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涡轮增压器系统结构和工作原理

小知识系统涡轮增压器

涡轮增压系统
涡轮增压系统分为单涡轮增压和双涡轮增压
1. 单涡轮增压系统
涡轮增压系统分为单涡轮增压系统和双涡轮增压系统 。只有一个涡轮增压器的增压系统为单涡轮增压系统 。涡轮增压系统除涡轮增压器之外 ， 还包括进气旁通阀、排气旁通阀和排气旁通阀控制装置等 。【涡轮增压器系统结构和工作原理】 2. 双涡轮增压系统
六缸汽油喷射式发动机 的双涡轮增压系统 。其中两个涡轮增压器并列布置在排气管中 ， 按气缸工作顺序把1、2、3缸作为一组 ， 4、5、6缸作为另一组 ， 每组三个气缸的排气驱动一个涡轮增压器 。因为三个气缸的排气间隔相等 ， 所以增压器转动平稳 。另外 ， 把三个气缸分成一组还可防止各缸之间的排气干扰 。此系统除包括涡轮增压器、进气旁通阀、排气旁通阀及排气旁通阀控制装置之外 ， 还有中冷器、谐振室和增压压力传感器 等 。
涡轮增压器的结构及工作原理
车用涡轮增压器由离心式压气机和径流式涡轮机及中间体三部分组成。增压器轴通过两个浮动轴承支承在中间体内 。中间体内有润滑和冷却轴承的油道 ， 还有防止机油漏入压气机或涡轮机中的密封装置等 。
1.离心式压气机
离心式压气机由进气道、压气机叶轮、无叶式扩压管及压气机蜗壳等组成。叶轮包括叶片和轮毂 ， 并由增压器轴带动旋转 。当压气机旋转时 ， 空气经进气道进入压气机叶轮 ， 并在离心力的作用下沿着压气机叶片之间形成的流道 ， 从叶轮中心流向叶轮的周边 。空气从旋转的叶轮获得能量 ， 使其流速、压力和温度均有较大的增高 ， 然后进入叶片式扩压管 。扩压管为渐扩形流道 ， 空气流过扩压管时减速增压 ， 温度也有所升高 。即在扩压管中 ， 空气所具有的大部分动能转变为压力能 。
扩压管分叶片式和无叶式两种 。无叶式扩压管实际上是由蜗壳和中间体侧壁所形成的环形空间 。无叶式扩压管构造简单 ， 工况变化对压气机效率的影响很小 ， 适于车用增压器 。叶片式扩压管是由相邻叶片构成的流道 ， 其扩压比大 ， 效率高 ， 但结构复杂 ， 工况变化对压气机效率有较大的影响 。蜗壳的作用是收集从扩压管流出的空气 ， 并将其引向压气机出口 。空气在蜗壳中继续减速增压 ， 完成其由动能向压力能转变的过程 。压气机叶轮由铝合金精密铸造 ， 蜗壳也用铝合金铸造 。
2.径流式涡轮机
涡轮机是将发动机 排气的能量转变为机械功的装置 。径流式涡轮机由蜗壳、喷管、叶轮和出气道等组成。蜗壳4的进口与发动机 排气管相连 ， 发动机 排气经蜗壳引导进入叶片式喷管 。喷管是由相邻叶片构成的渐缩形流道 。排气流过喷管时降压、降温、增速、膨胀 ， 使排气的压力能转变为动能 。由喷管流出的高速气流冲击叶轮 ， 并在叶片所形成的流道中继续膨胀作功 ， 推动叶轮旋转 。涡轮机叶轮经常在900℃高温的排气冲击下工作 ， 并承受巨大的离心力作用 ， 所以采用镍基耐热合金钢或陶瓷材料制造 。用质量轻并且耐热的陶瓷材料可使涡轮机叶轮的质量大约减小2/3 ， 涡轮增压加速滞后的问题也在很大程度上得到改善 。喷管叶片用耐热和抗腐蚀的合金钢铸造或机械加工成形 。蜗壳用耐热合金铸铁铸造 ， 内表面应该光洁 ， 以减少气体流动损失 。

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