柴油机废气涡轮增压器的工作原理

毕业设计（论文）

题 目 柴油机与废气涡轮增压器的匹配设计

院 （系） 热能与动力工程学院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 副教授 评阅教师 职称

201_年 6 月 _ 日

注 意 事 项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

摘要

当今时代，科学技术的迅猛发展，极大的促进了汽车技术和汽车工

业的高速发展，汽车正日益广泛地深入到社会和人们日常生活的各个方案，这使得汽车修理称为引人注目、迅猛发展的行业。

废气涡轮增压型发动机是利用发动机本身排出的压力废气驱动涡

轮旋转，涡轮轴带动叶轮式压气机来提高进气的压力，增加气缸的充气量。采用涡轮增压技术能使发动机功率提高30％～100％，并降低发动机的比油耗和比质量，同时减轻发动机的排气污染，还可以扩大发动机的变形系列。

目录

第一章 增压器的简单概述???????????????（4）

1.1概述???????????????????????（4） 1.1.1 增压技术简介?????????????????（4） 1.1.2 发动机进气增压的基本原理???????????（6） 1.1.3 增压发动机的特点???????????????（7） 1.2 废气涡轮增压器及其增压系统????????????（8） 1.2.1 废气涡轮增压器的结构和工作原理????????（8） 1.2.2 涡轮增压器的设计考虑因素???????????（10） 第二章 废气涡轮增压器常

内容摘要

摘要：船用柴油机增压器采用废气涡轮增压的方法，增加了柴油机的进气量，使柴油机的工作过程得到改善，燃油消耗下降，经济性提高。因此，其工况好坏直接影响柴油机的工作。当增压器发生喘振，不但无法达到预期的增压比，而且会造成机损事故。所以，防止喘振的发生及其重要。

本文对“育鲲”轮上的船用二冲程机轴流式定压涡轮增压器及其喘振作了研究。 首先，本文介绍了NA40/S型涡轮增压器的工作原理，并阐述了其特点。

然后，阐述了涡轮增压器喘振的机理，并列出了影响“育鲲”轮上的增压器喘振的因素。接着，分析其喘振发生的具体原因和解决方法。设置了NA40/S型增压器喘振故障的排除程序。

最后，文章对NA40/S型增压器的防喘振控制进行了设计。提出了三种方案并分析了其优缺点，选取了最适宜的方案，并对其具体的控制进行了设计。

关键词：柴油机； 增压器； 喘振

ABSTRACT: The turbocharger of diesel engine adopt the method of supercharging

to increase the quantity of the inlet gas ,improve the working process of di

增 压 器 结 构 及 工 作 原 理

增 压 器 结 构 及 工 作 原 理涡 轮 增 压 柴 油 机 系 统 示 意 图发 动 机 进 气

发 动 机涡 轮 增 压 器 大 气 环 境

工作原理 由发动机废气推动 涡轮带动压气机 增加进气和压力 增强燃烧

发 动 机 排 气

提高燃油经济性 降低排放, 减少环境污染 提高动力和性能 高原功率补偿

增 压 器 结 构 及 工 作 原 理

密封环压气机壳

涡轮壳

浮动轴承

涡 轮

压气机叶轮

推力轴承

中 间 体

旁通阀执行机构

增压器剖视图

增 压 器 结 构 及 工 作 原 理

应 用 于 柴 油 机 的 涡 轮 增 压 器 工 作 温 度 约：500-700 ℃

增 压 器 结 构 及 工 作 原 理转 子

转 子 的 工 作 转 速 从 每 分 钟 数 万 转 到 二 十 多 万 转。

增压器间隙(参考)涡轮增压器系列 转子径向间隙 转子轴向间隙 压气机径向间隙 涡轮径向间隙 T25 0.094~0.130 0.043~0.081 0.57~0.90 0.86~1.18 T4 0.106~0.145 0.051~0.086 0.61~0.91 0.94~1.20 T45 0.120~0.168 0.079~0.1

柴油发动机工作原理

将一种能量转变为机械能的机器，叫做发动机。各种发动机按照能源不同，可分为：风力发动机（简称风力机）；水力发动机（简称水力机）；热力发动机（简称热机）等。把燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的发动机统称做热机，如蒸汽机、柴油机等。根据燃料进行燃烧过程所处的地点不同，热机可分为外燃机和内燃机两大类。 燃料在发动机外部进行燃烧的热机，叫做外燃机。如蒸汽机（往复式）、汽轮机（回转式）等。 燃料直接在发动机内部进行燃烧的热机叫做内燃机。如柴油机、汽油机、天然气机等。

内燃机就是利用燃料燃烧后产生的热能来做功的。柴油发动机是一种内燃机，它是柴油在发动机汽缸内燃烧，产生高温高压气体，经过活塞连杆和和曲轴机构转化为机械动力。

一、活塞式内燃机工作原理

把柱塞装在一个一端封闭的圆筒内，柱塞顶面与圆筒内壁构成一个封闭空间，如果用一个推杆将柱塞和一个轮子连接起来，则柱塞移动时，便通过推杆推动轮子旋转，从而把空气所得到的热能转化为推动轮子旋转的机械能。 内燃机的工作过程，就是按照一定的规律，不断地将燃料和空气送入气缸，并在气缸内着火燃烧，放出热能。燃气在吸收热能后产生高温高压，推动着活塞作功，将热能转化为

涡轮增压器喘振的原因及处理方法 [复制链接]

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1#

发表于 2008-4-13 01:26:30 |只看该作者 |倒序浏览

从柴油机气缸排出的废气具有很高的温度（约400~500°C）和一定压力（约

0.2~0.4Mpa）及较高的流速[1]。它所含热量约占燃油燃烧所放出热量的23~40%。因此将废气通入涡轮机，使涡轮机高速旋转来带动离心式压气机，由此实现柴油机增压。这种增压形式称为废气涡轮增压。由于压气机叶轮的旋转，空气经过空气滤清消声器被吸入压气机叶轮。因为离心力的作用，空气在叶轮中被压缩，其压力、温度和速度迅速增加。从压气机叶轮流出的空气，经扩压器和涡壳之后，气流速度减少，部分速度转变为压力能。最后，压气机出口的空气经中冷器冷却后进入柴油机进气管并到达各气缸参加燃烧。

图1 压气机的特性曲线

图1为一现代压气机的特性曲线。压气机特性线上的等转速运行线，通常称为增压特性线。它的变化特点是：随着空气流量V的增加，增压比Πc开始是增加的。当流量V增加至某一值时，Πc值达到最高。然后，进一步增加流量V，增压比Πc反而降低。这样，增压特性线如似马鞍形状。这种变化特点

废气涡轮增压系统及其常见故障分析

专业班级：08电控技师 学生姓名：刘 跃 指导老师：戴德荣 职称：讲 师

摘要 进过一段时间的社会实践，我发现很多人对废气涡轮增压感到很神秘，

很多买车的人只知道轿车尾部有T表明该车发动机采用了废气涡轮增压技术，只知道采用废气涡轮增压的发动机好，却不知它好在哪。该如何使用，如何维护保养。然而现在的一些维修工连废气涡轮增压器的结构、组成、分类，工作原理，控制模式都不理解又谈何去排除废气涡轮增压器的故障。我通过查阅有关汽车发动机及废气涡轮增压器的书籍，网络信息资料。对增压器的分类、组成。特别对废气涡轮增压器的结构、工作原理、控制模式做了细致的介绍。通过调研汽车维修站的内部资料和询问了很多维修技术人员。对废气涡轮增压器的使用、维护、保养，进行分别进行了系统的全面的介绍。对维修过程中出现的一些典型的故障进行了深度的细致的解析，如废气涡轮增压器的漏油。对其中的难点和诊断反法进行综合性的分析。废气涡轮增压在技术方面已经开始向相继增压系统、可变截面涡轮增压系统发展。在材料方面也开始使用钛铝合金的材料，它具有密度小，耐高温及抗氧化的有点。希望可以为维修技师在维护和修理时提供一些参考。

关键词：废

电喷柴油发动机得工作原理与使用方法电喷柴油机得工作原理

高压共轨(mon Ｒail)电喷技术就是指在高压油泵、压力传感器与电子控制单元(ＥCＵ）组成得闭环系统中，将喷射压力得产生与喷射过程彼此完全分开得一种供油方式。它就是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管(Rail），通过公共供油管内得油压实现精确控制,使高压油管压力(Ｐressuｒe）大小与发动机得转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化得程度、?共轨技术就是指高压油泵、压力传感器与ECU组成得闭环系统中，将喷射压力得产生与喷射过程彼此完全分开得一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内得油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机得

转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速得变化,因此也就减少了传统柴油机得缺陷。ECＵ控制喷油器得喷油量,喷油量大小取决于燃油轨（公共供油管）压力与电磁阀开启时间得长短.?高压共轨系统利用较大容积得共轨腔将油泵输出得

高压燃油蓄积起来,并消除燃油中得压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上得电磁阀实现喷射得开始与终止。

其主要特点可以概括如下：

共轨腔内得高压直接用于喷射,可以省去喷油器内得增压机构；而且

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从柴油机气缸排出的废气具有很高的温度（约400~500°C）和一定压力（约

0.2~0.4Mpa）及较高的流速[1]。它所含热量约占燃油燃烧所放出热量的23~40%。因此将废气通入涡轮机，使涡轮机高速旋转来带动离心式压气机，由此实现柴油机增压。这种增压形式称为废气涡轮增压。由于压气机叶轮的旋转，空气经过空气滤清消声器被吸入压气机叶轮。因为离心力的作用，空气在叶轮中被压缩，其压力、温度和速度迅速增加。从压气机叶轮流出的空气，经扩压器和涡壳之后，气流速度减少，部分速度转变为压力能。最后，压气机出口的空气经中冷器冷却后进入柴油机进气管并到达各气缸参加燃烧。

图1 压气机的特性曲线

图1为一现代压气机的特性曲线。压气机特性线上的等转速运行线，通常称为增压特性线。它的变化特点是：随着空气流量V的增加，增压比Πc开始是增加的。当流量V增加至某一值时，Πc值达到最高。然后，进一步增加流量V，增压比Πc反而降低。这样，增压特性线如似马鞍形状。这种变化特点

废气涡轮增压系统及其常见故障分析

专业班级：08电控技师 学生姓名：刘 跃 指导老师：戴德荣 职称：讲 师

摘要 进过一段时间的社会实践，我发现很多人对废气涡轮增压感到很神秘，

很多买车的人只知道轿车尾部有T表明该车发动机采用了废气涡轮增压技术，只知道采用废气涡轮增压的发动机好，却不知它好在哪。该如何使用，如何维护保养。然而现在的一些维修工连废气涡轮增压器的结构、组成、分类，工作原理，控制模式都不理解又谈何去排除废气涡轮增压器的故障。我通过查阅有关汽车发动机及废气涡轮增压器的书籍，网络信息资料。对增压器的分类、组成。特别对废气涡轮增压器的结构、工作原理、控制模式做了细致的介绍。通过调研汽车维修站的内部资料和询问了很多维修技术人员。对废气涡轮增压器的使用、维护、保养，进行分别进行了系统的全面的介绍。对维修过程中出现的一些典型的故障进行了深度的细致的解析，如废气涡轮增压器的漏油。对其中的难点和诊断反法进行综合性的分析。废气涡轮增压在技术方面已经开始向相继增压系统、可变截面涡轮增压系统发展。在材料方面也开始使用钛铝合金的材料，它具有密度小，耐高温及抗氧化的有点。希望可以为维修技师在维护和修理时提供一些参考。

关键词：废