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基于VGT的两级可调增压系统调节特性研究董素荣;刘瑞林;林春成;张金明;李浩【摘要】利用两级可调增压器性能试验台,进行了基于VGT的两级可调增压系统调节特性试验,分析了高压级VGT叶片和高、低压级涡轮调节阀的调节能力和调节规律.结果表明,高压级VGT叶片调节能力是涡轮调节阀调节能力的2倍以上,低压级涡轮调节阀调节能力相对较弱.涡轮调节阀全关时,VGT叶片开度由20％增至100％,两级增压器总压比降低14.8％;VGT叶片开度60％,高压级涡轮调节阀由全关到全开,两级增压器总压比下降5.0％.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】4页(P45-48)【关键词】两级可调增压系统;VGT;涡轮调节阀;调节特性【作者】董素荣;刘瑞林;林春成;张金明;李浩【作者单位】陆军军事交通学院,天津 300161;陆军军事交通学院,天津 300161;陆军装甲兵学院士官学校,长春 130117;康跃科技股份有限公司,寿光 262718;陆军军事交通学院,天津 300161【正文语种】中文【中图分类】U464.3;TK423151 前言随着人们对柴油机动力性、经济性的不断追求和排放法规的日益严格，单级涡轮增压器已经不能满足柴油机较宽流量范围的使用需求，特别是高海拔动力输出需要更多的新鲜充量供给，因而两级可调高增压技术成为必然的选择。
两级增压系统具有高增压比、流量范围大的特点，同时也有较好的动态响应特性[1-5]。
国外一些企业自20世纪70年代开始进行了两级可调增压系统的研究工作，并已运用于大型载货汽车和乘用车上[6-8]。
两级可调增压系统能否达到提高柴油机各项性能指标的要求，制定合理的控制策略是关键。
而对两级可调增压系统调节参数的调节规律和调节能力研究，是两级可调增压系统控制策略制定的依据，是实现两级可调增压系统应用于柴油机的前提。
鉴于此，进行了基于高压级VGT（Variable Geometry Turbocharger）的两级可调增压系统调节特性试验研究，分析了两级可调增压器高压级VGT叶片开度及高、低压级涡轮调节阀开度对两级可调增压系统总压比、高/低压级增压器转速、涡前压力等性能参数的调节能力和调节规律，为柴油机两级可调增压系统控制策略的制定提供指导。
VGT 可变几何尺寸涡轮在这里，我们又得提到A/R比值。
这比值的概念专题前面已经说明，这里就不再钻研太多。
只要明白A/R比值是决定了涡轮特性这个道理就好。
A/R值越小，表示废气入口相对小，而涡轮叶片的起动惯性低，流速相对高，发动机低转反应比较好，涡轮迟滞效应不明显。
但是发动机高转时小涡轮又会显得力不从心，对于大排量的发动机来说，又会出现进气“吃不饱”的情况。
然而，A/R值越大，表示入口面积较大，涡轮叶片惯性大，低转反应比较迟钝，涡轮延迟变得很厉害，要等发动机转速被提升到较高时，涡轮才有迅猛的表现。
所以我们常见的发动机A/R比值在0.18-0.75之间。
随着涡轮增压技术的发展，人们总是想“鱼和熊掌兼得”。
有没有什么办法能让一颗涡轮拥有多种A/B比值的特性呢？专精于涡轮增压技术的工程师们用VGT技术回答了这一难题。
VGT(Variable geometry turbochargers) 即可变几何尺寸涡轮，通过改变涡轮进气端的叶片几何形状达到改变A/R值的一种涡轮增压技术。
这样的技术最先是应用在柴油引擎上，而应用在转速更高的汽油引擎上并不多见。
最先使用这一技术的是克莱斯勒1989款Shelby CSX-VNT。
它使用了一颗来自Garett的VNT-25可变喷嘴涡轮，2.2L的直列4缸引擎可以发出175ps功率，最大扭矩达到278N?m，以当时的眼光看来已经属于辛辣车种。
不过它只生产了仅仅两台原型车和498台商品车，只让少数人领略了VGT增压技术的风采。
把VGT技术发扬光大的还是来自斯图加特的速度机器。
2006年，代号997的新一代Porsche 911 Turbo带着傲人性能面世。
3.6升的水平对置6缸增压引擎可以产生令人眩晕的480ps，让最高车速达到311km/h。
扭矩更是达到狂暴的620N?m（通过选装Sport Chrono Package运动包可以达到680N?m ！轮胎要倒霉了！）。
这样的扭矩能干掉扭矩“仅有” 465N?m的老冤家—法拉利F430。
变的是截面详解VGT可变截面涡轮增压器2010-11-29 11:01 来源：Che168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。
『大众1.4TSI发动机的小尺寸涡轮拥有较低的启动惯量』对于传统的涡轮增压发动机来说，解决涡轮迟滞现象的一个方法就是使用小尺寸的轻质涡轮，首先，小涡轮会拥有较小的转动惯量，因此在发动机低转速时，在发动机较低转速下涡轮就能达到最佳的工作转速，从而有效改善涡轮迟滞的现象。
内燃机两级涡轮增压技术的研究近年来，随着客户要求的提高，对整车动力性、经济性、舒适性提出更高的标准，同时为了兼顾日趋严格的法规要求，两级涡轮增压技术成为增压技术的研究热点和发展趋势。
论文针对某型号两级增压柴油机进行试验，结果表明，两级增压有效提高了柴油机全工况性能，尤其是低速工况及部分负荷工况的动力性和燃油经济性。
标签：两级增压；涡轮；发动机性能0 引言随着能源与环境问题日益明显，且为适应越来越严格的排放法规要求，对内燃机的动力性与经济性提出了更高的要求。
因此，内燃机节能减排是备受关注的重大科学问题，也是国家能源战略的重要环节。
通过两级涡轮增压降低内燃机的排量，是内燃机节能和减排的关键技术之一。
1 两级涡轮增压技术的研究现状两级增压系统（Two-stage System）两级增压技术将两台涡轮增压器（大小可异同、可有无放气阀、可废气涡轮或机械、电力驱动）联合运行，通过控制系统可以按不同顺序、不同比例的多种调节措施对空气进行一级或两级压缩。
某两级涡轮增压是两个WGT增压器进行串联，通过真空调节器对增压器的高、低压技术进行控制，从而满足内燃机各工况下进气量的需求。
因此，近年来两级涡轮增压成为内燃机增压领域受到关注的热点之一。
但两级增压匹配复杂且难度大，是两级增压技术研究的主要难点。
两级增压系统有大小、类型不同的两级增压器，两级增压器之间以及它们与发动机的气动联系更为复杂，对匹配提出了更高的要求。
另外，高低压两级增压器在不同发动机工况下的运行特性及变化趋势是不一致的。
2 两级增压器性能试验及验证2.1 两级增压器性能试验论文选用某型号两级涡轮增压柴油机为研究对象，发动机主要参数见下表：2.2 试验结果：（匹配两级增压器与VGT增压器的区别）2.3 试验总结从以上图示可以看出，为兼顾低速与高速的动力性，两级增压器是非常完美的一个选择。
低速段，通过增压器高压级的工作来满足动力性；高速段，通过增压器低压级的工作来满足动力性。
目录柴油车技术突围——揭秘VGT技术1变的是截面详解VGT可变截面涡轮增压器2柴油车技术突围——揭秘VGT技术涡轮迟滞是涡轮增压发动机最需要解决的问题 VGT是英文Variable geometryturbocharger的缩写，中文说法是“可变截面涡轮增压系统”。
简单了解一下涡轮增压发动机的原理和特性，增压发动机区别于普通自然吸气发动机，它是通过增压器进行强制进气的，这样可以大大提升进入气缸内的空气密度，从而达到小排量大功率的目的。
涡轮增压发动机的增压器由排气能量驱动，很显然这需要一定的排气能量。
当发动机转速较低时，排气能量往往比较小，此时有可能无法驱动增压器。
当增压器不工作时，涡轮增压发动机的动力甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是我们常说的涡轮迟滞。
这是涡轮增压发动机的一大顽疾，几乎所有工程师都在致力于解决这个问题。
涡轮迟滞与增压能量之间的平衡成为一对矛盾体 涡轮迟滞与增压涡轮的尺寸有关。
增压涡轮越大，涡轮就越难以被驱动，涡轮迟滞就越明显，反之如果增压涡轮很小，迟滞就会大幅度缓解。
然而与此同时，涡轮尺寸又与增压能量相关，小尺寸的涡轮虽然可以缓解涡轮迟滞，但在需要增压器工作时它能提供的增压值不大，不利于提升发动机的动力。
因此涡轮尺寸、涡轮迟滞与增压值之间存在着一定的平衡关系。
大多数常规发动机都只能采用折中的办法来设计，这样很难做到既彻底避免涡轮迟滞，同时又可以获得较大升功率。
VGT是解决这个矛盾最有效的方案 VGT就是起这个作用的。
其奥秘在于它的增压器可以改变截面积，这就相当于改变了增压涡轮的大小。
在转速较低时，增压涡轮会采用较小的截面积，即使转速很低的状态下涡轮也可以顺利启动，大大缓解了涡轮迟滞。
在高转速状态下，增压涡轮会采用较大的截面积，这样可以大幅度提升增压值，从而提升发动机的最大功率和扭矩。
华泰圣达菲2.0L发动机的“升功率”是国内同级别柴油SUV 中最高的，它的动力表现已经达到或超过众多2.5升甚至2.8升的柴油SUV，VGT在这里同样功不可没。
可变截面涡轮增压系统VGT简介柴油车技术突围——揭秘VGT技术VGT是英文Variable geometry turbocharger的缩写，中文说法是“可变截面涡轮增压系统”。
这个名称很多人都看到过，但到底这个“可变截面”对于涡轮增压、乃至发动机有何实际意义呢？涡轮迟滞是涡轮增压发动机最需要解决的问题在此之前，我们要简单了解一下涡轮增压发动机的原理和特性。
增压发动机区别于普通自然吸气发动机，它是通过增压器进行强制进气的，这样可以大大提升进入气缸内的空气密度，从而达到小排量大功率的目的。
涡轮增压发动机的增压器由排气能量驱动，很显然这需要一定的排气能量。
当发动机转速较低时，排气能量往往比较小，此时有可能无法驱动增压器。
当增压器不工作时，涡轮增压发动机的动力甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是我们常说的涡轮迟滞。
这是涡轮增压发动机的一大顽疾，几乎所有工程师都在致力于解决这个问题。
涡轮迟滞与增压能量之间的平衡成为一对矛盾体涡轮迟滞与增压涡轮的尺寸有关。
增压涡轮越大，涡轮就越难以被驱动，涡轮迟滞就越明显，反之如果增压涡轮很小，迟滞就会大幅度缓解。
然而与此同时，涡轮尺寸又与增压能量相关，小尺寸的涡轮虽然可以缓解涡轮迟滞，但在需要增压器工作时它能提供的增压值不大，不利于提升发动机的动力。
因此涡轮尺寸、涡轮迟滞与增压值之间存在着一定的平衡关系。
大多数常规发动机都只能采用折中的办法来设计，这样很难做到既彻底避免涡轮迟滞，同时又可以获得较大升功率。
VGT是解决这个矛盾最有效的方案VGT就是起这个作用的。
其奥秘在于它的增压器可以改变截面积，这就相当于改变了增压涡轮的大小。
在转速较低时，增压涡轮会采用较小的截面积，即使转速很低的状态下涡轮也可以顺利启动，大大缓解了涡轮迟滞。
在高转速状态下，增压涡轮会采用较大的截面积，这样可以大幅度提升增压值，从而提升发动机的最大功率和扭矩。
华泰圣达菲2.0L发动机的“升功率”是国内同级别柴油SUV中最高的，它的动力表现已经达到或超过众多2.5升甚至2.8升的柴油SUV，VGT在这里同样功不可没。
vgt可变截面涡轮增压器工作原理在汽车的世界里，有一种神奇的小玩意儿叫做可变截面涡轮增压器，听上去有点高大上，其实就是帮你的小车在加速时提供更多动力的东西。
想象一下，平时你在路上开车，踩油门的时候，车子乖乖地跟着你的脚步走，但如果需要快速超车，这时涡轮增压器就像一位超级英雄，随时待命，瞬间给你带来强劲的动力，让你飙起来的感觉真是爽到爆。
这个增压器就像一个调皮的孩子，随时根据需要变换自己的“形态”。
简单来说，它的工作原理就像变魔术一样，涡轮的截面可以根据发动机的转速和负载来调整。
低速的时候，涡轮的截面小，增加进气压力，让车子能够轻松起步。
到高速时，截面增大，让更多空气流进发动机，动力直接翻倍！是不是听起来很酷？就好比你在不同场合下换衣服，走到哪儿都能打扮得体。
涡轮增压器的运行也不是随便的，它和发动机之间有着密切的合作关系。
发动机一旦转速上升，涡轮增压器就会迅速反应，像是听到了号令的士兵，立刻开始工作。
你可想而知，像这样的技术含量有多高。
为了让涡轮转得更快，排气气体就像个加速器，推动着它飞速转动，形成强大的吸气效果。
这样的配合简直默契得不能再默契，开起来就像在跳舞，既轻松又流畅。
说到涡轮增压器，肯定不能不提它的“情绪管理”。
对，你没听错，涡轮也有情绪！当车速较慢时，涡轮增压器可能会感到“焦虑”，它得拼命压缩空气来提升效率，生怕你开慢了没劲。
但只要一加速，涡轮立刻兴奋起来，冲向你想要的速度，简直是精神焕发，令人振奋。
车子瞬间变得灵活，像是小豹子一样在马路上飞奔，耳边呼呼作响，让你不禁大喊一声：“太刺激了！”不过，涡轮增压器也不是一帆风顺的，有时候它也会遇到麻烦。
比如说，过热、过度使用，或者缺乏润滑油，这些都是涡轮增压器的“老毛病”。
就像人一样，累了就得休息，保养是非常重要的。
很多车主在享受涡轮带来的快感时，往往忽视了它的护理，结果造成了不必要的损伤。
你想想，如果你对你的车子不尽心，那它也很可能给你带来意想不到的“惊喜”。
vgt增压器工作原理
VGT增压器是一种智能化增压系统，其工作原理基于可变几何涡轮技术。
该系统的主要部件是可变几何涡轮，它由多个可调节的涡轮叶片组成，这些叶片可以根据发动机负载和转速的变化来控制气流的流速和流量。
这种技术使得涡轮可以在不同的发动机负载和转速下产生更高的增压压力，并在发动机高速运行时减小增压压力，以达到最佳燃油效率。
VGT增压器的工作原理是基于控制涡轮的进气量和排气量，以增加或减少增压压力。
当发动机需要更多的空气来燃烧燃油时，VGT增压器会调整涡轮叶片的角度，以增加进气量并提高增压压力。
当发动机负载降低时，VGT增压器会减小涡轮叶片的角度，以减少进气量并降低增压压力。
此外，VGT增压器还可以通过控制涡轮的调压阀来改变涡轮的工作状态。
当发动机转速较低时，调压阀会关闭，使得涡轮叶片的角度变小，以便更快地旋转。
当发动机转速提高时，调压阀会打开，使得涡轮叶片的角度变大，从而增加增压压力。
总之，VGT增压器的工作原理是通过控制涡轮的进气量和排气量，以及调整涡轮叶片的角度和调压阀的状态，来实现对发动机增压压力的智能化控制。
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汽车改装之——可变截面涡轮增压技术今天小编在网上看到一句很有道理的话“跑道上的车的状态是很复杂的，只有多调整，体会各种设定下车的姿态和感觉，才能真正明白怎么调车”。
其实改车就如同在跟车对话，当你听得懂它的时候，就能调校出一部好的改装车了。
改车是一个发挥主观能动性的过程，如何更好地提高原车性能，不光是机械系统的问题，也需要我们发挥辩证思维不断的尝试，同样的东西，在不同人手下也是千变万化。
优秀的汽车改装技师，不仅需要过硬的技术，扎实的理论基础，还需要热情、细心、爱心与探索的精神。
今天我们来讲一讲可变截面涡轮技术，我们知道，涡轮大小、涡轮进气量和涡轮迟滞是三个统一的矛盾体。
普通涡轮增压器在全负荷状态下时进气量非常可观，但当发动机转速较低时，就会由于废气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。
对于传统的涡轮增压发动机来说，解决涡轮迟滞现象的一个方法就是使用小尺寸的轻质涡轮。
首先，小涡轮会拥有较小的转动惯量，因此在发动机低转速时，也能驱动涡轮能达到工作转速，从而有效改善涡轮迟滞的现象。
不过，使用小涡轮也有它的缺点：当发动机高转速时，小涡轮由于排气截面较小，会使排气阻力增加，即产生排气回压，因此发动机最大功率和最大扭矩会受到一定的影响。
而对于产生回压较小的大涡轮来说，虽然高转速下可以拥有出色增压效果，发动机也会拥有更强的动力表现，但是低速下涡轮更难以被驱动，因此涡轮迟滞也会更明显。
为解决上述矛盾，让涡轮增压发动机在高低转速下都能保证良好的增压效果，VGT(Variable Geometry Turbocharger）或者叫VNT可变截面涡轮增压技术便应运而生。
在柴油发动机领域，VGT可变截面涡轮增压技术早已得到了很广泛的应用。
由于汽油发动机的排气温度要远远高于柴油发动机，达到1000°C左右（柴油发动机为400°C左右），而VGT 所使用的硬件材质很难承受如此高温的环境，因此这项技术也迟迟未能在汽油机上应用。
