增压器匹配表

第1章 增压器及其进气增压系统的结构和原理1.1概述1.1.1 发动机进气增压技术简介近年来，发动机进气增压技术已经成为国内外内燃机发展的重要方向之一。

这是因为发动机进气增压技术具有许多优点：1.能够提高发动机的升功率——提高了发动机的动力性；2.能够降低发动机比油耗和比质量——提高了发动机经济性；3.能够减轻发动机的排放污染——提高了发动机的排放性；4.能够扩大发动机变型系列等。

当前，由于汽车一方面在向高速、重载方向发展，对发动机的动力性和燃料经济性提出了更高的要求；另一方面发动机尾气的排放污染，各国排放法规的日益苛刻，使人们极力寻求减小大气污染的措施。

这种种方面的原因，使汽车发动机进气增压技术获得迅速发展，其中以美国、德国、瑞典等国家发展较快。

在美国，10L以上排量的柴油机几乎全部采用增压技术，小排量柴油机和汽油机采用增压技术也占相当大的比重。

欧洲和日本近年来增压发动机也发展迅速，特别是柴油机。

发动机增压方法很多，其中涡轮增压器在技术上最为成熟，并且有很多突出的优点，因此涡轮增压成为汽车发动机增压的主要类型而获得广泛应用。

此外，在研究和发展涡轮增压系统的同时，其他增压系统也相继有所发展，例如气波增压系统。

本指南主要讲述涡轮增压系统，其他增压系统仅简单介绍。

1.1.2发动机进气增压的基本原理（1）发动机进气增压的基本理论进气增压是提高发动机升功率的有效方法之一。

所谓增压器，就是利用专门的装置（增压器）将空气或者可燃混合气预先进行压缩，再送入发动机汽缸的过程。

虽然汽缸的工作容积不变，但因增压后，每个循环进入汽缸的新气密度增大，使实际充气量增加，这样可以向缸内喷入更多的燃料而获得充分燃烧，因此提高了发动机的升功率和总输出功率。

一般来讲，增压压力愈高，充入汽缸的新气密度愈大，发出的功率也就愈高。

增压可以提高发动机的功率，但增压器本身所消耗的功率和增压器效率直接影响发动机的有效功率和燃料经济性。

机械增压器要消耗一部分曲轴功，因此其燃料消耗一般高于非增压的发动机。

增压器与柴油机的匹配计算摘要发动机与增压器的匹配是否良好，对发动机的运行起着十分重要的作用。

本文主要的内容是用计算出发动机与增压器匹配的最佳运行点。

总结出各种匹配的要求和匹配不好的原因。

1. 增压参数的确定为了保证发动机与增压器的良好匹配，即达到预定的增压发动机各项性能指标，首先要正确确定增压参数。

增压参数主要有：1）增压压力K p 或压比K π；2）空气流量A m （Kg/s ）或容积流量V m （m³/s ）；3）涡轮前废气平均温度T t ；4）大气压力0p 和大气温度0t 。

增压参数中最重要的是通过计算正确确定流量A m 和压比K π。

如果流量A m 选择不当，不但使增压器与发动机匹配不好，更重要的是涡轮流通能力确定不当，从而导致增压压力K p 远离设计值。

而K π根据A m 计算得出，如果A m 确定不合适，将导致K π有较大的偏差。

正确确定K p 或K π也很重要，如果K p 选的过低，将造成达不到预定的增压发动机功率和出现发动机排气温度T t 过高的后果；如果K p 选的过高，又会导致过高的发动机最大爆发压力max p 以和增压器过高的转速。

在不同的地方大气压力0p 和大气温度0t 也是不相同的，这要根据当地的情况来决定，一般情况是取标准值。

[]81.1 用计算法确定增压参数增压后发动机所需要的空气流量A m （即压气机流量K m ）为K m =03600L g N s e e ⋅⋅∂⋅⋅η Kg/s (1—1) 式中 e g ——燃油消耗率，Kg/（Kw.h ）；∂——过量空气系数；s η——扫气效率。

另外，对四冲程发动机K m 又可表示为：s v K h K v n m ηηρ⋅⋅⋅⋅⋅=1201 (1—2) 式中 n ——发动机转速，r/min ；v η——发动机容积效率。

故压气机出口的空气密度：sv h K K v n m ηηρ⋅⋅⋅⋅=120 (1—3) 以式（2—1）求得的K m 代入式（2—3），即可求得K ρ。

中国增压器机型匹配一览表中国增压器机型匹配一览表序号车型发动机型号增压器型号1丹东黄海大客DD6900HD型DD6114HZ康明斯C系列6CT8.3H1E（J81）2韩国三星挖掘机（两种型号）6BT5.9(3528777) 6CT8.3(3530528)H1C或H1E3上海产SW270-2液压挖掘机D6114ZGZAH1E（J81）4日本川崎KLDS5Z、TCM25装载机尼桑PD6KLD85Z5日本小松PC200-1-2-3 PC220-2履带式挖掘机S6D105-1T04B536日本小松PC200-5（6207-81-8210）S6D95L-1T04B597日本小松PC200-6（6207-81-8330）S6D95L-1S2D8日本小松产PC300-3 PC300-5挖掘机S6D125BTA45A9日本小松PC300挖掘机SAA60108ETA45B（PC300）10日本小松PC400挖掘机SA6D125TO4E11小松PC120 （3205-881-8110）4D95TA310312WA300-1轮胎式装载机（常州林业机械厂和小松联合产S6D105-1PC200-313PC200-5挖掘机6201-8130（中间体同200-5不一）SA6D95TA31ZH14PC220-6挖掘机总成号（HDLSET3539697）SA6D102ET04BHX3515住友280装载机（114400-1070）DA640S280（6BG1）16住友340装载机（11440-1631）DA640S340（6BG1）17CATE200B挖掘机（49179-00451）S6KTE200B18CAT320挖掘机朝柴6102 6DP105CAT32019美国卡特彼勒DION推土机 CAT发电机组CAT3412DZ20CAT966D轮式装载机3306P0GJ100C21神钢KOBELCO（49185-01010）SK200-2TE06H22KAT0800（加腾800挖掘机）6D14TD06（三角形涡壳）23KOBELCO0807-11（加腾807-11）6D31TS6D31（止口式）24加腾700-76D31T04B（PC200-5）25加腾800-5ME047765 465269-13TB4133T04B5326北京BJ374自卸车国产山东D80、D85推土机NT855-C280.C250T-46（3026924）27国产重庆红岩车30290NTC-290T-46（3018067）28上海膨浦产320推土机NT-855-C360T-46（3018068）29重发厂发电机组NT855-G3H350ST-50（3032060）30日本小松产NTC-400VTC170-800 ST-50（3032062）31日本KLD95装载机ST-50（3011264）32日本RD030翻斗车NT855/310ST-50（3032060）33南通柴油机厂产6135ZD6135ZC船用发动机W81.633135ZD 6135ZCHT3B34大庆油田BJ-PSM/138-C520KTA1150、540t车用主机8V92T-420副本-3608UFIC1809 T18A908UFIC1809 T18A9035康明斯K系列发电机组（一台）KTA19-GHC5A（3524451）36日本五十铃挖掘机系列日立EX200-16BD1（114400-2100）RHC737日立EX300-2/36BD1（114400-2720）RHC62C38日立EX300-36BD1T（114400-3140）RHC739日本三菱挖掘机6D22TTD08（TD07）40天津动力机厂产：天动6130发电机组天动613095J-1（反向）41河南洛阳四0七厂：部队战用车迈哈姆TBD234FG：捷克里亚兹车天动6130GJ100A42河南洛阳四0七厂：TBD235VI/1800天动6130柴油机天动6130GJ100B.C43瑞典斯堪尼亚载货车山东青州五0装载机天动61304LF(GJ100A)44依维克载货车意大利菲亚特GJ100A(GJ95原)45上海柴油机厂产：6135系列柴油机12V135 6135AZKGJ110(直脖)46无锡动力机厂产（船用发电机组）12V135110J-2或10ZJ-2 47波兰与中国四平合资产耶尔奇装载车315 325系列MD3SW680TI270/21A48苏联1710推土机（TKP11H-3）T-170(270/21B)49苏联330推土机（TKP805C-6）T-33050苏联卡玛斯（KAMAZ）车（TKP7H-1A）54112TKP7H-151苏联牵引车K700 K70252苏联亚姆斯427车75485替代（7523）GJ100A替代53苏联德特75拖拉机（红德特）窄法兰TKP8.5H-154苏联德特75拖拉机（黄德特）宽法兰TKP8.5C-755第二汽车制造厂产：6吨 8吨康明斯B系列 6BT 4BTH1C56成都产30A装载机无柴4125发动机H1F32057一汽产解放6平柴GA6110/125ZIAZ 无柴6110H1F320 TBP4 WIE TO-HFA58潍坊产斯太尔ZL160装载机WD615/64H1F32259全垫开式汽垫船BFYL913C道依茨H1F32260南充柴油机产东风145汽车南充6102ZH1F320A61潍坊产斯太尔装载机（61260-0191）（220马力）WD615Q39H1F322替代62日本川崎KLD70装载机DA640H1F32263天津动力机厂产天工牌18L平地机大柴6110Z-2H1F32064南京依维克客车LDFIM8140.278型4D31A65奥地利斯太尔1491载重货车（280马力）WD615/68GJ80A 66奥地利斯太尔1491载重货车（260马力）WD615/67GJ80B67沈阳矿山产FL460装载机黄河JN462拖头机杭发S6130GJ80B68斯太尔310马力柴油机WD615GJ80W69CAT320N挖掘机77K37870E200替代70内燃小火车用上柴6135AZKJ118或J112。

- 55 -工 业 技 术０　引言涡轮增压器技术是提高发动机效率、降低燃油消耗、减少废气排放的有效手段。

增压发动机在减小排量的情况下通过提升进气压力能够使相同排量的发动机动力性能提升，同时增压发动机的燃油经济性与自然吸气的发动机相比有所提升。

根据整车车型动力性、经济性的目标要求，该文设计开发了节能高效的涡轮增压发动机。

１　发动机匹配目标的确定影响增压发动机性能的设计开发内容包括控制系统的标定、进气歧管总成及排气歧管总成的走向、整车进气系统压降和排气系统背压等，但是涡轮增压器的匹配是否优良是最为关键的[1]。

涡轮增压器的匹配结果直接影响燃油经济性和发动机的动力性能（功率、扭矩）。

增压器的匹配内容主要包括方案匹配和性能匹配。

１．１　发动机设计目标１．１．１　发动机设计目标参数确定根据整车目标的确定，要求发动机有很好的低速扭矩和中速中负荷的燃油经济性[2]。

具体设计开发的技术目标参数见表1。

１．１．２　确定压缩比该款发动机为汽油发动机，发动机和涡轮增压器匹配的关键主要避免爆震的产生，所以要控制好发动机排气温度、进气压力、增压器转速范围。

由于增压后排温易升高，所以增压发动机的压缩比要比自然吸气发动机的低，保证燃烧稳定性。

通过对比研究最后确定为压缩比为9∶1。

１．１．３　确定中冷技术由于增加发动机提升了进气的压力，导致进气温度的升高，为了保证燃烧的稳定性，必须采用冷却系统将进气温度降下来，同时对发动机的动力性、经济性均有提高，经过研究确定采用空对空中冷器冷却增压后的空气温度。

１．１．４ 确定涡轮机的叶片大小涡轮机的大小直接影响了整车的使用性能，影响发动机随油门提升扭矩的 响应速度，由于小涡轮质量轻，低速响应性较好，但这可能要损失高速段的动力性。

通过对于匹配目标的研究确定选择小涡轮增压器进行匹配。

２　涡轮增压器匹配方案确定２．１　涡轮增压器匹配方案选择为了保证涡轮增压器匹配的合理性，确定了3款涡轮增压器进行匹配选择，并统一进行编号，具体方案见表2。

涡轮增压器规格参数之AR值、Bar值、Lag值、叶缘间隙、Trim值随着国内汽车改装的发展，一些改装发烧友开始追求技术的进步，学习汽车改装知识，自己搭配最合适的改装方案。

目前涡轮增压车型快要成为出厂标配，老款不带T的车型就显得有些out了，本期我们就介绍一下涡轮增压器的一些技术规格，帮助哪些想要改装涡轮的车友。

“A/R 值”是压气机壳体（Compressor Housing）及涡轮壳体（Turbine Housing）的几何特性数字。

A（Area）指压气机壳体的出风口（或涡轮壳体入风口）对应以上中心点所在的横截面积。

R （Radius）为涡轮轴承中心到压气机出风口（或涡轮进风口）横截面（涡轮半径线绕360 度一圆周后）中心点的距离。

A、R两者的比例即为A/R 值。

A/R值分为压气A/R值、涡轮A/R值。

一般而言压气A/R值大，较适合低增压涡轮使用，而压气A/R 值小，较适合高增压涡轮使用，但相对而言压气端A/R 值的大小变化对涡轮性能的影响较小。

排气端的涡轮A/R 值对于涡轮性能就显得非常重要了。

A/R 值越小，即排废气的流速较高，涡轮在低转速区域的增压反应越快，涡轮迟滞减低，涡轮也就能在较低的转速区域取得较高的增压。

但同时A/R 值越小，加大了排气背压，高转速废气流量不足，使高转马力输出有限。

相对的，A/R 值越大，涡轮在低转速域的增压反应便越差，但尽管引擎的低转速增压难以上升，不过在高转速区域却可以产生更大的动力，高转高出力的倾向相当明确。

一般的混搭增压器（Hybrid Turbine）都在既定的压气A/R 值压气机壳体上选用不同的涡轮壳体进行搭配。

总而言之，A/R 值（涡轮A/R 值）小属于低速扭力型涡轮，而A/R 值大则是高转大出力涡轮。

增压值（俗称Bar 值）是影响引擎动力的重要参数之一，它指的是涡轮压气端送入引擎中的空气压力，也就是说压进发动机的空气总量的大小。

增压值一般以kg/cm2、Bar 或是Psi 为单位（涡轮压力表一般以Bar 为单位）。

增压器匹配常见问题及解决方法匹配试验中常见问题的处理及注意事项一、增压器匹配试验中常见问题及处理方法：1.增压压力低原因①：发动机进排气系统漏气解决方法：检查发动机管进排道系统是否漏气；原因②：执行器开启压力过低或执行器弹簧弹性系数过小解决方法：调整执行器开启压力，以发动机要求为准调紧执行器套管；换弹簧弹性系数偏大的执行器。

原因③：增压器本身漏气解决方法：检查压壳、轴承体和涡轮箱特别是放气阀门孔是否漏气；原因④：发动机进排气系统阻塞解决方法：检查发动机管道系统增压器压气机端是否阻塞；原因⑤：增压器选型问题解决方法：增压器涡轮转子选择过大，换小涡轮转子方案；涡轮箱流通能力偏大，换流通能力偏小涡轮箱。

压气机叶轮选择过大，换小叶轮方案，扩压盘选择过大，换小扩压盘方案。

原因⑥：发动机功率低和扭矩小解决方法：发动机故障或增压器方案选型不当。

2.排温高原因①：执行器开启压力过低或执行器弹簧弹性系数过小，阀门开启幅度过大解决方法：调整执行器开启压力，以发动机要求为准调紧执行器套管；换弹簧弹力大的执行器。

原因②：涡轮端选择问题解决方法：检查阀门是否漏气；更换涡轮端流通能力大方案。

3.高速性能差原因①：压气机端选择过小解决方法：换叶轮进出口加大或叶高加大方案。

原因②：涡轮端选择过小。

解决方法：更换涡轮端流通能力大方案。

原因③：执行器开启压力过低解决方法：调整执行器压力，以适合发动机要求为准。

4.低速性能差原因①：压气机端选择过大解决方法：换叶轮进出口减小或叶高减小方案。

原因②：涡轮端选择过大。

解决方法：更换涡轮端流通能力小或小涡轮转子方案。

原因③：阀门关闭不严。

解决方法：检查阀门是否关闭严实，关闭不严必须更换新的涡轮箱组件。

5.整体性能差原因①：增压器选择存在问题解决方法：更换新的方案或重新设计方案。

6.喘振（增压器出现强烈的颤动）原因①：叶轮过大、涡轮端流通能力过小解决方法：换叶轮小、涡轮端流通能力大方案。

7.堵塞（流量不再增加或增加很小，增压压力不再增加或增加很小）原因①：叶轮过小、涡轮端流通能力过小解决方法：换叶轮大、涡轮端流通能力大方案。

10.16638/ki.1671-7988.2020.17.034某汽油机增压器性能匹配分析与验证程剑峰，张盼，房凯，黄伟（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）摘要：基于A VL-BOOST仿真软件，搭建某汽油机增压器仿真计算模型，文章介绍了一种汽油发动机增压器性能匹配分析的过程，最后试验结果表明，仿真计算数据与试验结果吻合良好，确定增压器性能满足设计需求。

关键词：汽油机；增压器；仿真计算中图分类号：U464.135 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2020）17-105-02The performance matching analysis and verification for Turbochargerof a Gasoline engineCheng Jianfeng, Zhang Pan, Fang Kai, Huang Wei( Technical Center, Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd, Anhui Hefei 230601 )Abstract: Based on the A VL-BOOST simulation software, a gasoline engine turbocharger simulation calculation model is built, and a process of matching analysis of the engine turbocharger performance is introduced. The final test results show that the simulation calculation data is in good agreement with the test results, and the turbocharger performance meet the design needs.Keywords: Gasoline engine; Turbocharger; Simulation calculationCLC NO.: U464.135 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)17-105-02引言随着社会生产力和科技的不断进步，节能低耗、动力强劲的发动机进入研究范围，而增压技术是其中重要的一项课题。

图1涡轮增压器的布置简图R表示涡轮轴承中心到压气机出气口（或者是涡轮进气口）横截面中心点的距离。

对压气机来说，压气机的A/R 值对压气机性能的影响很小，增压器硬件匹配时基本是固定下来的。

A/R值越大表示具有高流量的倾向。

对涡轮壳来说，一般大A/R比值的涡壳可以扩大流量范围而应用于优化低增压的性能。

小A/R比值的涡壳则应用于高增压。

A/R比值越小，则废气进入涡轮的流速越快，增加了发动机低速时的涡轮功，导致增压压力上升较快，减小涡轮增压的迟滞效应。

但是小A/R比使得废气流入涡轮时，切向角度更大，涡轮叶轮的最终流量将下降，增大背压，导致发动机高速时吸气能力下降，影响了发动机最大功率。

若注重发动机低速扭矩特性和瞬态响应，则应选择小A/R比的涡壳；若更注重发动机高速段的动力输出，则应选择大A/R比的涡壳。

因而需要根据发动机的设计目标来进行选择合理的A/R比。

图2压气机/涡轮的Trim示意图1.2.2压气机/涡轮的Trim对于涡轮来说，Trim是表示压气机/涡轮叶轮的流通能力的关键参数（见图2），其定义如式2所示。

其中inducer为压气机/涡壳叶轮进口外径，压缩机/涡轮叶轮出口直径。

当其他参数相同时，的压气机Trim在50~60之间，Trim在70~80之间。

（3）2涡轮增压器的匹配2.1匹配流程图3所示的是涡轮增压器的匹配流程，从开始到机械强度校核共分为4各阶段5个步骤进行。

搜集好发动机设图3涡轮增压器的匹配流程图要包括中冷温降、压前压力、压前温度、空气流量、压前密度、体积流量、进气歧管压力、压后压力、压后温度、空气流量、压后密度、进气歧管密度、压气机出口温度、压气机作功功率等，如表2所示。

最终根据匹配要求算出压气机对应外特性线上的发动机转速的增压器体积流量、质量流量、压比、压气机效率与压气机的转速等，并在压气机的Map图上画出该发动机外特性工况的效率曲线。

图4是根据某款1.5L涡轮增压发动机的参数特性输入进行匹配得出的压气机MAP图。