。 我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计，现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。 机械的传动方式 一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。 机械传动——通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件直接把动力传送到执行机构 的传递方式。 电气传动——利用电力设备，通过调节电参数来传递或控制动力的传动方式 液压传动——利用液体静压 力传递动力 液体传动 液力传动——利用液体静流 动动能传递动力 流体传动 气压传动 气体传动 气力传动 第二节液压传动的工作原理及其组成 一、液压传动的工作原理 液压传动的工作原理，可以用一个液压千斤顶的工作原理来说明。
液压传动的工作原理及定义 定义： 液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。 液压传动的基本原理： 液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。 优缺点： 1、优点 （1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的10%～20%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击。（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无级调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100）。 （3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换。 （4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严
格限制。 （5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长。 （6）操纵控制简便，自动化程度高。 （7）容易实现过载保护。 （8)液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。 2、缺点 （1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁。（2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高。 （3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平。 （4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-15℃~60℃范围内较合适。 （5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。 （6）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。 应用领域： 1、一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等； 2、行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等； 3、钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；
一、传统涡轮增压技术简介 涡轮增压技术的基本原理 涡轮增压技术就是采用专门的压气机将气体在进入气缸前预先进行压缩，提高进入气缸的气体密度，减小气体的体积，这样，在单位体积里，气体的质量就大大增加了，这样就可以再有限的汽缸容积内喷入更多的燃油进行燃烧，从而达到提高发动机功率的目的。 涡轮增压的工作原理 涡轮增压的工作原理 涡轮增压由废气推动的涡轮机、压缩进入汽缸空气的压缩机以及中间部分组成。 涡轮增压器利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的压缩机的叶轮，压缩机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。 当发动机转速增快(当加速的时候)，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，压缩机的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一下发动机的转速，这样就可以增加发动机的输出功率了。 在现有的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在“工作效率不变”的情况下增加“输出功率”的机械装置。一般能使发动机增加输出功率在10%到40%左右。 二、涡轮增压新技术 1、可变增压涡轮叶片几何技术 当发动机转速较低时，由于排气的流量较小，不容易推动涡轮叶片。这时可变涡轮几何系统中装在和涡轮叶片平行位置并且围绕它的那几片可变导流板的角度就会变小(如左图)。这样可以使气流通过的空间缩小，加大流速，更容易推动叶片。
可变增压涡轮叶片几何技术 在转速高的时候气体流量充足，这个时候可变导流板的角度会变大(如右图)，让涡轮获得最大增压值。 有了可变涡轮叶片几何技术，便能在较低发动机转速下达到更高的涡轮速度。汽缸增压有明显的改善，功率及扭力方面相应也有明显的提升，在较低转速时可达到最大扭力，并可维持在一个较广的旋转范围内。 2、涡轮增压中冷技术 涡轮增压可以提高空气的密度，空气密度的提高必然会使空气温度也同时增高，这如同给轮胎打气时泵会发热一样。发动机涡轮增压器的出风口温度也会随着压力增大而升高，温度提高反过来会限制空气密度的提高，要进一步提高空气密度就要降低增压空气的温度。据实验显示，在相同的空燃比条件下，增压空气温度每下降10摄氏度，柴油机功率能提高3%-5%，还能降低排放中的氮氧化合物(NOx)，改善发动机的低速性能。因此，也就产生了中间冷却技术。 柴油机中间冷却技术的类型分两种，一种是利用柴油机的循环冷却水对中冷器进行冷却，另一种是利用散热器冷却，也就是用外界空气冷却。当利用冷却水冷却时，需要添置一个独立循环水的辅助系统才能达到较好的冷却效果，这种方式成本较高而且机构复杂。因此，汽车柴油机大都采用空气冷却式中冷器。 空气冷却式中冷器利用管道将压缩空气通到一个散热器中，利用风扇提供的冷却空气强行冷却。空气冷却式中冷器可以安装在发动机水箱的前面、旁边或者另外安装在一个独立的位置上，它的波形铝制散热片和管道与发动机水箱结构相似，热传导效率高，可将增压空气的温度冷却到50至60摄氏度。 中间冷却技术不是一项简单的技术，过热无效果白费工夫，过冷在进气管中形成冷凝水会弄巧成拙。因此要将中冷器和涡轮增压器进行精确的匹配，使得压缩空气达到要求的冷却温度。3、双涡轮增压技术
涡轮增压器的工作原理和故障维修 一、发动机和空气增压系统的工作原理 在讨论涡轮增压发动机系统之前，先回顾一下内燃机的基本工作原理及其同空气增压系统的关系。内燃机是一种耗气机械，因为燃油需要与空气混合才能完成燃烧冲程。一旦空燃比达到某一值后，再增加燃油，除了将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外，不会产生更多功率。发动机供油越多，黑烟就越浓。因此，超过空燃比极限后，增加供油量只会造成燃油消耗量过多、大气污染、废气温度升高，并使柴油机寿命缩短。由此可见，增加空气量的能力对发动机来说是多么重要。 涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵。废气驱动涡轮叶轮总成，它与压气机叶轮相连接，如图1所示。当涡轮增压器转子转动时，大量的压缩空气被输送到发动机的燃烧室里。由于增加了压缩空气的重量，就可以使更多的燃油喷入到发动机里去，使发动机在尺寸不变的条件下而产生更多的功率。 图1 废气涡轮增压系统 二、空气增压系统的优点 涡轮增压有许多好处。非增压发动机通过曲轴的运动直接从大气中吸进空气，而涡轮增压器向发动机提供压缩空气。由于进入气缸的空气增多，所以允许喷入较多的燃油，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量相同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同的功率。其它还有节约燃油和降低排放等优点。 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分、更彻底。发动机进气管的空气保持正压力（大于大气压的压力）对发动机有几方面的好处。当发动机进排气门重叠开启时，新鲜空气吹入燃烧室，清除所有残留在燃烧室里的废气，同时冷却气缸头、活塞和气门。
引言当人们谈论赛车或高性能跑车时，涡轮增压器通常都是必谈的话题。涡轮增压器也用于大型柴油机发动机中。涡轮可以显著提升发动机的马力，而不会大幅度增加发动机重量， 在本文中，我们将了解涡轮增压器在极端工作条件下如何增加发动机的动力输出。同时我们也将了解“废气泄放阀”、陶瓷涡轮叶片以及滚珠轴承如何帮助涡轮增压器提高性能。 涡轮增压器是一种强制引导系统。它对流入发动机的空气进行压缩。压缩空气可以使发动机能够将更多的空气压到气缸里，而更多空气就意味着能向气缸内注入更多的燃料。因此，每个气缸的燃烧冲程就能产生更多动力。涡轮增压发动机产生的动力要比相同普通发动机大得多。这样就可显著提高发动机的动力重量比（有关详细信息，请参考马力及其应用）。 为了获得这种性能上的提升，涡轮增压器使用发动机排出的废气带动涡轮旋转，而涡轮则带动气泵旋转。涡轮在涡轮机中的最高转速为每分钟150,000转——这相当于大多数汽车发动机转速的30倍。同时由于与排气管相连，涡轮的温度通常非常高。 涡轮增压器基础知识 增加发动机所能燃烧的燃料和空气是提升发动机动力最可靠的方法之一。增加燃料和空气的方法之一是增加气缸数或增大气缸容积。有时这些方法并不可行。这时使用涡轮将是增加动力更简便、有效的方法，尤其在购买后自行改装时更是如此。
涡轮增压器使发动机能将更多的燃料和空气注入气缸，从而使发动机能够燃烧更多的燃料和空气。涡轮增压器通常能够产生41-55千帕的气压。由于在海平面大气压力为1012.8千帕，因此发动机中注入的空气会增加50%。从而发动机内部动力可增加50%。但上述过程并不能 完全实现，实际动力可能增加30-40%。 在使用涡轮增加发动机动力过程中，有一个原因会导致涡轮效率低下，那就是需要动力动涡轮旋转。将涡轮装在排气管内会增加排气管内的空气阻力。这意味着，发动机在排气冲程时，不得不克服更高的负压。这会稍微减少发动机在燃烧时产生的动力。 涡轮增压器适用于高海拔 涡轮增压器在空气较为稀薄的高海拔地区很有用。在高海拔地区，通常普通发动机的动力会减小，因为在活塞的每个冲程中，发动机都只能获得少量的空气。涡轮增压发动机可能同样会减小动力，但减小量会少很多，因为稀薄的空气会更容易被涡轮增压器抽入发动机。 装有化油器的老式汽车为了适应气缸内增加的空气，会自动增加燃料。使用燃料直喷技术的现代汽车一定程度上也会在作相同的调整。燃料喷射系统通过装在排气管内的氧气含量传感器来判断空燃比是否正确，因此加装涡轮后，系统会自动增加燃料。 在采用燃料直喷技术的汽车中，如果涡轮增压器过多地增加空气压缩率，系统可能无法提供足够的燃料（要么是控制器的软件程序不允许，要么是燃料泵和喷射器无法提供如此多的燃料）。在这种情况下，为了最大程度地利用涡轮增压器，必须对车辆进行其他改进。 涡轮增压器的工作原理 涡轮增压器连接到发动机的排气歧管。气缸内排出的尾气带动涡轮旋转，与燃气轮机类似。涡轮通过轴与安装在空气过滤器与吸气管之间的压缩机相连。压缩机把空气压缩到气缸中。
第1章液压传动概述 1.1 液压传动发展概况 1.1.1 液压传动的定义 一部完整的机器由原动机部分、传动机构及控制部分、工作机部分（含辅助装置）组成。原动机包括电动机、内燃机等。工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分，如剪床的剪刀、车床的刀架等。由于原动机的功率和转速变化范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽，以及性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构，其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。 传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。 液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。 1.1.2 液压传动的发展概况 液压传动是一门新的学科，虽然从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二、三百年的历史。但直到20世纪30年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，战后液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。 本世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。 我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计，现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。 1.2.1液压传动系统的工作原理 以如下的机床工作平台的液压系统为例来说明液压传动系统的工作原理。如图1-1所示，它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头组成。其工作原理如下：液压泵由电动机驱动后，从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵，油液在泵腔中从入口低压到泵出口高压，在图1-2(a)所示状态下，通
论文封面成绩：青岛科技大学2015-2016学年第1学期 《过程装备与控制专业概论》 班级：装控153 学号：1505020312 姓名：张明海 开课学院：机电工程学院任课教师：栾德玉、翟红岩
过程装备与控制工程概论论文 涡轮增压发动机的构造、原理及改进 摘要 涡轮增压简称Turbo，我们经常可以在汽车尾部看到Turbo或者T的标志，这些标志表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。本文介绍了涡轮增压器的构造和原理，对它的保养及使用进行了阐述，同时，通过分析常见故障，对改进措施以及发展方向有了一定的看法。 关键词：涡轮增压废气常见故障改进措施 【引言】 涡轮增压器，一个近十年出现的词语。人们只知道汽车排量后面带T的车辆就是带有涡轮增压器的发动机，汽车的加速就会快，性能也好。 涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求，1989年出现了可变增压的涡轮增压器（VNT）。在发动机低速时，涡轮增压器减小喉口，提高增压；在发动机全速运转时，涡轮增压器喉口增大，保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。优点是提高了发动机低速时的加速性能。目前，涡轮增压器已经占到了50%，在亚洲、美国也都在增长。现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法，涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。 一．涡轮增压器的作用和构造以及工作原理 （一）作用 涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。他们的作用分别如下： 1.废气涡轮增压器是利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功，废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮，在
涡轮增压器的结构工作原理及使用特点 1 工作原理柴油机排出的废气经过涡轮壳进入喷嘴，将废气的热能及静压能转变为动能，并以一定的方向流向涡轮叶片，推动其高速旋转，带动同轴上的压气机叶轮同样高速旋转产生虹吸作用，新鲜空气经过空气滤清器被被吸入压气机壳，经过扩压器使气流的速度和密度增加压力提高，经过压气机壳和扩压器的气流动能变为静压能压力进一步提高后进入发动机进气管，以实现进气增压提高发动机功率的目的。 2 结构其结构如图 涡轮增压器主要有压气机和涡轮两部分组成。 压气机部分：主要包括单级离心式压气机，扩压器，，和压气机壳。 涡轮部分：主要包括涡轮壳，单级径流式涡轮。 涡轮轴与涡轮采用摩擦焊焊接成一体。压气机叶轮以间隙配合装载涡轮轴上，并用螺母压紧，涡轮也轴总成，压气机叶轮经过精确的单体动平衡，一保证告诉旋转下正常工作。 增压器的转子支撑采用内支撑形式，全浮动式浮动轴承位于两叶轮之间的中间体内，转子的轴向里靠止推轴承端面来承受。 在涡轮段和压气机端均设计有密封环装置。压气机端还有挡油罩，以防止润滑油的泄露， 压气机壳，涡轮壳，中间体是主要固定件，涡轮壳和中间体采用螺栓，压板连接压气机壳与中间体见通过扩压器后板或螺栓，压板连接，压气机壳可以饶轴线在任意角度进行安装。 增压器的润滑：采用压力润滑，润滑油从机身上的主油道进入进油口，进入润滑系统，然后通过回油管流回发动机的油底壳。 3 使用特点 （1）增压器的滞后现象 由于废气涡轮的工作相对与发动机汽缸内的工作有一定的滞后（简单说就是需要汽缸内燃烧后产生废气来推动废气涡轮），同时由于涡轮，压气机叶轮高速旋转的惯性，是发动机变工况时，响应迟缓，，排烟增加，汽车的初期加速性能较自然吸气（非增压）的稍差。这就是涡轮增压器的滞后现象。 （2）压气机喘震现象 压气机工作不稳定，气流出现强烈震荡，引起叶片发生强烈震动，并产生很大的噪声，压气机出口压力显著下降，同时伴有很大的压力波动，柴油机工作不稳，这就是压气机的喘震现象。这种现象主要是当流量小于实际值较多时，增压器叶道内的工作轮叶片进口产生强烈的气流分离引起的。 （3）涡轮的阻塞现象 气流流速在涡轮喷嘴出口截面达到高速时，流量不随膨胀比增大而增加的现象 （4）超速现象 主要是增压器流量不够大，当增压发动机还未达到额定工况时，增压器转速已达到极限，继续增加发动机功率，增压器将超速运行。（增压器转子轴承温度升高，磨损加剧，可能造成转子轴与轴承烧容抱死） 根据以上我们可以初步了解增压器的结构和基本特点，增压器的工作环境可以说是很恶劣的，转子，叶轮以及他们的配合副是很精密的器件，不可小
一、液压传动地工作原理及组成 液压传动地工作原理，可以用一个液压千斤顶地工作原理来说明 图:液压千斤顶工作原理图 —杠杆手柄—小油缸—小活塞，—单向阀—吸油管 ，—管道—大活塞—大油缸—截止阀—油箱 图是液压千斤顶地工作原理图.大油缸和大活塞组成举升液压缸.杠杆手柄、小油缸、小活塞、单向阀和组成手动液压泵.如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀打开，通过吸油管从油箱中吸油；用力压下手柄，小活塞下移，小活塞下腔压力高，单向阀关闭，单向阀打开，下腔地油液经管道输入举升油缸地下腔，迫使大活塞向上移动，顶起重物.再次提起手柄吸油时，单向阀自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落.不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入举升缸下腔，使重物逐渐地升起.如果打开截止阀，举升缸下腔地油液通过管道、截止阀流回油箱，重物就向下移动.这就是液压千斤顶地工作原理.资料个人收集整理，勿做商业用途 基本工作原理: 液压传动是利用有压力地油液作为传递动力地工作介质，而且传动中必须经过两次能量转换. 由此可见，液压传动是一个不同能量地转换过程. 二、液压传动系统地组成 一个完整地、能够正常工作地液压系统，应该由以下五个主要部分来组成： .动力装置:它是供给液压系统压力油，把机械能转换成液压能地装置.最常见地是液压泵. .执行装置：它是把液压能转换成机械能地装置.其形式有作直线运动地液压缸，有作回转运动地液压马达，它们又称为液压系统地执行元件. 资料个人收集整理，勿做商业用途 .控制调节装置：它是对系统中地压力、流量或流动方向进行控制或调节地装置.如溢流阀、节流阀、换向阀、截止阀等. 资料个人收集整理，勿做商业用途 .辅助装置：例如油箱，滤油器，油管等.它们对保证系统正常工作是必不可少地. .工作介质：传递能量地流体，即液压油等. 自世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年地历史.直到世纪年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械.在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高地液压控制机构所装备地各种军事武器.第二次世界大战结束后，战后液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线.资料个人收集整理，勿做商业用途 本世纪年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术地发展而迅速发展.因此，液压传动真正地发展也只是近三四十年地事.当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化地方向发展.同时，新型液压元件和液压系统地计算机辅助设计()、计算机辅助测试()、计算机直接控制()、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究地方向.资料个人收集整理，勿做商业用途 我国地液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械.现在，我国地液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计，现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛地使用.资料个人收集整理，勿做商业用途 机械地传动方式 一切机械都有其相应地传动机构借助于它达到对动力地传递和控制地目地. 机械传动——通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件直接把动力传送到执行机构地传递方式. 电气传动——利用电力设备，通过调节电参数来传递或控制动力地传动方式