摘要目前，废气涡轮增压技术已经成为提高发动机输出功率、扭矩以及降低油耗的主要方法之一。
尤其对于小排量汽油发动机，采用涡轮增压技术更是得到了国内外的广泛关注。
在本文中介绍了汽油机废气涡轮增压系统的组成及原理，并对组成汽油机废气涡轮增压系统的各个部件进行设计与计算。
加装废气涡轮增压器的障碍及对策。
将奥迪200汽油机由自然吸气式改装成涡轮增压式，对增压器和发动机进行了匹配计算。
关键词：废气涡轮增压；汽油机；障碍；对策AbstractAt present, the pressurized technology of the waste gas turbine has already become and improved one of the engine output power, torsion and main method to reduce oil consumption. Especially to the gasoline engine of small displacement, adopt the pressurized technology of the turbine to get the extensive concern both at home and abroad especially.Have introduced petrol machine turbine pressurization systematic composition and principle of waste gas in this text, and design and calculate each part of the pressurized system of waste gas turbine of the petrol making up machine. Install obstacle and countermeasure of the turbocharger of the waste gas additional. Repack 200 petrol machine of Audi into the turbine pressurization type by the inhaling type naturally, has matched to calculate to blower and engine.Keyword: Turbine pressurization of the waste gas; Petrol machine; Obstacle; Countermeasure目录第1章绪论 (1)1.1汽油机增压国外发展状况 (1)1.2影响发动机功率的因素 (2)1.3汽油机增压可带来以下几方面的收益： (3)1.4自然吸气与增压机型发动机性能参数比较： (3)第2章汽油机废气涡轮增压系统的组成 (4)2.1涡轮增压器 (4)2.2中冷器 (8)2.3进气压力调节阀 (9)2.4进气管 (11)2.5排气管 (12)2.6发动机 (12)2.7汽油机废气涡轮增压系统的原理 (12)第3章加涡轮增压器的障碍及解决措施 (15)3.1车用汽油机采用废气涡轮增压的特点 (15)3.2汽油机增压主要障碍 (16)3.3汽油机涡轮增压的对策 (16)第4章汽油机废气涡轮增压系统的设计与计算 (20)4.1已知条件及要求指标 (20)4.2汽油机热力参数选择 (20)4.3涡轮增压器主要性能参数及结构参数计算 (20)第5章结论 (23)参考文献 (25)附录1 (26)第1章绪论1.1汽油机增压国外发展状况早在20年代赛车就开始采用机械增压，后来逐渐过渡到涡轮增压，从1968年以来几乎所有的赛车都安装了涡轮增压器。
70年代以来，世界上许多大公司和研究机构开展了车用汽油机增压的研究工作，使汽油机增压技术不仅仅局限于赛车和高原功率的恢复等特殊领域。
特别是随着排放法规日益严格，为满足排放的要求，不得不在性能上做出妥协，使得发动机的功率下降。
如采用废气再循环(EGR)技术、三元催化装置后，满足了排放法规的要求，但发动机的功率会下降20%左右，而采用涡轮增压可以弥补这一损失。
采用EGR和三元催化并增压的发动机和相同功率的非增压发动机相比，增压汽油机的排放得到了改善。
自80年代中期以来，国外汽油机增压技术发展迅猛，随着中冷器技术、多气门技术、复合增压技术、稀薄燃烧技术、可变气门正时技术的发展、电子控制技术和增压技术在发动机上共同的应用，使汽油机正日益获得新生。
如日本三菱公司采用缸内直喷稀薄燃烧技术、汽油机的增压技术和复合动力系统将汽油发动机改进为低压缩高膨胀循环，使汽油机的热效率大大提高，尾气排放也大大降低，达到部分零排放的要求。
增压技术首先在柴油机领域得到发展，目前工业发达国家大、中功率柴油机己全部采用增压技术，中小型车用柴油机增压也达70%。
汽油机增压的发展相对较晚，技术水平也落后于柴油机，七十年代末国外汽油机开始逐渐采用增压技术，并得到了迅速的发展和完善，1990年美国生产的汽油机已有1/4采用了增压技术，1992年国际市场上出售的汽油机有15%采用增压技术。
目前国外的汽油机增压正处于完善和推广应用阶段，内燃机增压的先进技术主要集中于美国，德国和日本。
目前我国大中型柴油机多数都已采用增压技术，小功率柴油机及运输式车用汽油机也采用了涡轮增压技术，而轿车汽油机涡轮增压技术还比较落后，国产高档轿车中采用这一技术的几乎清一色地是合资品牌，如奥迪、帕萨特、宝来的1.8T 发动机等。
近年来，这一技术国产品牌的轿车也有所突破，华晨汽车联手世界三大权威内燃机研发机构之一一一德国FEV发动机公司历时三年，已经成功研制了华晨1.8T系列发动机，并于2006年6月26日在沈阳正式批量生产，它的最大功率为125kw/5500(r/min)，在转速2000一5000r/min 的范围内保持发动机的最大扭矩235N·m，发动机最低油耗率小于245g/kwh，功率接近70kW，各项动力、经济性指标良好。
1.2影响发动机功率的因素影响发动机功率大小的因素有很多，具体可由下式表示：b m itc us e n l H iV P ρηαηφτ1110∞ （1—1） 式中e p 一一有效功率； i 一一气缸数；s v 一一气缸工作容积；u H 一一燃料低热值；0l 一一燃烧Ikg 燃料所需的理论空气量；τ 一一冲程数，四冲程τ=4，二冲程τ=2；c φ一一冲量系数；it η一一指示热效率；α 一一过量空气系数；m η一一机械效率；n 一一发动机转速；b ρ一一发动机进气管的空气密度。
由式（1—1）可知，在发动机排量不变的前提下，通常可以采取以下三个方面的措施来提高发动机的功率：(l) 增加单位时间内的工作循环数。
提高发动机转速或采用二冲程工作过程都可以增加单位时间内的工作循环数。
但过高的转速不仅给改善工作过程带来困难，增加摩擦损失，而且运动件由此产生较大的惯性力，使发动机的工作可靠性、使用寿命受到影响。
采用二冲程则因降低换气质量而影响热效率的提高。
(2) 提高机械效率。
通过减少摩擦副的摩擦损失，降低水泵、油泵等附属机械的消耗功率，改善润滑、冷却等措施可以提高发动机的机械效率，但其效果有限。
(3)提高平均有效压力。
可以采取提高冲量系数，改善燃烧过程中优化空燃比等方法来提高平均有效压力。
1.3汽油机增压可带来以下几方面的收益：(1)使发动机尺寸更加紧凑，比功率增加，比重量降低，从而减小其尺寸及重量，尤其是对小排量车用发动机功率的提高具有决定性的意义。
(2)可提高发动机的动力性能及燃油经济性，提高总体效率，节约能源消耗。
(3)可一定程度上降低排气噪声，减少废气中有害成份的含量。
(4)与电子控制技术相结合，可全面提高发动机性能并改善汽车驾驶性。
1.4自然吸气与增压机型发动机性能参数比较：转速r/min 压缩比P me/kPaP L/kW/Lm e/Kg/kWb e/g/（kW.）v m/m/s自然吸气4500-7508 - 12800-110035-65 3 - 1 350-250 9 -16增压机型5000-7007 - 91100-150050-100 3 - 1 380-280 9 -16第2章汽油机废气涡轮增压系统的组成汽油机废气涡轮增压系统是由涡轮增压器、中冷器、进气管、排气管、发动机、增压限制电磁阀等组成。
2.1涡轮增压器涡轮增压器主要由涡轮和压气机组成。
压气机有轴流式和离心式之分。
由于离心式压气机结构紧凑、质量轻以及在较宽的流量范围内能保持较好的效率，且对于小尺寸压气机，效率优于轴流式。
因此涡轮增压器都采用离心式压气机，其结构如图1—1所示。
图1—11--涡轮蜗壳2--中间体3--浮动轴承4--涡轮叶轮5--隔热板6--压气机蜗壳7--压气机叶轮8--进气道9--扩压器2.1.1 离心式压气机结构离心式压气机结构如图1—1所示，由进气道、叶轮、扩压器和压气机蜗壳等部件组成。
1、进气道进气道的作用是将外界空气导向压气机叶轮。
为降低流动损失，其通道为减缩形。
进气道可分为轴向进气道和径向进气道两种基本形式。
轴向进气道是气流沿转子轴向不转弯进入压气机，其结构简单流动损失小。
中、小形涡轮增压器多采用这种结构。
径向进气道的气流开始是沿径向进入进气道，然后转为轴向进入压气机叶轮，其流动损失较大。
一般仅在轴承外置的大型涡轮增压器或空气滤清器等装置的空间布置受限时，才采用这种形式。
2、压气机叶轮压气机叶轮是压气机中唯一对空气做功的部件，它将涡轮提供的机械能转变为压力能和动能。
压气机叶轮分为导风轮和工作叶轮两部分，中、小型涡轮增压器两者装配在一起。
导风轮是叶轮入口的轴向部分，叶轮入口向旋转方向前倾，直径越大处前倾越多，其作用是使气流以尽量小撞击进入叶轮。
压气机叶轮按叶片的长短可分为全长叶片叶轮和长短叶片叶轮。
全长叶片叶轮进口流动损失小，效率高，但对于小直径叶轮，进口处气流阻塞较为严重。
因此，小型涡轮增压器中采用长短叶片叶轮。
3、扩压器扩压器的作用是将压气机叶轮出口高速空气的动能转变为压力能。
按扩压器中有无叶片可分为无叶扩压器和叶片扩压器。
无叶扩压器是一环形通道。
气流在扩压器中近似沿对数螺旋线的轨迹流动，即气流流动迹线在任意直径处与切向的夹角基本不变。
由于这一特点，气流的流动路线长，流动损失大，效率低，扩压器出口流动面积小，扩压能力低，在同样的扩压能力下，扩压器出口直径较大。
但无叶扩压器流量范围宽，结构简单，制造方便，在经常处于变工况运行的小型涡轮增压器上得到广泛应用。