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1、發(fā)動機渦輪增壓技術(shù) 學(xué)習(xí)目標： 了解 渦輪增壓技術(shù)發(fā)展史1 掌握渦輪增壓的基本原理2 掌握渦輪增壓新技術(shù)3 掌握增壓中冷技術(shù)4 一、渦輪增壓技術(shù)發(fā)展史1905年，瑞士工程師Alfred Buchi首先提出了渦輪增壓的概念。20世紀50年代初，渦輪增壓技術(shù)由船舶領(lǐng)域應(yīng)用的車用領(lǐng)域。1953年，美國Garrett公司將其渦輪增壓器安裝在Caterpillar（卡特彼勒）公司的D9發(fā)動機上，在提高柴油機功率和改善燃油經(jīng)濟性方面取得良好效果。從20世紀60年代起，國外開始在車用柴油機上大量采用渦輪增壓技術(shù)。20世紀70年代末，汽油機渦輪增壓技術(shù)取得突破性進展。20世紀80年代中期該技術(shù)大量應(yīng)用和推廣。

2、 1.基本原理為了提高發(fā)動機的輸出功率Pe，由式：可知，通過下列方法可提高功率：1）加大氣缸總排量iVs，即增加氣缸數(shù)i，增大氣缸直徑D和行程S；2）提高轉(zhuǎn)速n或活塞平均速度C m；3）提高平均有效壓力pme；31 03 0m e se P V inP 提高平均有效壓力pme最有效的方法? 提高進入氣缸空氣的壓力 ，降低進入氣缸空氣的溫度是提高平均有效壓力pme最有效的方法。 二、渦輪增壓的基本原理 增壓的衡量指標_增壓度增壓度增壓度是指發(fā)動機增壓后增長的功率與增壓前的功率之比： 增壓度小于1.9時，為低增壓；在1.92.5范圍內(nèi)，為中增壓；在2.53.5范圍內(nèi)，為高增壓；大于3.5時為超高增

3、壓。 增壓度取決于所采用的增壓系統(tǒng)，采用中冷可使增壓度提高。汽油機的增壓度受到爆燃燃燒的限制。柴油機的增壓度受到燃燒最高爆發(fā)壓力的限制，通常以降低壓縮比來補償。 ekP eoP 1ek eo ekeo eoP P PP P 渦輪增壓發(fā)動機_1分鐘視頻 2.原理圖 視頻C:Userswlg123Desktop2013wlg-新技術(shù)試講資料第7節(jié)發(fā)動機渦輪增壓技術(shù)G6渦輪增壓配介紹.flv 大眾集團經(jīng)典的1.8T發(fā)動機所采用的渦輪增壓器 渦輪增壓器(Turbo) 6分鐘-視頻C:Userswlg123Desktop2013wlg-新技術(shù)試講資料第7節(jié)發(fā)動機渦輪增壓技術(shù)長城汽車渦輪增壓發(fā)動機_.fl

4、v 3.渦 輪 增 壓 目 的強化發(fā)動機改善發(fā)動機的經(jīng)濟性降低發(fā)動機的排氣污染及噪音高原或高溫地帶恢復(fù)發(fā)動機的功率 4、 增 壓 壓 力 調(diào) 節(jié) 方 式增壓壓力調(diào)節(jié)方式l旁通式渦輪增壓器l可調(diào)葉片式渦輪增壓器汽油機的增壓度受到爆燃燃燒的限制。柴油機的增壓度受到燃燒最高爆發(fā)壓力的限制為什么要調(diào)節(jié)增壓壓力？ 1).旁 通 式 渦 輪 增 壓 器 2).可 調(diào) 葉 片 式 渦 輪 增 壓 器 發(fā) 動 機 轉(zhuǎn) 速 低 時 發(fā) 動 機 轉(zhuǎn) 速 高 時 5、增壓中冷技術(shù)1)增壓中冷方案：閉式空-水中冷：中冷器中冷卻介質(zhì)采用發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的循環(huán)水。該方案結(jié)構(gòu)與布置簡單，但不能將增壓空氣溫度冷卻較低。分開式

5、空-水中冷：中冷器采用獨立的冷卻介質(zhì)。該方案可提高中冷器的冷卻效率，能較低的降低空氣的溫度。結(jié)構(gòu)復(fù)雜些，布置上會增加難度。共用冷卻風扇空-空中冷：中冷器裝在發(fā)動機冷卻系散熱器前或后，依靠風扇和車輛行駛時空氣氣流冷卻增壓空氣。該方案由于它的最少能量消耗而得到廣泛應(yīng)用獨立冷卻風扇空-空中冷：中冷器帶有獨立的冷卻風扇，它可由直流電動機或空氣渦輪帶動 2)渦輪增壓中冷技術(shù)的重要性 排放物方面： A 由于燃燒溫度低，減少了NOx的排放。 B 由于燃燒完全，降低了CO的排放。發(fā)動機方面： A 較低的熱負荷。 B 較低的氣缸壓力。 C 更大的功率。 D 低的燃油消耗率。 三、渦輪增壓新技術(shù) 1、雙渦輪增壓技

6、術(shù) 在討論雙渦輪增壓技術(shù)前，我們先了解一個渦輪增壓遇到的不利現(xiàn)象“遲滯現(xiàn)象”。當駕駛員踩油門踏板，發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。由于渦輪機和壓縮機有慣性，不能及時跟上這個速度的變化，這個現(xiàn)象稱為“遲滯現(xiàn)象”?！斑t滯現(xiàn)象”使發(fā)動機延遲增加或減少輸出功率。這樣如果你越急加速，就會感覺發(fā)動機越使不上勁。 使用雙渦輪增壓，就是采用2個相互獨立的渦輪增壓器的增壓系統(tǒng)。當發(fā)動機在2個渦輪增壓器的共同作用時，進氣效率大幅提升，增壓效果更加顯著，動力性得到很大提升。另一方面，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時，只有一個低速渦輪工作，這時較少的排氣即可驅(qū)動這只渦輪高速旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生足夠的進氣壓力，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速提升以后，高速渦輪工作繼續(xù)進入高

7、增壓值的狀態(tài)，提供一個連貫的強勁動力。這樣雙渦輪增壓技術(shù)在提高發(fā)動機動力性的同時，可以改善渦輪增壓的“遲滯現(xiàn)象”。但是，雙渦輪增壓發(fā)動機并不能完全消除“渦輪遲滯”現(xiàn)象，畢竟，渦輪增壓器葉輪的慣性作用依然存在。在實際使用中，雙渦輪增壓發(fā)動機通常都裝備在直列6缸或V型等排量較大的發(fā)動機上。 雙 渦 輪 增 壓 系 統(tǒng)空氣濾清器中冷器渦輪增壓器增壓壓力傳感器 排氣旁通閥及控制裝置 渦輪發(fā)動機的代表車型寶馬750Li配備的是V8 Twin Turbo發(fā)動機 雙渦輪增壓發(fā)動機 2. 可變渦輪葉片技術(shù) 為使渦輪增壓發(fā)動機在高低轉(zhuǎn)速下都能保證良好的增壓效果，VGT(Variable Geometry Tur

8、bocharger）可變截面渦輪增壓技術(shù)或者VNT（可變噴嘴環(huán)增壓器）便應(yīng)運而生。 在柴油發(fā)動機領(lǐng)域，VGT可變截面渦輪增壓技術(shù)早已得到了很廣泛的應(yīng)用。由于汽油發(fā)動機的排氣溫度要遠遠高于柴油發(fā)動機，達到1000C左右（柴油發(fā)動機為400C左右），而VGT所使用的硬件材質(zhì)很難承受如此高溫的環(huán)境，因此這項技術(shù)也遲遲未能在汽油機上應(yīng)用。 近年來，博格華納與保時捷聯(lián)手克服了這個難題，使用了耐高溫的航空材料技術(shù)，從而成功開發(fā)出了首款搭載可變截面渦輪增壓器的汽油發(fā)動機，保時捷則將這項技術(shù)稱為VTG（Variable Turbine Geometry）可變渦輪葉片技術(shù)。 可 變 渦 輪 增 壓 器 （ VNT）圖中渦輪外圍的紅色葉片就是導(dǎo)流葉片一般的渦輪并沒有導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)1分鐘視頻C:Userswlg123Desktop2013wlg-新技術(shù)試講資料第7節(jié)發(fā)動機渦輪增壓技術(shù)G6渦輪增壓配介紹.flv 可 調(diào) 渦 輪 增 壓 器 系 統(tǒng) 3、兩級渦輪增壓 四、渦輪增壓技術(shù)的應(yīng)用 渦輪發(fā)動機的代表車型一汽大眾邁騰裝備的是2.0TSI發(fā)動機 大 眾 TSI發(fā) 動 機 增 壓 技 術(shù) 機械增壓器結(jié)構(gòu)圖 謝 謝！-