1、第1頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四增壓就是將空氣預(yù)先壓縮然后再供入氣缸，以期提高空氣密度、增加進(jìn)氣量的一項(xiàng)技術(shù)。由于進(jìn)氣量增加，可相應(yīng)地增加循環(huán)供油量，從而可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率。增壓還可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性。實(shí)踐證明，在小型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上采用渦輪增壓或機(jī)械增壓，當(dāng)汽車以正常的經(jīng)濟(jì)車速行駛時(shí)，不僅可以獲得相當(dāng)好的燃油經(jīng)濟(jì)性，而且還由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加，可以得到駕駛?cè)怂谕牧己玫募铀傩浴?第2頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四 第3頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四第一節(jié).機(jī)械增壓有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率,與渦輪增壓相比,其低速增壓效果更好

2、.結(jié)構(gòu)比較緊湊.機(jī)械增壓燃油消耗率比非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)略高.羅茨式壓氣機(jī)由轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸、傳動(dòng)齒輪、殼體、后蓋和齒輪室罩等構(gòu)成。在壓氣機(jī)前端裝有電磁離合器及電磁離合器帶輪。在羅茨式壓氣機(jī)中有兩個(gè)轉(zhuǎn)子。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶輪經(jīng)傳動(dòng)帶、電磁離合器帶輪和電磁離合器驅(qū)動(dòng)其中的一個(gè)轉(zhuǎn)子，而另一個(gè)轉(zhuǎn)子則由傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)與第一個(gè)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的前后端支承在滾子軸承上，滾子軸承和傳動(dòng)齒輪用合成高速齒輪油潤滑。在轉(zhuǎn)子軸的前后端裝置油封，以防止?jié)櫥吐┤雺簹鈾C(jī)殼體內(nèi)。 第4頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四機(jī)械增壓系統(tǒng)第5頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四增壓器的安裝第6頁，共32頁

3、，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四 第7頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四羅茨式壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)子有兩葉的，也有三葉的。通常兩葉轉(zhuǎn)子為直線型，而三葉轉(zhuǎn)子為螺旋型。三葉螺旋型轉(zhuǎn)子有較低的工作噪聲和較好的增壓器特性。在相互嚙合的轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體之間都有很小的間隙，并在轉(zhuǎn)子表面涂敷樹脂，以保持轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體間較好的氣密性。轉(zhuǎn)子用鋁合金制造。第8頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四電磁離合器 電磁離合器安裝在傳動(dòng)帶輪中。電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的需要，發(fā)出接通或切斷電磁離合器電源的指令，以控制增壓器的工作。當(dāng)接通電源時(shí)，電磁線圈通電，主動(dòng)板吸引

4、從動(dòng)摩擦片，使離合器處于接合狀態(tài)，增壓器工作。當(dāng)切斷電源時(shí)，電磁線圈斷電，主動(dòng)板與從動(dòng)摩擦片分開，增壓器停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 第9頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四第10頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四第二節(jié).渦輪增壓渦輪增壓: 與發(fā)動(dòng)機(jī)沒有機(jī)械的聯(lián)系-排氣渦輪增壓.經(jīng)濟(jì)性比機(jī)械增壓和非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)都好. 大幅度降低有害氣體的排放和噪聲水平.低速時(shí)轉(zhuǎn)矩增加不多,發(fā)動(dòng)機(jī)工況發(fā)生變化時(shí),瞬態(tài)響應(yīng)差加速性能差第11頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四第12頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四廢氣渦輪增壓系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，

5、渦輪轉(zhuǎn)速也很高，壓縮空氣量超出需要。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)速達(dá)不到所需要的轉(zhuǎn)速，空氣壓縮不足，發(fā)動(dòng)機(jī)功率達(dá)不到要求。（增壓滯后）第13頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四廢氣渦輪增壓器 第14頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四 轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)至二十多萬轉(zhuǎn)，需要有 單獨(dú)的潤滑油供應(yīng)管路，并為浮動(dòng)軸承提供油膜支撐。渦輪增壓器的潤滑：第15頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四葉片形式第16頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四浮動(dòng)軸承 第17頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四帶放氣

6、閥增壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)第18頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四渦輪增壓器由離心式壓氣機(jī)和徑流式渦輪機(jī)及中間體三部組成。增壓器軸通過兩個(gè)浮動(dòng)軸承支承在中間體內(nèi)。中間體內(nèi)有潤滑和冷卻軸承的油道，還有防止機(jī)油漏入壓氣機(jī)或渦輪機(jī)中的密封裝置等。 第19頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四1.離心式壓氣機(jī) 離心式壓氣機(jī)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)葉輪、無葉式擴(kuò)壓管及壓氣機(jī)蝸殼等組成。葉輪包括葉片和輪轂，并由增壓器軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣經(jīng)進(jìn)氣道進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪，并在離心力的作用下沿著壓氣機(jī)葉片之間形成的流道，從葉輪中心流向葉輪的周邊。空氣從旋轉(zhuǎn)的葉輪獲得能量，使其流速、壓力和

7、溫度均有較大的增高，然后進(jìn)入葉片式擴(kuò)壓管。擴(kuò)壓管為漸擴(kuò)形流道，空氣流過擴(kuò)壓管時(shí)減速增壓，溫度也有所升高。即在擴(kuò)壓管中，空氣所具有的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。擴(kuò)壓管分葉片式和無葉式兩種。無葉式擴(kuò)壓管實(shí)際上是由蝸殼和中間體側(cè)壁所形成的環(huán)形空間。無葉式擴(kuò)壓管構(gòu)造簡單，工況變化對壓氣機(jī)效率的影響很小，適于車用增壓器。葉片式擴(kuò)壓管是由相鄰葉片構(gòu)成的流道，其擴(kuò)壓比大，效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工況變化對壓氣機(jī)效率有較大的影響。蝸殼的作用是收集從擴(kuò)壓管流出的空氣，并將其引向壓氣機(jī)出口?？諝庠谖仛ぶ欣^續(xù)減速增壓，完成其由動(dòng)能向壓力能轉(zhuǎn)變的過程。壓氣機(jī)葉輪由鋁合金精密鑄造，蝸殼也用鋁合金鑄造。第20頁，共32頁，202

8、2年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四第21頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四2.徑流式渦輪機(jī) 渦輪機(jī)是將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的裝置。徑流式渦輪機(jī)由蝸殼、噴管、葉輪和出氣道等組成。蝸殼4的進(jìn)口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)蝸殼引導(dǎo)進(jìn)入葉片式噴管。噴管是由相鄰葉片構(gòu)成的漸縮形流道。排氣流過噴管時(shí)降壓、降溫、增速、膨脹，使排氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。由噴管流出的高速氣流沖擊葉輪，并在葉片所形成的流道中繼續(xù)膨脹作功，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)葉輪經(jīng)常在900高溫的排氣沖擊下工作，并承受巨大的離心力作用，所以采用鎳基耐熱合金鋼或陶瓷材料制造。用質(zhì)量輕并且耐熱的陶瓷材料可使渦輪機(jī)葉輪

9、的質(zhì)量大約減小2/3，渦輪增壓加速滯后的問題也在很大程度上得到改善。噴管葉片用耐熱和抗腐蝕的合金鋼鑄造或機(jī)械加工成形。蝸殼用耐熱合金鑄鐵鑄造，內(nèi)表面應(yīng)該光潔，以減少氣體流動(dòng)損失。第22頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四第23頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四3.轉(zhuǎn)子 渦輪機(jī)葉輪、壓氣機(jī)葉輪和密封套等零件安裝在增壓器軸上，構(gòu)成渦輪增壓器轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子以超過100000r/min，最高可達(dá)200000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，因此，轉(zhuǎn)子的平衡是非常重要的。增壓器軸在工作中承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變應(yīng)力，一般用韌性好、強(qiáng)度高的合金鋼40Cr或18CrNiWA制造。4.增壓

10、器軸承 增壓器軸承的結(jié)構(gòu)是車用渦輪增壓器可靠性的關(guān)鍵之一?，F(xiàn)代車用渦輪增壓器都采用浮動(dòng)軸承。浮動(dòng)軸承實(shí)際上是套在軸上的圓環(huán)。圓環(huán)與軸以及圓環(huán)與軸承座之間都有間隙，形成雙層油膜。圓環(huán)浮在軸與軸承座之間。一般內(nèi)層間隙為0.05mm左右，外層間隙大約為0.1mm。軸承壁厚約34.5mm，用錫鉛青銅合金制造，軸承表面鍍一層厚度約為0.0050.008mm的鉛錫合金或金屬銦。在增壓器工作時(shí)，軸承在軸與軸承座中間轉(zhuǎn)動(dòng)。增壓器工作時(shí)產(chǎn)生軸向推力，由設(shè)置在壓氣機(jī)一側(cè)的推力軸承承受。為了減少摩擦，在整體式推力軸承兩端的止推面上各加工有四個(gè)布油槽；在軸承上還加工有進(jìn)油孔，以保證止推面的潤滑和冷卻。第24頁，共32

11、頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四5、增壓壓力的調(diào)節(jié) 在汽車渦輪增壓系統(tǒng)中設(shè)置進(jìn)、排氣旁通閥，是調(diào)節(jié)增壓壓力最簡單、成本最低而又十分有效的方法。排氣旁通閥的工作原理。控制膜盒中的膜片將膜盒分為上、下兩個(gè)室，上室為空氣室經(jīng)連通管與壓氣機(jī)出口相通，下室為膜片彈簧室，膜片彈簧作用在膜片上，膜片通過連動(dòng)桿與排氣旁通閥連接。當(dāng)壓氣機(jī)出口壓力，也就是增壓壓力低于限定值時(shí)，膜片在膜片彈簧的作用下上移，并帶動(dòng)連動(dòng)桿將排氣旁通閥關(guān)閉；當(dāng)增壓壓力超過限定值時(shí)，增壓壓力克服膜片彈簧力，推動(dòng)膜片下移，并帶動(dòng)連動(dòng)桿將排氣旁通閥打開，使部分排氣不經(jīng)過渦輪機(jī)直接排放到大氣中，從而達(dá)到控制增壓壓力及渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速的目

12、的。 第25頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四第26頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四在有些發(fā)動(dòng)機(jī)上，排氣旁通閥的開閉由電控單元控制的電磁閥操縱。電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，由預(yù)存的增壓壓力脈譜圖確定目標(biāo)增壓壓力，并與增壓壓力傳感器檢測到的實(shí)際增壓壓力進(jìn)行比較，然后根據(jù)其差值來改變控制電磁閥開閉的脈沖信號占空比，以此改變電磁閥的開啟時(shí)間，進(jìn)而改變排氣旁通閥的開度，控制排氣旁通量，借以精確地調(diào)節(jié)增壓壓力雖然排氣旁通閥在渦輪增壓汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用，但是排氣旁通之后，排氣能量的利用率下降，致使在高速大負(fù)荷時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性變差。第27頁，共32頁

13、，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四在大排量重型車用渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上多采用渦輪機(jī)噴管出口截面可變的渦輪增壓器，簡稱變截面渦輪增壓器。在這種渦輪增壓器中，通過改變噴管出口截面積來調(diào)節(jié)增壓壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，縮小噴管出口截面積，使噴管出口的排氣流速增大，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速隨之升高，增壓壓力和供氣量都相應(yīng)增加；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速工作時(shí)，增大噴管出口截面積，使噴管出口的排氣流速減小，渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速相對降低，這樣增壓器將不會(huì)超速，增壓壓力也不致于過高。在有葉徑流式渦輪機(jī)中，可以采用轉(zhuǎn)動(dòng)噴管葉片的方法來改變噴管出口截面積。噴管葉片與齒輪相連，齒輪與齒圈嚙合，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，齒圈或向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與

14、其嚙合的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并使噴管葉片隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使噴管出口截面積發(fā)生改變。 第28頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四對于無葉徑流式渦輪機(jī)，可以在噴管出口處安裝軸向移動(dòng)的擋板來調(diào)節(jié)無葉噴管出口截面積。 第29頁，共32頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)18分，星期四6.輪增壓器的潤滑及冷卻 來自發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)主油道的機(jī)油，經(jīng)增壓器中間體上的機(jī)油進(jìn)口進(jìn)入增壓器，潤滑和冷卻增壓器軸和軸承。然后，機(jī)油經(jīng)中間體上的機(jī)油出口返回發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼，在增壓器軸上裝有油封，用來防止機(jī)油竄入壓氣機(jī)或渦輪機(jī)蝸殼內(nèi)。如果油封損壞，將導(dǎo)致機(jī)油消耗量增加和排氣冒藍(lán)煙。由于汽油機(jī)增壓器的熱負(fù)荷大，因此在增壓器中間體的渦輪機(jī)側(cè)設(shè)置冷卻水套，并用軟管與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)相通。冷卻液自中間體上的冷卻液進(jìn)口流入中間體內(nèi)的冷卻水套，從冷卻液出口流回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。冷卻液在中間體的冷卻水套中不斷循環(huán)，使增壓器軸和軸承得到冷卻。有些渦輪增壓器在中間體內(nèi)不設(shè)置冷卻水套，只靠機(jī)油及空氣對其進(jìn)行冷卻。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷或高轉(zhuǎn)速工作之后