涡轮增压机的现状及发展趋势

涡轮增压

涡轮增压机的现状及发展趋势

刘丽娜 农机0802 0411080218 机电工程学院

摘要:在目前的汽车市场上有个很流行的问题你的车带 T （涡轮增压） 吗？早在十年前大众公司率先将涡轮增压车型带入国内，涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。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。也让人们尝到了涡轮这个小部件带来的真正威力。

关键词：涡轮增压；发动机；汽车; 增压器

1.涡轮增压发动机的概况及现状

1.1涡轮增压发动机的增压原理

最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的，这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面，发动机就能够获得更大的功率。

涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器。 涡轮室排气歧管与进气口连接， 排气口安在排气管上， 涡轮增压器进气口和空气滤器管道紧密相连，排气口与进气管相接。增压器实际上是一种空气压缩燃料在气缸内燃烧作功来产生功率的发动机 ，吸入气缸内空气量限制着输入的燃料量。因此输出的功率也相应在一定范围内， 其工作原理是: 发动机排出的废气直接作为动力, 推动涡轮增压器内涡轮室内的涡轮。位于排气道内，涡轮产生动力后又推动同轴的叶轮，位于进气道内。叶轮接着就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气， 空气被输入气缸 。这时，随着发动机工作速度的加快，推动涡轮转速与废气排出速度加快 空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就不断地提升，空气的密度和压力的增加让更多的燃料加速燃烧。于是同等的燃料量就会燃烧得更加充分和彻底了， 这样在同样燃料的情况下就实现了发动机更多的输出功率。

1.2涡轮增压器的分类

涡轮增压从工作方式上基本上可以分为以下几种系统：

废气涡轮增压系统： 发动机与增压器没有任何机械关系，其压气机主要是内燃机的废气驱动涡轮来维持动力。通常情况下，增压压力能达到甚至通过增设空气冷却装置给高温压缩空气实施冷却，从而应用发动机排出的废气达到增压目的。这种增压器用于各类小汽车中

主要优点：提高的功效大于机械增压。

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主要缺点 因为油门的开启略快于发动机动力输出的速度， 所以在油门加大后通常需要稍作等待后发动机才能爆发猛烈的动力， 严格地说也不能算缺点。

机械增压系统 ：由发动机曲轴和皮带相连的机械增压系统装置在发动机上 ，发动机工作时 增压器的转子旋转靠输出轴的动力来支持，空气增压直至吹到进气道中。

主要优点 ：发动机转速和增压器的转子是速度同步进行的，因而不存在超前或滞后。发动机动力输出流畅而稳定。

主要缺点：机械增压因摩擦比较力大，动力消耗厉害，增压效率不高是必然的。

复合增压系统：在发动机上采用废气涡轮增压器的同时应、用机械驱动式增压器。当然还有其他增压方式，如气波增压，惯性增压等。

主要优点:其发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小。

主要缺点：结构太复杂，技术含量高，维修保养不容易。

1.3涡轮增压发动机的性能体现

装备了涡轮增压发动机的汽车，不仅在动力和功率这些性能的数字表现上，远超于同排量的汽车产品，更在实际使用过程中能与排量上比自己上一个等级的汽车相匹敌。如：Saab萨博公司在最新款Saab萨博9-3 Vector 2.0TS上装备的2.0升强涡轮增压发动机可以在5300转时输出惊人的155kW的功率，这一指标几乎已经赶上普通轿车3.0排量的发动机。也就是说在某一程度上，这款四缸发动机的产品所产生的功率与普通六缸发动机是等效的，这样带来的优点很明显，不仅不需要为了追求高速率来花更多的费用购买大排量汽车，并且发动机工作时噪音更小，而且采用分量较轻的发动机对降低整车重量、减少油耗更是大有益处。 环保、更低的排放标准也是涡轮增压器一个很重要的优点。因为在污染日趋严重的今天，一个有高度责任感的汽车制造商不仅要满足客户对汽车的驾乘欲望，保证产品有足够的驾驶乐趣，更要以保护环境、创造良好的生存空间为己任。涡轮增压器正好能满足即提高燃油经济性，降低排放，同时又不会以失去驾驶乐趣为代价的综合性要求。因为增压会给燃烧室提供更多的空气，使燃烧更彻底，排放更干净。特别在高海拔空气稀薄地区和严寒地区涡轮发动机也能有效的工作。目前全世界只有Saab萨博是唯一一个全系列产品都采用涡轮增压技术的汽车品牌。

1.4 涡轮增压发动机的优点

涡轮增压的最大优点是可提高发动机的功率和扭矩。涡轮增压的优点是显而易见的，它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器的相比，可增加大约40%甚至更多。这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功

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