2004年代用燃料汽车国际学术会议（ICAFV’2004）
论文编号：0418
电控可变喷嘴涡轮增压天然气发动机试验研究
郝利君 王卫东 张付军 黄英
北京理工大学机械与车辆工程学院，北京，100081
摘要：将一台4G22E 汽油机改造为天然气发动机，采用电控多点燃气喷射技术、电控点火技术及可变喷嘴涡轮增压技术。试验结果表明，采用可变喷嘴涡轮增压技术可在较宽的转速范围内提高发动机的充气效率，优化增压器在全工况范围内与发动机的匹配，大幅度提高发动机的动力性与经济性。增压后天然气发动机的最大功率与原汽油机相当，低速转矩特性明显改善，同时发动机使用经济性也得到提高。
关键词：电子控制； 多点喷射； CNG 发动机；可变喷嘴涡轮增压
Experimental Study of Electronically Controlled CNG Engine with VNT
Hao Lijun Wang Weidong Zhang Fujun Huang Ying
School of Mechanical & Vehicular Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081
Abstract: A CNG engine was developed on the base of a 4G22E gasoline engine. On this CNG engine the electronically controlled multi-point gas injection system, high-energy ignition apparatus and VNT were adopted. The experimental results showed that VNT can increase the volumetric efficiency within a broad speed range, optimize the matching of the engine and turbocharger and improve the engine’s dynamic and economic performance. The maximum power output of the supercharged CNG engine is equivalent to that of the original gasoline engine, the torque characteristics at lower speed is improved, and the economic performance is also improved.
Key words: Electronic control ；Multi-point injection ；CNG Engine ；VNT
1 引言
推广使用天然气汽车是缓解石油危机、降低汽车有害物质排放及改善能源消费结构的有效措施。而汽车发动机改燃天然气后，发动机的最大功率和最大转矩都有所降低，与同排量的汽油机相比降低的幅度一般在15%左右，因而对汽车的加速性能和最高车速都有显著的影响。因此，采取切实可行的技术措施改善天然气发动机的燃烧过程、提高其性能指标是天然气发动机面临的主要问题。
本文将4G22E 汽油机改造为天然气发动机，通过合理匹配增压系统，并采用电控多点燃气顺序喷射技术及电控点火技术，优化了天然气发动机的燃烧过程，改善了发动机的动力性与经济性。 2 天然气发动机结构改装方案
2.1 天然气供气系统
488天然气发动机供气系统主要由高压气瓶、天然气气路关断电磁阀、减压阀、天然气喷射阀组成。系统的布置如图1所示。
图1 天然气供给系统
断电磁阀
阀
气瓶内储存的高压天然气（最高约20MPa ）经减压阀后压力降为0.5Mpa 左右，然后供入天然气分配气轨，在电控单元的控制下由天然气喷射阀喷入各缸进气歧管。为了保证减压阀不因气体减压产生“结冰”现象，在减压阀体内通入发动机循环水，保证减压阀维持一定的温度。系统中的天然气喷射阀选用了美国BKM 公司生产的SP021型高速伺服喷气阀。
2.2 可调涡轮增压系统
废气涡轮增压器采用可调的有叶喷嘴结构方案，如图2所示，通过改变喷嘴环叶片角度来改变蜗壳喷嘴出口面积，同时改变了进入叶轮气流进气角，对废气有较好的引导作用，因此在整个工作范围内有较好的效率特性。实验过程中通过改变喷嘴环叶片的出口角来控制增压器转速，在发动机低速时，通过关小喷嘴环减少涡轮流通截面积，使增压压力提高，从而改善发动机的低速特性；发动机高速时，喷嘴环逐渐打开，涡轮流通截面积增大，使增压压力相对减小，解决增压过量的问题
[1]
。控制可调涡轮增压器的执行机构采用步进电机。
图2 有叶喷嘴变截面涡轮示意图
2.3 电子控制系统
控制系统完成对天然气顺序喷射、点火正时及可调喷嘴涡轮增压器的优化控制。控制系统主要由传感器、控制单元（ECU ）和执行机构组成，系统主要组成如图3所示。
传感器包括发动机曲轴位置传感器、同步信号传感器、进气压力传感器等[2]。
曲轴位置传感器采用霍尔开关型元件，安装在发动机后端的飞轮壳体上，飞轮齿圈转动一周霍尔传感器产生58个信号，以此确定发动机的曲轴转角位置。
同步信号传感器也是霍尔开关型元件，位于分电器内，发动机每个工作循环产生4个信号，同步信号是ECU 控制发动机点火和喷射天然气的基准，同时ECU 利用它还可以计算出发动机的转速。
图3 控制系统的主要组成框图
进气压力传感器用于测量发动机进气管内的绝对压力，它与发动机转速信号一起间接测量发动机的进气量大小。作为控制发动机点火提前角和天然气喷射量的主要依据。
节气门位置传感器用来测量节气门的位置，指示发动机的怠速、满负荷、加、减速等工况。ECU 根据节气门信号分别按照不同工况下点火提前角、混合气浓度控制发动机的运行。
进气温度和冷却水温度传感器用于测量发动机的进气温度和冷却水温度，当各自温度变化时对发动机的天然气喷射量进行修正。
增压压力传感器用于测量压气机出口处增压空气的绝对压力，作为VNT反馈控制的闭环反馈信号。可变喷嘴环控制拉杆位移信号传感器用于检测涡轮喷嘴环的实际位置，作为前馈控制信号。VNT 控制方法采用以VNT控制杆位移为反馈信号的前馈控制，与以进气压力为反馈信号的闭环反馈控制相结合的方法。
控制系统的执行机构主要包括各缸的天然气喷射阀、用于驱动点火线圈的电子点火器、怠速控制电机以及控制可调涡轮增压器的步进电机等。
ECU以80C196微处理器为中心构成控制系统的核心，它接收到各种传感器的信号后，对发动机所处的工况和环境状况作出判断，并计算出与之相对应的最佳天然气喷射量、点火提前角及VNT 涡轮喷嘴叶片角度，驱动执行机构完成各项控制内容。
3发动机性能测试及分析
发动机性能试验包括三项内容：（1）原汽油机性能试验，测出原汽油机的动力性和经济性。（2）非增压天然气发动机试验，即将原汽油机改装为多点电控喷射天然气发动机后，测试该非增压天然气发动机的动力性和经济性。（3）电控可变喷嘴涡轮增压天然气发动机试验，改装非增压天然气发动机的进排气系统，加装可变喷嘴涡轮增压器，研究增压天然气发动机各主要控制参数包括空燃比及VNT控制规律，并测试该增压天然气发动机的动力性和经济性。
为改善非增压天然气发动机的动力性，混合气的空燃比确定为理论混合比，即过量空气系数为1。而增压天然气发动机，为兼顾发动机的动力性及热负荷过量空气系数确定在1.2左右。涡轮喷嘴环开度的调控目标确定为发动机外特性以最佳动力性为优化目标，而发动机部分负荷工况以经济性最佳为优化目标。实验过程中以最高排气温度和最高增压压力为约束条件，考虑涡轮增压器涡轮材料的耐温限制，最高排气温度限制在930℃以内，且考虑发动机的机械负荷和热负荷限制，最高增压比限定在1.8以内。
图4所示为VNT喷嘴环叶片调节控制的工况范围。由于CNG发动机为量调节方式，因此VNT 叶片开度调节规律与柴油机显著不同。CNG发动机在较大的工作区域内（通常是部分负荷），输出功率的控制通过节气门开度调节实现，而VNT叶片开度保持全开，以降低排气阻力，减小泵气损失，改善经济性。而当发动机动力输出达到较大负荷时，为了进一步提高输出转矩，需逐步减小VNT叶片开度以提高涡轮转速，进而提高增压压力，使输出转矩进一步增大，提高动力性。若从降低NOx 排放出发，考虑到VNT叶片开度减小，排气阻力增加，可使缸内残余废气系数增大，降低NOx排放。因此若以降低NOx排放为目标优化涡轮喷嘴环叶片开度，其控制规律与该图所示控制规律有所不同。
图5为原汽油机、非增压天然气发动机、增压天然气发动机的动力性及经济性对比。其中，(a)为三种发动机的转矩对比，(b)为三种发动机的功率对比，(c)为两种天然气发动机的天然气比消耗量对比。天然气的消耗量是根据空气流量和过量空气系数计算得出的。
从三种发动机的外特性转矩及功率对比可以看出，如果不采用增压技术，将原汽油机改装为天然气发动机，则发动机的功率大幅下降。这主要是由于单位体积天然气-空气混合气（λ=1）的热值比单位体积汽油-空气混合气（λ=1）的热值低，因而在发动机进气方式没有根本改变，即发动机缸内的充气系数变化不大的情况下，燃用天然气燃料时发动机的输出功率降低。而采用可调增压技术后的增压天然气发动机的低速转矩比原汽油机提高很多，且最大转矩点转速降低，在标定点增压天然气发动机与原汽油机转矩及功率相当。且与汽油机相比，增压天然气发动机的转矩适应性系数大
幅提高。这主要由于两方面的原因：1)采用增压技术后，发动机进气量大幅增加，从而天然气供气量可以增加，发动机功率得以恢复；2)采用可调增压后，在发动机低速时，可通过适当关小喷嘴环开度，在一定程度上提高增压器转速和增压比，从而提高发动机的低速转矩。
图4 VNT叶片调节控制的工况范围
(a) 外特性转矩对比(b)外特性功率对比
(c)天然气比消耗量对比
图5 原汽油机、非增压天然气发动机、增压天然气发动机动力性和经济性对比
从天然气发动机增压前后的天然气比消耗量对比可以看出，增压天然气发动机的经济性比非增压天然气发动机改善很多，尤其是在低速范围内，因而改善了发动机的经济性。
4结论
通过采用电控多点燃气顺序喷射技术、电控点火技术及可变喷嘴涡轮增压技术，由于优化了天然气发动机的进气与燃烧过程，改善了发动机的动力性与经济性，尤其是可调增压系统使天然气发动机的动力性及经济性明显提高，甚至可以获得比同排量汽油机更优越的动力输出特性。
参考文献
[1]王延生, 黄佑生编. 车辆发动机废气涡轮增压[M]. 北京:国防工业出版社,1984:p49,p108
[2]郝利君.张付军.黄英.葛蕴珊.孙业保.多点顺序喷射天然气发动机的开发研究，内燃机学报，2001年（第19卷）第4期：p333-p336
1.发动机涡轮增压系统匹配及动态特性的仿真分析 涡轮增压是提高发动机动力性和改善经济性的最有效措施。高空环境条件对航空发动机提出了功率恢复的特殊要求，而增压技术是实现发动机高海拔功率恢复的重要措施。目前，国外小型航空活塞式发动机涡轮增压技术已经比较成熟，国内正在致力于这方面的研究。本文以ROTAX914发动机为研究对象，对GT25涡轮增压器与发动机的匹配、JK48可变截面涡轮增压器与发动机的匹配以及涡轮增压控制系统的动态特性进行了研究。 本论文在对发动机涡轮增压器进行选型的基础上，应用MATLAB/Simulink软件建立了GT25增压器与发动机匹配、JK48增压器与发动机匹配以及增压控制系统动态特性的仿真模型；研究了不同海拔下发动机与增压器的匹配规律。 通过研究，确定了GT25增压器与发动机的匹配规律，建立了增压器放气阀开度随发动机转速和海拔高度变化的MAP图，分析了充量系数和过量空气系数对GT25增压器与发动机匹配规律的影响。 对JK48可变截面涡轮增压器与ROTAX914发动机的匹配规律进行了仿真研究。确定了JK48增压器与发动机的匹配规律，建立了叶片转角随发动机转速和海拔高度变化的MAP图，讨论了涡轮效率、涡轮流量系数以及发动机充量系数等因素对JK48可变截面涡轮增压器与发动机匹配的影响。 对涡轮增压控制系统的动态特性进行了仿真研究；结果表明，在一定的负载转动惯量下，控制系统具有较好的动态响应特性、准确性和稳定性。研究了控制算法对增压控制系统动态特性的影响，比较了普通PID和积分分离PID算法下控制系统的动态特性。通过研究，确定了负载转动惯量对增压控制系统性能的影响规律。 研究结果可以为我国四冲程活塞式航空发动机研发过程中涡轮增压器的选型、增压器与发动机的匹配以及涡轮增压控制系统的设计等提供一定的分析依据。 2. 车用发动机与涡轮增压器匹配研究 涡轮增压技术作为提高柴油机功率、改善其燃油经济性、降低排放的最有效措施之一，已经得到了广泛的应用。涡轮增压技术是利用发动机废气推动涡轮旋转，带动同轴的叶轮旋转，从而实现对从空滤器来的新鲜空气进行增压的目的。通过将涡轮增压的高压空气压入气缸来提高气缸中的空气密度，达到增加发动机缸内空燃比的目的，使得柴油机的功率增加。涡轮增压技术是提高发动机动力性和燃油经济性的主要手段之一，采用涡轮增压技术的柴油机可比自然吸气的发动机提高40％～60％的功率，甚至更多；发动机的平均有效压力最高可达到3MPa，发动机的燃油经济性有了很大提高，目前已经在车用发动机上进行了非常广泛的应用。 本文通过对2款涡轮增压发动机的匹配研究，可以提前评估各种涡轮增压器方案的先进性，然后进行有针对性的匹配试验，从而大大减少开发过程中的试验量，使开发工作更具针对性，提高开发效率，节省成本。本文对车用发动机与涡轮增压器的匹配性能进行了台架试验研究，其主要工作和创新之处为：⑴对涡轮增压发动机气缸内活塞的运动和燃油燃烧以及放热情况，介绍了涡轮增压发动机气缸内的缸内模型、燃烧模型、放热模型、扫气模型和管道模型。⑵对两款不同涡轮增压发动机功率的进行了试验对比研究，得出了两款涡轮增压发动机在不同转速下的功率情况。⑶对两款不同涡轮增压发动机在部分关键转速下的转矩进行了模拟与试验，分析对比了两款涡轮增压发动机在不同的转速下的转矩优劣情况。⑷对两款涡轮增压发动机在部分转速下的比油耗进行了模拟与计算，得出两款涡轮增压发动机的额定点比油耗、最低比油耗、低速端比油耗。 ⑸研究了两款涡轮增压器匹配后排温对比情况。 3.发动机与涡轮增压匹配控制软件的设计与开发
浅析汽车发动机涡轮增压器原理及故障 发表时间：2018-10-26T10:16:45.080Z 来源：《防护工程》2018年第17期作者：李若辉 [导读] 随着汽车工业的飞速发展，汽车已逐渐走进到千家万户，在满足乘坐的舒适性、使用的经济性要求后，人们对于汽车的动力性的要求也逐步提高 长城汽车股份有限公司天津哈弗分公司动力事业部天津 300000 摘要：随着汽车工业的飞速发展，汽车已逐渐走进到千家万户，在满足乘坐的舒适性、使用的经济性要求后，人们对于汽车的动力性的要求也逐步提高，在现有的技术条件下，给发动机加装涡轮增压器是最好的解决办法。一般情况下，加装增压器后，发动机的功率及扭矩要比加装前增大20％~30％。小排量，大功率，代表着当前发动机技术的最高水平。比普通发动机拥有更好的动力，也有更好的燃油经济性。但在使用中常发生废气涡轮增压器早期损坏的故障，分析其原因，主要是对增压器的使用，维护不当造成的。现对影响增压器的使用寿命因素，故障和诊断加以分析，并说明使用中的注意事项，意在减少增压器的故障，延长其使用寿命，降低维护费用。 关键词：汽车发动机；涡轮增压器；原理；故障 1 引言 涡轮增压器它是安装在发动机排气管道上的一台精致的空气压缩机，利用发动机排出的废气推动涡轮室内的涡轮旋转，涡轮又带动同轴的叶轮旋转，这样，叶轮就把从空气滤清器进来的空气进行压缩，使之增压进入汽缸。由于进入气缸的空气密度增大，可使更多的燃油充分燃烧，因而大大提高了发动机的功率，降低了燃油消耗。 2 涡轮增压器的工作原理 涡轮增压器的组成由涡轮，压气机，转子总成，轴承机构，中间体和密封装置等组成。工作原理是利用发动机排出的高温高压废气驱动废气涡轮旋转，废气涡轮带动同一轴上的压气机共同旋转，压气机压缩由空气滤清器过滤后的空气，使空气被压缩后增压进入发动机气缸内，提高发动机进气量的装置，减少废气中CO、HC、CL粒等有害物的排放。废气涡轮与压气机通常装成一体。 3 涡轮增压器的使用 3.1 正确使用发动机机油 发动机的机油要按说明书规定使用，对于低增压柴油机，应选用不低于CC级的柴机油，对中增压柴油机，应选用不低于CD级的柴机油。对高增压柴油机一般采用CH级的柴机油。发动机保养要按发动机工作小时要求及时更换机油和机油滤清器，保证油质，使增压器得到良好的润滑和散热。 3.2 保持正常的润滑系统机油压力 柴油机在运转中，当机油压力低于0.15MPa时，应停机检查，增压器转子轴与轴承润滑，以免机油压力过低造成烧损，机油压力过高也可造成机油窜入涡轮室或压气机室。严禁发动机怠速运转时间过长，以防机油压力过低使增压器润滑不良。 3.3 发动机的正确预热 汽车发动机启动后不能急加油门，应使发动机怠速运转3-5min，以保证增压器轴承得到充分的润滑，增压器的轴承是浮动轴承，如润滑不良可使轴承瞬间烧损。在冬季低温启动发动后急加油门可损坏增压器油封，要使发动机至少怠速预热5min。 3.4 发动机的正确熄火 发动机在熄火前应使发动机怠速运转3-5min。如发动机在高转速下突然熄火停止工作，机油压力为零，而增压器的转子由于惯性继续高速运转，增压器在高转速下停止润滑，热量未被机油带走及时冷却，使增压器的局部温度可达900-1000摄氏度，产生轴承烧损和机油结焦产生积碳。所以在高转速下应怠速运转3-5min，来降低增压器的转子转速和降低增压器的温度。 4 涡轮增压器检查 4.1 涡轮增压器工作情况检查 发动机在工作中，根据发动机怠速和中速及变换发动机转速情况下检查，使增压器应运转均匀，无金属撞击或金属磨擦异响，无喘振或不正常振动现象。 4.2 涡轮增压器外部检查 经常检查增压器固定情况，排气和导管使否漏气润滑油管和接头是否漏油，例如卡特彼勒电控柴油机3512B装配水冷却增压器，要检查冷却水管和接头密封是否漏水。出现渗漏及时检修。 浅析汽车涡轮增压器原理及故障。 4.3 涡轮增压器涡轮及空压轮检查 检查涡轮和空压轮应完整清洁，涡轮叶背面有积碳，是机油焦化或机油燃烧产生积碳。空压轮叶背面有积尘，是进气管路漏气。在拆检时应注意不要碰撞损坏叶轮。 4.4 涡轮增压器密封环检查 要经常检查密封环是否密封，密封不良可使机油进入进气管道及气缸燃烧。造成发动机机油烧损。 5 影响增压器使用寿命的因素 第一，润滑油。润滑油用来润滑冷却增压器，但当增压器正常工作时，其转轴转速高达每分钟几万转到十几万转，润滑油被打成泡沫状，其冷却和润滑性能下降，因此润滑系统必须保证能提供充足的润滑油。若当600℃左右的高温废气通过涡轮室时，轴承座得不到足够的润滑和冷却，润滑油将在其环形油道壁上结焦，逐渐堵塞油道。润滑油如果不清洁，也会很快损坏增压器内部零件。如含有灰尘、泥状沉淀物和金属微粒的润滑油会迅速破坏各零件的配合间隙，刮伤和磨损轴承表面。这些都将会引起涡轮轴转动阻力增大和失掉平衡，使轴的转速下降，导致柴油机的功率损失增大，且转动不平衡将很快导致增压器零件的损坏。 第二，进气系统。增压器工作的好坏也依赖于进气系统，只有供给充足、干净的空气才能保证增压器长期无故障工作，使寿命延长。
?电子控制? 电控天然气发动机ECU 中新型驱动电路的设计 郭林福,张 欣,李国岫 (北京交通大学机械与电子控制工程学院动力工程系,北京 100044) 摘要:根据天然气发动机喷气电磁阀实际工作时电磁力的变化特点,设计了新型电磁阀驱动电路,使电磁阀开启力足够且有效地降低了功耗和发热量;在点火驱动电路中使用新型IG B T 模块,使系统结构简化,元件数量减少;设计的PWM 工作方式带电流反馈和过流保护的怠速控制阀驱动电路,使怠速控制更为灵活精确。 关键词:天然气发动机;电控单元;驱动电路 中图分类号:T K411 文献标识码:B 文章编号:100122222(2005)0320036204 我国正在实施的“西气东输”工程将大大促进天然气管道沿线各大中城市广泛使用天然气汽车[1],这成为治理城市大气污染和合理使用能源的重要措施。在天然气发动机中采用电子控制多点顺序喷射、稀燃闭环控制及高能电子点火等先进技术是发展方向,而实现这些技术的关键是开发高性能的电控单元(ECU );尤其是我国加入W TO 后,在国外产品大量涌入中国市场的大环境下,开发具有自有知识产权的ECU 更为重要。 ECU 是发动机的控制核心,不仅承担数据采集与处理、工况判断与计算及控制输出等功能,还要适应发动机振动、噪声及高温等复杂恶劣的工况。考虑到6缸多点顺序喷射天然气发动机要同时控制喷气和点火的复杂性,并满足车辆使用条件和最后产品化的要求,在新一轮的开发中选用的MCS12系列16位微控制器,带有8通道的增强型定时器(EC T ),能够满足实时控制喷射和点火的要求;具有多个SPI ,SCI 和CAN 等通信模块,能够满足多种通信和监控要求[2]。 ECU 硬件是实现各种控制功能的物质基础,其设计包括输入信号的调理和滤波,AD 以及输出的多级驱动,外壳和散热器及接口线束等内容[3]。本文着重论述这一轮开发中相对于原有ECU 硬件中的改进之处,主要包括喷气阀驱动电路,点火驱动电路以及怠速控制阀驱动电路等。 1 喷气阀驱动电路设计及其性能 电磁阀在开启瞬间需要较大电流以提供较大的 开启力,保证可靠开启并减少喷射延时;开启之后,由于针阀和线圈之间的距离大大减小,维持电磁阀保持开启状态所需的电磁力要小得多,因而保持电流也要小得多,一般仅为最大电流的1/4左右。原有的喷气阀驱动电路仅是简单采用了电压控制的MOSFET 管,该电路在喷射信号到来之后,电磁阀 线圈和MOSFET 管中的电流开始上升,当电磁力克服了电磁阀弹簧的弹力之后,电磁阀开启,但通过电流仍然继续上升到由电源电压和电路阻抗确定的最大电流,并将一直持续到喷射信号结束时为止。这样,该电路工作时就要消耗较大的能量,MOS 2FET 管和电磁阀线圈的发热量也明显增加,加大了散热的难度,并可能降低元器件和系统工作的稳定性和可靠性。为了解决这一问题,采用输出脉宽调制(PWM )信号的方式来控制电磁阀,软件设计在喷射开始时,PWM 信号采用较大的占空比,保证电磁阀的开启;在电磁阀开启后减小PWM 输出信号的占空比[4],使通过电磁阀线圈的平均电流减小。但这样就增加了软件编制的工作量,增加了MCU 的负担,并且在软件上也很难准确确定电磁阀的开启时刻。为解决这一问题,采用一种能够实现电流随电磁阀开启状态自动改变的专用芯片[5]。单一电磁阀的驱动电路原理如第37页图1所示,其中U1就是该专用芯片。电磁阀线圈的负极接到图中INJ 1节点上,当微控制器的喷气输出信号加到INJ I1节点上时,功率晶体管Q1导通,线圈通电。这一芯片可以通过外部电阻设定电磁阀线圈回路电路所需的最大电流,当电路中通过的电流达到最大值之后,立 收稿日期:2004209230;修回日期:2005203209 作者简介:郭林福(1975— ),男,江西省安远县人,讲师,博士,研究方向为内燃机电子控制技术与增压技术1第3期(总第157期) 2005年6月 车 用 发 动 机V EHICL E EN GIN E No.3(Serial No.157) J un.2005
1，柴油发动机带涡轮增压是什么意思？ 涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。一般我们采用的是废气涡轮增压，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。当发动机转速增快，废涡轮增压技术气排出速度与涡轮转速也同步增快，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，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。 涡轮增压是发动机为提高空燃比而设计的一种增压设备。涡轮增压器是目前发动机上配置最多的一种增压器。它的工作原理是一根轴上有两个涡轮。利用发动机废气支管中的涡流来驱动废气涡轮，由轴传到进气涡轮上，高速运转的涡轮把进气管中的空气压缩，从而增加了空气的密度。提高发动机的有效功率。 发动机动力的大小与发动机充气系数的大小有关，而每种发动机的充气系数由于受到相关零件的影响，它的充气系数不是随意增大的。普通的发动机都是利用气缸内的真空吸力把空气吸入气缸内，为了得到较高的充气系数，所以就增加了一个涡轮增压机，就是把经过滤清的空气经过增压机，压到气缸内。常见的增压机都是废气涡轮增压机，就是利用排气管排出来的废气驱动增压机，再压缩新鲜洁净的空气充入到气缸内。
装有废气涡轮增压器的柴油发动机,要是汽车的话,欧洲大概一半小汽车是柴油版的了,不用汽油,马力耗油,排放等都比汽油机强很多增压器技术也更成熟。 2，柴油发动机涡轮增压器和汽油机的涡轮增压有什么不同？ 柴油涡轮是为了提高动力，动力第一！而汽油涡轮是为了燃烧高效的同时节油，提高动力性能，两者的出发点不一样，所以一个是机械涡轮增压，一个是涡轮增压就这么简单！ 首先是柴油机和汽油机，柴油机是压燃，汽油机是点燃。 然后说增压器，增压器是为了增加汽缸里面的混合气的质量，从而达到更大的功率。 而汽油机和柴油机都是可以使用增压器的。 涡轮增压和机械增压的区别在于增压器动力来源不同。 涡轮增压来自发动机排出的废气带动涡轮转动，从而带动增压器；机械增压是直接由曲轴输出，所以相对涡轮增压来说要损耗发动机的功率。 单单对涡轮增压器本身而言，这俩是完全一样的，不同的在于尺寸而已——发动机排量不一样，尺寸有调整罢了，实际情况上，汽油机的增压器尺寸较小，所要求的加工要求更高，一些新技术的应用也更必要——比如可变截面等的同时节油，提高动力性能，两者的出发点不一样，所以一个是机械涡轮增压，一个是涡轮增压就这么简单！
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。
发动机涡轮增压器的特点及使用注意事项 汽车发动机涡轮增压器主要由涡轮机罩、压气面罩及增压壳等组成。 废气涡轮增压就是利用柴油机排出的能量来驱动涡轮机，从而带动压气机，来提高进气压力增加充气量。增加发动机的进气压力，主要是靠装在发动机上的一个径流式废气涡轮增压器来实现。当发动机运转时，利用发动机排出的废气流经涡轮机的力量，迫使涡轮机叶轮高速旋转。因涡轮机叶轮与压气机叶轮同在一根轴上，所以在涡轮机叶轮高速旋转的同时，也带动压气机叶轮做相应的调整旋转，从而使通过压气机内的空气速度和压力增加。又因压气机出气口是和发动机进气支管相连接的，所以，这些经过增压后的空气，也就能顺利地进入发动机的燃烧室以供燃油燃烧。 柴油机采用废气涡轮增压不仅可提高功率，还可减少单位功率质量、缩小整机外形尺寸、降低燃油消耗。 1、废气涡轮增压的优点 1.1增压器与发动机只有气体管路连接而无机械传动，因此增压方式结构简单，不需要消耗功率。 1.2在发动机重量及体积增加很少的情况下，发动机结构无需做重大改动，便很容易提高功率20%-50%。 1.3由于废气涡轮增压回收了部分能量，故增压后发动机经济性也有明显提高，再加上相对减小了机械损失和散热损失，提高了发动机的机械效率和热效率，使发动机涡轮增压后燃油溺消耗率可降低5%-10%。 1.4涡轮增压发动机对海拔高度变化有较强的适应能力，因此装有废气涡轮增压的汽车在高原地区具有明显的优势。 2、废气涡轮增压器在使用中应注意一下几点: 2.1增压器的转子轴转速高达80000-100000r/min，若用一般机械中的轴承将无法正常工作。因此，增压器普遍采用全浮动轴承。全浮动轴承与转子轴和壳体轴承之间均有间隙，当转子轴高速旋转时，具有0.25-0.4Mpa压力的润滑油充满这两个间隙，使浮动轴承在内外两层油膜中随转子轴同向旋转，但其转速却比转子轴低得多，从而使轴承相对轴承孔和转子轴的相对线速度大幅度下降。由于有双层油膜，可以双层冷却，并产生双层阻尼。由此可知，浮动轴承具有高速轻载下工作可靠等优点，但同时也发现浮动轴承对润滑油的要求很高。必须注意按规定牌号加注润滑油。 2.2所用润滑油必须清洁，否则将加速轴承磨损，甚至导致增压器及发动机性能恶化。因此，必须严格按照保养规定，定期清洗机油滤清器滤芯。15000km磨合期更换一次机油和滤芯，以后每10000km更换一次机油。 2.3应按保养规定定期清洁空气滤清器，每两年便更换一次空气滤清器滤芯或按行驶里程定期更换。使用中应经常检查进气系统和排气系统的密封性。 2.4为确保浮动轴承的润滑，发动机刚起动时，应怠速运转几分钟(至少30s)，因为机油的压力以及机油循环至浮动轴承处需要一定时间，否则浮动轴承的润滑条件得不到保障，加剧轴承磨损，甚至发生卡死故障。停机时也同样如此，逐渐减少负荷，直至怠速运转几分钟后方可停机。 2.5增压器在使用了2000-2500h后，应在发动机不解体的状态下测量转子轴的轴向移动量。测量前应先将进、排气管从增压器上拆下，把千分表触点顶在转子轴上，然后轴向推动叶轮进行测量，移动量应为0.10-0.30mm。若超差则应将增压器拆下检修，或更换增压器。
可变截面涡轮增压器–绿盾分享篇关于汽车的一些知识是很多人都不懂得，汽车尾气超标的一些问题也是很复杂的，一些外行的人根本不了解是车子尾气超标到底是什么原因，其实汽车尾气超标跟汽车的很多零部件都由关系，可变截面涡轮增压器也是原因之一，下面的聂荣主要介绍可变截面涡轮增压器的一些相关资料。 可变截面涡轮增压器的汽油发动机。涡轮增压系统的心脏是可调涡流截面的导流叶片。这些导流叶片可在低转速、低排气量的工况下关闭，从而增大发动机的进气压力。与传统涡轮增压器相比，这极大地改善了低转速时的响应时间和加速能力。采用可变涡轮截面技术的汽油发动机在所有转速范围内的效率均明显高于目前采用的标准放气阀式的涡轮增压器。相应地，在各个转速范围内的节油性能也更上一层楼。 1、用途 举例TDI系统上的Garret VNT15可变截面涡轮增压器使增压技术比旧有型号有更快的响应（尽管以前机型的增压滞后现象也比较轻微），起效范围更加宽广，同时不会造成排气气压过高的问题。在大众的TDI发动机中，增压响应被控制在0.25秒内，驾驶员根本感觉不到增压时滞的存在。 2、工作原理 TDI发动机的燃油系统也有自己的特征，现在有三种燃油喷射系统，首先是分配泵系统，由燃油泵向喷嘴顺序供油（旧机型油压为931bar，新机型压力更高），喷油时间和喷油量都由电脑控制。大多数大众TDI发动机使用博世VP 37电控分配泵，通常它安装在发动机前端，由正时皮带驱动。分配泵和喷嘴之间是高压钢油管。这一系统应用在90和100hp的直4 1.9升机型上，还有2.5升直5以及150hp2.5升V6上。在分配泵内，燃油首先通过叶片提升压力，随后旋转柱塞泵把压力进一步提升并按顺序把燃油送到每一缸喷油。每个喷嘴包含带回位弹簧的活塞，一旦燃油压力超过设定值，喷口即打开。5个喷口直径极小。回位弹簧按两
目录 第一章项目总论 第二章项目建设单位说明 第三章背景及必要性研究分析 第四章项目市场研究 第五章建设内容 第六章项目选址分析 第七章土建工程说明 第八章工艺说明 第九章项目环境保护和绿色生产分析第十章企业安全保护 第十一章项目风险 第十二章项目节能评价 第十三章实施安排 第十四章投资估算与资金筹措 第十五章项目盈利能力分析 第十六章评价结论 第十七章项目招投标方案
第一章项目总论 一、项目概况 （一）项目名称 可变截面涡轮增压器项目 （二）项目选址 xx产业园区 场址应靠近交通运输主干道，具备便利的交通条件，有利于原料和产成品的运输，同时，通讯便捷有利于及时反馈产品市场信息。项目选址应符合城乡建设总体规划和项目占地使用规划的要求，同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址，并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。项目建设方案力求在满足项目产品生产工艺、消防安全、环境保护卫生等要求的前提下尽量合并建筑；充分利用自然空间，坚决贯彻执行“十分珍惜和合理利用土地”的基本国策，因地制宜合理布置。 （三）项目用地规模 项目总用地面积51312.31平方米（折合约76.93亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数70.58%，建筑容积率1.67，建设区域绿化覆盖率7.97%，固定资产投资强度166.33万元/亩。 （五）土建工程指标
项目净用地面积51312.31平方米，建筑物基底占地面积36216.23平 方米，总建筑面积85691.56平方米，其中：规划建设主体工程55348.95 平方米，项目规划绿化面积6830.52平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计153台（套），设备购置费6666.73万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量1140669.95千瓦时，折合140.19吨标准煤。 2、项目年总用水量22800.94立方米，折合1.95吨标准煤。 3、“可变截面涡轮增压器项目投资建设项目”，年用电量1140669.95千瓦时，年总用水量22800.94立方米，项目年综合总耗能量（当量值）142.14吨标准煤/年。达产年综合节能量47.38吨标准煤/年，项目总节能 率21.03%，能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合xx产业园区发展规划，符合xx产业园区产业结构调整规划 和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产 生明显的影响。 （九）项目总投资及资金构成 项目预计总投资18721.09万元，其中：固定资产投资12795.77万元，占项目总投资的68.35%；流动资金5925.32万元，占项目总投资的31.65%。
为了提高发动机的功率，降低油耗，减少排放和噪声，依维柯SOFIM8140.27S发动机采用增压压力自控式废气涡轮增压器，其型号为Garrett TA03。它位于发动机的右前侧，与发动机缸体之间装有隔热板。Garrett TA03型增压器主要由涡轮机、压气机、壳体、限压阀等组成。涡轮与压气机的叶轮装在同一转子轴上，转子轴采用全浮动轴承。在增压器前部的排气歧管上装有一活门式限压阀，其作用是在高速、大负荷时有一部分废气不再进入涡轮机，防止增压器超速。 一、增压器的使用注意事项 1.按质按量加注润滑油 SOFIM8140.27S发动机废气涡轮增压器的转子转速高达4500km/h以上，涡轮部分温度达1000°左右。由于工作环境特别恶劣，因而增压器的润滑就显得特别重要。应加注规定牌号的柴油机机油，其牌号为15W/40柴油机机油或2OW/40(夏)、20W/30(冬)柴油机机油。要经常检查机油量，定期更换机油及滤芯，避免因缺少机油或机油变质而导致转动轴承磨损过快及转动件卡死。 2.起动后、熄火前均应怠速运转3-5min 增压发动机起动后，要怠速运转3-5min，使润滑油达到一定的温度和压力，以免突然增加负荷时，轴承无油而加速磨损，甚至烧毁。这是因为涡轮增压器所用机油来自发动机油底壳，经机油主油道进入精滤器再次滤清后，才能到达增压器壳内，因而机油的输送需要一个过程。 停车后如若立即熄火，增压器就失去了润滑油的润滑和冷却，而此时增压器的涡轮部分温度可达1000℃左右，并且转子会因本身的惯性继续运转一段时间，这样就会烧坏轴承和轴。所以，熄火前也应怠速运转3-5min。 3.定期清洗空气滤清器 空气滤清器堵塞严重，空气入口的空气压力和流量将减少，会造成增压器性能恶化和发动机功率下降。 4.经常检查进气系统的密封性 进气系统漏气会使灰尘吸入压气机，并进入气缸造成压气机叶片和气缸、活塞早期磨损。 5.保持曲轴箱通风装置畅通 曲轴箱通风装置堵塞后会造成曲轴箱压力过高，从而影响润滑油的回流速度，造成增压器漏油。 二、增压器工作情况的检查 1.起动发动机，使其在怠速和中等转速下运转，观察涡轮增压器的工作情况，应运转均匀，无金属撞击或摩擦声，无喘振或强烈的振动现象。 2.发动机怠速运转熄火后，应能听到涡轮增压器的均匀运转声。 若与以上两点不符，应拆下增压器进行检修。 三、增压器的检修 1.拆卸要求 由于涡轮、压气机叶轮均为精密部件，拆卸前要在转子轴、涡轮、压气机叶轮之间作一相配位置记号。拆卸时要用铜棒或塑料锤轻击压气机壳的周边，不许磕碰，以防影响修复后的性能。 2.零件的清洗 清洗零件时，要用干净的汽油或非碱性清洁剂和软刷清洗，并用压缩空气吹干。 3.各机件的检查 (1)检查涡轮壳是否因为过热、咬合、变形或其它损伤而产生裂纹。 (2)检查涡轮和压气机叶轮是否弯曲、有毛刺、损坏、腐蚀，或背面有接触痕迹。
发动机涡轮增压器 物资验收技术标准要求 一、产品名称 发动机涡轮增压器 二、引用标准 GBT727-2003 涡轮增压器产品命名和型号编制方法 GB/T 23341.1-2009 涡轮增压器第1部分：一般技术条件 三、定义及图例标注 利用柴油机排气能量驱动涡轮，带动压气机来提高柴油机进气压力的装置。
四、型式与基本参数及表示方法 4.1 内燃机用废气涡轮增压器的产品型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。其型号依次包括下列三部分： a) 首部：产品名称和结构特征符号。 b) 中部：以压气机叶轮外径尺寸表示的产品基本系列符号。 c)尾部：变型符号
4.2表中符号N～Q用以表示区别于通常型的结构特征；符号P～K用于表示特定的结构特征。结构特征符号允许重叠标出。字母排列次序按表中顺次标出。 4.3两级增压具有同一外壳的增压器，以其第1级基本型压气机叶轮外径尺寸符号／第2级基本型压气机叶轮外径尺寸符号的形式标出。两级以上增压并具有同一外壳的增压器，按此表示法类推。 4.4变型符号允许制造单位自选。但变型符号的含义必须在产品说明书中阐明。 4.5产品型号不得因转产等原因而随意更改。 4.6由国外引进的增压器产品，若保持原结构性能不变，允许保留原产品型号。 五、产品技术要求 5.1 增压器产品配套要求
5.1.1 增压器产品的型昔编制应符合GB/T 727的规定。 5.1.2增压器制造商应向客户提供增压器产品的下列主要技术参数： a)产晶型粤； b) 增压器外形安装连接尺寸阿样； c)增压器净质量； d)_带有旁通蒯或其他调节机构的增压器，应提供执行机构的琵置参数及调节方式； e)增压器土耍性能参数：增压比、压气机流量范围、压气机效率范围、最高工作转速、最高涡轮进口温度、涡轮效率或总效率等； f)剩精油牌号，润滑油进口压力范围及油滤要求。 5.2增压器产品制造要求 5.2.1增压器产品应按经规定程序批准的产品图样及技术文件制造。 5. 2.2对nr轮（压气机叶轮和涡轮）毛坯，应进行外观检奄、表面粗糙度检查，根据需要还应检查叶轮叶 片的型而。根据图样和技术文件规定应对其进行化学成分分析，对同炉浇注的试样进行力学·陀能试验 和金相组织（低倍、高倍）检在，同时对叶轮进行尤损探伤（如荧光检查、x光检查）。5.2.3在新设计和制造时，应进行涡轮（成品）叶片一阶自振频率的测量，要求白振频率和分散度限值： 5.2.4增压器涡轮转子、压气机叶轮应作单件动平衡检测，转子总成应作组合平衡榆测，平衡品质应达到JB／T 97a2.3 2004的规定。采用整体动平衡机或壳体振动试验检测时，转子总成可不作组合平衡检测，整体动平衡或壳体振动试验检测要求在增压器标定转速下许用振动速度伉应≤4.5 mm/s。 5.2.5增压器装配前，零部件应进行清洗。增压器整机清洁度达到JB/T 6002的规定。 5.2.6增压器装配应符合产品图样及技术文件的规定。转子应转动灵括，不允许有异响和卡
柴油机涡轮增压器 现代船舶上已普遍采用涡轮增压的方式来提高柴油机的功率。所谓增压，就是用提高汽缸进气压力的方法，使进入汽缸的空气密度增加，从而可以增加喷入汽缸的喷油量，以提高柴油机的平均指示压力。通过使用废弃涡轮增压器将柴油机所排放的废气通入增压器的涡轮端，废气中的能量通过涡轮机将其转变为动能，从而带动同轴的压气机运转。压气机将压缩空气进入扫气箱的空气密度增大压力升高，由于近期压力提高密度增加，进入汽缸的进气量便增多，这样不仅可以使喷入汽缸的燃油得到充分的燃烧，还可以向汽缸喷入更多的燃油，从而可以大幅度提高柴油机的功率。因此用废气涡轮增压器不仅可以提高柴油机的功率，而且提高了柴油机的经济型。 废气涡轮增压器虽已得到广泛的应用，但由于日常管理不善，常常会出现故障，本文通过其运行中的常见故障，阐述了故障原因并加以分析，提出了排除故障的方法及预防建议。 一，柴油机增压器的喘振 涡轮增压器工作时，当压气机的排出压力和流量减少，其工作点落在压气机的喘振区时，压气机排除压力忽高忽低，空气流量忽正忽负，引起机器强烈震动，并发出沉重的喘息声或吼叫声。发生喘振的基本原因是压气机通流部分出现脱流，压气机的气流出现强烈的振荡，引起叶片振动所致，原因主要有： 1增压系统流道阻塞是引起增压器喘振最常见的原因。
2柴油机低速高负荷运行。 3柴油机各缸负荷严重不均匀。 4柴油机负荷巨变。 5郑雅琪与柴油机运行匹配失调。 二增压器压力下降或升高 1增压器压力下降 当增压器压力降低时，柴油机进气量减少，功率大大下降，耗油量增加，冒黑烟，排烟温度升高。造成增压压力下降的可能原因有： （1）压气机空气滤器，叶轮，扩压器及涡轮喷嘴长期使用而脏污。（2）供油正时，气阀正时不正确。 （3）废气涡轮喷嘴环变形 2增压压力升高 增压压力升高会给柴油机的隐形带来不利影响，如柴油机压缩终点压力过高，最高燃烧压力相应升高，柴油机机械负荷增大等。为使最高燃烧压力维持在允许值，往往需将柴油喷油开始时间推迟，但又会造成燃料消耗率的增加和排气温度上升，因此增压压力过高时不希望有的。大多数的增压压力升高是由柴油机方面的原因引起的，遇到增压压力过高，必须调整，首先应查明原因，采取相应措施，否则未必能得到良好的效果。导致增压压力升高的原因主要有： （1）柴油机负荷过大
基于AMESim的电控天燃气针口阀型喷嘴工作过程模拟 汪科任，孙仁云，吴聿东，陈德刚 （西华大学交通与汽车工程学院，四川成都610039） 摘要：电控天燃气喷射器是汽车发动机电控喷射系统中较为新颖的一项技术，也是喷射系统中最为关键也是难度最大的一部分，为研究电控天燃气喷射器特性参数对其喷射效果的影响，采用工程系统仿真软件AMESim建立了电控天燃气针口阀喷射器仿真系统模型。对其进行分析研究，得出其复位弹簧的最佳预紧力，并在该预紧力下验证了系统模型的准确性，可为电控天燃气喷嘴的设计提供优化依据。 关键词：天燃气喷嘴; 针口型阀门; 仿真 Simulated Design of an Electronic Natural Gas Needle Mouth Nozzle Working process Based onAMESim WANG Kereng, SUN Renyun, WU Yudong, CHEN Degang (School of Transportation and Automotive Engineering, Xihua University, Chengdu Sichuan 610039,China) Abstract: Electric control natural gas injector is that car engine electronic control injection system is of a novelty technology, is also the most key injection system and the most difficult. For the research of electronic control natural gas injector characteristic parameters on the effect of the injection, the engineering system simulation software AMESim is established control natural gas needle mouth valve injector simulation system model.To analyze and research to it obtain the reset spring best prestressing force, and in the prestressing force verified under the accuracy of the system model, the design of the electronic control natural gas nozzle provide basis for optimization. Keywords: Natural gas nozzle; Valve with needle mouth nozzle; Simulation 前言：天然气进入燃烧室后，喷射器的针阀应在极短时间内快速动作，但与传统的汽油燃料比较针阀的动作会有较短时间的延迟，而采用电磁阀式喷射器可以有效的降低这种延迟，并提高喷射器的灵敏度，维持喷射的喷射高峰，本文采用AMESim进行仿真，通过仿真分析可得到天然气喷射时的仿真数据，为深入分析天然气喷嘴结构参数打下基础，可为天然气喷嘴设计提供理论依据。 1天然气喷嘴工作原理 天然气喷射器由电磁阀，控制室，针阀偶件组成，其工作原理如图（1）所示，发动机ECU接受经过滤波，整形，放大后的前向电路中的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器（在顺序喷射中需要该传感器）所测得的模拟信号，经过其处理与计算，判断出符合该工况的喷射正时与喷射脉宽，发送PWM波信号控制电磁线圈的通断电，其中通电时刻决定喷射正时，而通电时间的长短则决定该工况下的喷气量。在整个机构中高压天燃
从原理上看，柴油机的VGT技术和保时捷的VTG并没有本质的区别，基本的原理和结构都是相似的。下面，我们就通过保时捷的VTG技术来了解一下可变截面涡轮增压器的工作原理。 图中涡轮外围的红色叶片就是导流叶片 一般的涡轮并没有导流叶片的结构
VGT技术的核心部分就是可调涡流截面的导流叶片，从图上我们可以看到，涡轮的外侧增加了一环可由电子系统控制角度的导流叶片，导流叶片的相对位置是固定的，但是叶片角度可以调整，在系统工作时，废气会顺着导流叶片送至涡轮叶片上，通过调整叶片角度，控制流过涡轮叶片的气体的流量和流速，从而控制涡轮的转速。当发动机低转速排气压力较低的时候，导流叶片打开的角度较小。根据流体力学原理，此时导入涡轮处的空气流速就会加快，增大涡轮处的压强，从而可以更容易推动涡轮转动，从而有效减轻涡轮迟滞的现象，也改善了发动机低转速时的响应时间和加速能力。而在随着转速的提升和排气压力的增加，叶片也逐渐增大打开的角度，在全负荷状态下，叶片则保持全开的状态，减小了排气背压，从而达到一般大涡轮的增压效果。此外，由于改变叶片角度能够对涡轮的转速进行有效控制，这也就实现对涡轮的过载保护，因此使用了VGT技术的涡轮增压器都不需要设置排气泄压阀。 需要指出的是，VGT可变截面涡轮增压器只能通过改变排气入口的横切面积改变涡轮的特性，但是涡轮的尺寸大小并不会发生变化。如果从涡轮A/R值去理解的话，可变截面涡轮的原理会更加直观。 也有的厂商将这项技术成为VNT，比如沃尔沃和奥迪，它们在本质上是一样的 A/R值是涡轮增压器的一项重要指标，用以表达涡轮的特性，在改装市场的涡轮增压器销售册上也常有标明。A表示Aera区域，指的是涡轮排气侧入口处最窄的横切面积（也就是可变截面涡轮技术中的“截面”），R（Radius）则是代表半径意思，指的是入口处最窄的横切面积的中心点到涡轮本体中心点的距离，而两者的比例就是A/R值。相对而言，压气端叶轮受A/R值的影响并不大，不过A/R值却对排气端涡轮有着十分重要的意义。
【摘要】涡轮增压简称Turbo，如果在轿车尾部看到Turbo或者T，即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，在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。废气涡轮与压气机通常装成一体，便称为废气涡轮增压器。其结构简单，工作可靠，一般柴油机合理地加装废气涡轮增压系统后，可提高功率20% ～ 30% ，降低比油耗 5% 左右，有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质，因而得到广泛应用。 2 .复合式废气涡轮增压器。废气涡轮增压器是将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起来工作，称为复合式废气涡轮增压器。在某些增压度较高的柴油机上，废气能量除驱动废气涡轮增压器外，尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮，该动力涡轮通过齿轮变速器及液力耦合器与发动机输出轴联接。这样，废气涡轮增压器达到增压的目的，而废气动力涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。 3.组合式涡轮增压器。组合式涡轮增压器由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。在该增压系统中，除废气涡轮增压器外，还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统，利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。 （二）构造 废气涡轮增压器一般由单级离心式压气机和单级轴式涡轮机或径流式涡轮机组成为机组，并分别称为轴流式废气涡轮增压器和径流式废气涡轮增压器。压气机和涡轮机二者的工作轮装在同一根轴上，称为转子，转子由发动机排出的废气驱动。这种涡轮增压器工作的条件，除压气机和涡轮机的转速相同外，在任何工况下其效率也是相同的。 涡轮增压器按转子的支承情况有各种不同结构方案，最常见的有几种： 1.外双支承式
技术培训 产品信息 废气涡轮增压器系统结构原理 BMW经销商内训
产品信息 废气涡轮增压器系统结构原理 发动机废气涡轮增压器系统 ?涡轮增压器 ?增压压力调节系统 ?循环空气减压系统 ?增压空气冷却系统 N54发动机废气涡轮增压系统 N55发动机废气涡轮增压系统 N63发动机废气涡轮增压系统 N74发动机废气涡轮增压系统 概述
废气涡轮增压系统 涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来提高进气密度和增大发动机进气量的一种发动机，涡轮增压器实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，经过中冷器降低进气温度，从而提高进气密度再送入气缸。当发动机转速加快废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。 废气涡轮增压系统组成 ?涡轮增压器 ?增压压力调节装置 ?循环空气减压控制 ?增压空气冷却系统
涡轮增压器 涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器。 ?涡轮室进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上； ?增压器进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上； ?涡轮与叶轮分别装在涡轮室和增压器内，两者同轴 工作原理： 涡轮增压器是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气再送入气缸。 涡轮增压器的润滑： 由于涡轮增压器连接在排气侧，所以温度相对较高，涡轮轴采用全浮式轴承结构，所以涡轮轴的润滑完全由发动机润滑系统提供润滑。