增压的代价
• 1.热负荷与机械负荷大 • 2.低速时转矩受影响 • 3.加速响应性差 • 4.增压器对发动机性能优化的限制
第三节 废气涡轮增压器的基本结 构和工作原理
废气涡轮增压器是利
用内燃机排出的部分废 气能量，推动涡轮机高
速旋转，从而带动安装 在同一根轴上的离心式 压气机，增大内燃机进 气压力的工作机械。
功率发动机。
机械增压系统
这个装置安装在发动机上 并由皮带与发动机曲轴相 连接，从发动机输出轴获 得动力来驱动增压器的转 子旋转，从而将空气增压 吹到进气岐道里。其优点 是涡轮转速和发动机相同， 因此没有滞后现象，动力 输出非常流畅。但是由于 装在发动机转动轴里面， 因此还是消耗了部分动力， 增压出来的效果并不高。
• 一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率 与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至 更高。这样也就意味着同样一台的发动机在 经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我 们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过 增压之后，动力可以达到2.4L发动机的水平， 但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另 外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降 低尾气排放。
(4) 复 合 增 压 ： 由上述各
种方式组合而 成，如机械增 压与涡轮增压 的结合等。
(4) 组 合 增 压：
从实际应用的情况来看，较 为常见的是涡轮增压和机械增压， 其中涡轮增压占了绝大部分，而 机械增压则在近年来重新得到重 视，发展较快。
增压的优势
• 1.比质量小、升功率大 • 2.降低造价、提高材料利用率 • 3.排气噪声降低、燃烧噪声降低 • 4.有利于高原等稀薄条件工作 • 5.排放降低 • 6.适用性广
增压技术发展
增压技术萌生于19世纪，在20世纪初期 得到初步应用。随着材料科学及制造技术的 进步，柴油机的涡轮增压技术在20世纪中叶 开始走向大规模商业应用、并逐步推广到汽 油机中。日前，大功率柴油机的绝大部分、 车用柴油机的半数以上以及相当比例的高性 能汽油机，均采用了增压技术。
第六节 车用增压发动机的性能
第三章 发动机废气涡轮增压
Engine Exhaust-gas Turbo Supercharging
主要内容
• 概述 • 废气能量的利用（自学） • 废气涡轮增压器的基本结构和工作原理 • 废气涡轮增压的类型 • 汽油机增压概述 • 车用增压发动机的性能
• 带“T”的轿车：排量后面加上一个T如宝来的 1.8T ， T就是代表着涡轮增压。
(2)废气涡轮增压：
压气机与涡轮同
轴相连，构成涡
轮增压器。涡轮
在排气能量的推
动下旋转，带动
图3-2
压气机工作，实
现进气增压。广
泛应用于柴油机。
涡轮增压的原理
红色为高温废气，蓝色为新鲜空气
(3)气波增压：
利用进气及排气
系统中的波动效
应来压缩进气，
著名的气波增压
器(Comprex)就是
图3-5
其中之一。
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。
经典的BORA 1.8T 涡轮增压发动机
涡轮增压套件
10ZJ型涡轮增压器
动能增大 • 工作轮：高速气流离心力作用驱动工作轮
高速运动，使压气机工作轮转动 • 排气壳：废气作功后顺畅排入大气或废气
锅炉
3.工作原理
4.涡轮机参数
涡轮效率 膨胀比 气体质量流量 涡轮转速
PT
qmT HT 1000
T
5.涡轮特性
•转速一定， 相似流量 随膨胀比 的增大而 增大。
二、离心式压气机的工作原理与特性
k
Pek Pe0 Pe0
Pek Pe0
1
•增压比：增压后气体压力与 增压前气体压力之比。
k
pk p0
•增压的种类
1.按增压比：低增压、中增压、高增压。 2.按增压系统的结构形式：
(1)机械增压：发动机输出源自轴直接驱动机械增压器，实现对进气的压缩。这种
图3-1
方式提出最早，但其优点
与缺点同样突出。用于小
根据发动机 的有效功率：
Pe
ipmeVs n
30
又:
Vs
D2
4
S
Sn Cm 30
则: Pe iD2Snpme / iD2Cm pme /
则提高发动机的单机功率的方法:
增 压
1、改变发动机结构参数 —
是 内
燃
缸数i，缸径D，冲程S, 冲程数
机
23、 、提提高高转平速均有n及效活压塞力平p均me 运行速度cm
• 结构：
• 进气道：收集气流顺畅进入工作轮 • 工作轮：对气体压缩 • 扩压器：工作轮出口气体进一步压缩 • 涡 壳：使增压气体顺畅进入气缸
第四节 废气涡轮增压的类型
第五节 汽油机增压概述
• 特点： 爆燃：降低压缩比、推迟点火时刻、进气中冷 混合气的调节：电控燃油喷射。 热负荷：涡轮前放气 对增压器的特殊要求：
• 了解
简单的涡轮增压系统的工作原理。 图中蓝色的为进气管，红色的为排气管。
一般来说，涡轮增压都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，使之增压进入汽 缸。当发动机转速增快，废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汽缸，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，就可以增加发动机的输出功率了。
发 展 的 重
增压 0 pme Pe
要 方
其中 0 — 充量密度。
向 。
增压就是设法提高进入气缸的充量密度，
使进入发动机的新气量增加，这就可以燃烧更
多的燃料，使平均有效压力提高，从而提高功
率和改善经济性能和排放性能。p36
•发动机增压的衡量指标：
•增压度：指发动机在增压后增长的功率与增 压前的功率之比．
• 种类：按废气在涡轮机中的流动方向分：
径流式涡 轮增压器
离心式 压气机
中间体
径流式 涡轮
轴流式涡 轮增压器
废气涡轮增压器结构
涡轮增压器的结构
一、径流式涡轮的工作原理
1.功用：将废气所拥有的能量尽可能多地转
化为涡轮旋转的机械功。
2.组成：
• 进气壳：废气顺畅流入 • 喷阻环：废气径喷阻环，使气流速度增大、