汽车涡轮增压发动机工作原理?

发布网友 发布时间：2022-04-24 18:32

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热心网友 时间：2023-11-01 19:29

为了更好的理解涡轮增压器的增压的技术，了解内燃机的工作原理是非常有必要的。

首先绝大多数的乘用车或者商用车的发动机，都是四冲程的。

四冲程发动机工作原理

通过对进气控制阀，排气控制阀的开关来实现进气，排气的过程。

通过控制火花塞得点火来控制气体燃烧时间点。

然后通过ECU把吸气，出气，燃烧按顺序有机的组合在一起，则发动机就能实现正常运转。

总之对于单个气缸来讲：一个工作循环包含4个冲程，曲轴完成两个旋转。火花塞点火一次

对于三缸机来讲： 曲轴转两圈，发动机三个缸分别完成一次工作循环。火花塞一共点火三次

对于四缸机来讲： 曲轴转两圈，发动机四个缸分别完成一次工作循环。火花塞一共点火四次

吸气过程，当活塞向下运动，进气控制阀开启，空气或者燃油混合物，通过进气控制阀被吸入到气缸内。

压缩过程： 活塞向上运动时，进气门控制阀关闭，刚被吸入的新鲜空气开始被压缩。

膨胀过程：当火花塞执行点火命令后，气体急剧膨胀产生爆炸，推动曲轴连杆曲轴向下运动，

排气，当曲轴连杆由于飞轮产生的惯性，使得曲轴继续运动，也就是活塞向上运动时，这个气体被排出。

以上是发动机的基本运动过程：通过该过程我们能够得出三种方法能够提升发动机的输出功率;

第一种：增大扫气量（吸入气体体积）

增大发动机的单缸直径，或缸桶体积

尽可能多的吸入气体到燃烧室，使得尽可能多的气体和更多的汽油进行混合燃烧，好比用大灶，自然火势就旺。 火势旺自然能够达到增加功率输出的目的。

增多发动机的缸数

如果单缸能力有限，就多用几个缸，比如说3缸，4缸，6缸，8缸，10缸，12缸等，但是不能过多，毕竟发动机缸数越多，体积越大，重量也重，会侵占空间，降低燃油经济性。

第2种增加发动机的转速

通过增加发动机的转速，也能提提升发动机的输出功率，转速增加也就是提升发动机的单位时间内的点火次数。单位时间内发动机点火的次数多了，那无疑发动机的输出功率会变大，但是由于机械稳定性的原因。我们不能让发动机的转速无限放大，因为发动机的转速过大，导致的磨损就是一个致命的不利因素。转速过高，发动机过热，润滑不及时，冷却不够等，都会带来，发动机的寿命的降低。发动机转速可以通过曲轴位置传感器来进行测算。

曲轴位置传感器其中一种

第3条采用增压器来进行增压

以上两种都基本上是自然吸气发动机常见的技术，但是对带有涡轮增压的发动机有点不一样的，因为自然吸气发动机靠自己的吸力，去吸收的气体是有限的，一般吸力只能达到-10KPA以内.

而被增压的压缩气体往往能达到，两个标准大气压以内，由此增压发动机吸入的气体，是自然吸气发动机吸入气体的压力的10-20倍左右。

由于我们的空燃比理想状态是14.7:1，吸入气体多了，那相应的我们也需要增加燃油的喷射量，对应更多的燃烧。

由此在相同的转速，相同的气室体积的情况 下涡轮增压 发动机输出功率会大很多。

但是增压也会带来一个坏处，就是进入发动机的气体进过压缩后，气体温度都会升高，这是基本的物理常识，这里就不解释。

由于气体被压缩，气体被加热了，温度达到了180度以内。而一般来说进气温度要求不高于55度。

我们知道气体在温度高的情况下密度会变小，那这跟我们需要充足的空气是矛盾的。所以我们需要冷却进气气体，我们需要把气体的密度尽可能的提高，让发动机吸入更多的气体。由此我们必须使用中冷器。

所以说中冷器是一个能够提升燃油消耗，和功率需求的一个装置。

通过中冷器使得进气温度降低到正常值，会使得相同的压力下，气体体积相同的情况下，气体更多，或者说密度更大。

同时由于进气温度低，会让燃烧的温度降低，同时能够减少氮氧化合物的排放，降低发动机的燃油消耗。

总之：发动机是一个很复杂的系统，大家都是建立在前人的研究的基础上，进行慢慢摸索，调试才能得到一个较好的功能。

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热心网友 时间：2023-11-01 19:29

涡轮增压器的最大优点是能在不加大发动机排量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力，一般而言，加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20％~30％。涡轮增压器的缺点是滞后，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少输出功率，这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。
以前，涡轮增压器大都用在柴油发动机上，现在一些汽油发动机也采用涡轮增压器。因为汽油和柴油的燃烧方式不一样，因此发动机采用涡轮增压器的形式也有所区别
汽油发动机不同于柴油发动机，它进入气缸的不是空气，而是汽油与空气的混合气，压力过大容易爆燃。因此，安装涡轮增压器必须要避免爆燃，这里涉及两个相关问题，一个是高温控制，另一个是点火时间控制。
强制性增压后，汽油机压缩和燃烧时的温度和压力都会增加，爆燃倾向增加。另外，汽油机排气温度比柴油机高，而且不宜采用增大气门重叠角（进、气排门同时开启的时间）方式来加强排气的降温，降低压缩比又会造成燃烧不充分。还有，汽油机的转速比柴油机高，空气流量变化大，很容易造成涡轮增压器反应滞后。针对汽油机使用涡轮增压器出现的一系列问题，工程师有针对性地一一做了改进，使汽油机也能用上废气涡轮增压器。
中冷器
涡轮增压器吸进的空气经压缩温度增高了，在流动时与进气管壁摩擦还会进一步增高，这样不仅影响充气效率，还容易产生爆燃。因此要装置降低进气温度的设备，这就是中间冷却器。它安装在涡轮增压器出口与进气管之间，对进入气缸的空气进行冷却。中间冷却器就象散热器，用风冷却或者水冷却，空气的热量通过l冷却而逸散到大气中去。据测试，性能良好的中间冷却器不但可以使发动机压缩比能保持一定值而不会产生爆燃，同时降低温度也可提高进气压力，进一步提高发动机的有效功率。
叶轮
由于汽油发动机转速范围宽，空气流量变化大，因此涡轮增压器的压缩叶轮外形是复杂的三元曲面超薄壁叶轮片，一般有12～30片叶，呈放射线状曲线排列，叶片厚度在0.5毫米以下，采用铝材用特殊铸造法制作。叶片形状的优劣直接影响到到涡轮增压发动机的性能。叶轮形状角度越合理，质量越轻，叶轮的启动就越灵敏，涡轮增压器的天生缺陷“反应滞后”也就越小。
爆燃传感器
除了降低温度来减少爆燃的可能外，还要采用爆燃传感器，它的作用就是在产生爆燃之时，传感器感到不正常的振动会立即将信息反馈至发动机ECU（电子控制单元）控制系统，将点火定时。
由于轿车汽油机的转速比柴油机高，空气流速快而且变化范围大，因此它的涡轮增压器有更高的要求。现代轿车发动机已普遍采用电子喷射系统，在电子控制技术及新材料的配合下，涡轮增压器在汽油机上的应用也会日益普遍。
希望能帮到你，望采纳

热心网友 时间：2023-11-01 19:30

涡轮增压器的大概结构原理，废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成，当然还有其他一些控制元件。泵轮和涡轮由一根轴相连，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。

增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。

热心网友 时间：2023-11-01 19:30

涡轮增压器是一种利用内燃机运作所产生的废气通过同轴的两个叶轮组成的结构驱动的空气压缩机。与机械增压器功能相似，两者都可增加进入内燃机或锅炉的空气流量，从而提升燃烧效率。常见用于汽车引擎中，透过利用排出废气的热量及流量，涡轮增压器能提升内燃机的输出功率或者在同等输出功率下提升燃油经济性。

热心网友 时间：2023-11-01 19:31

汽车涡轮增压器的工作原理涡轮增压器的大概结构原理，废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成，当然还有其他一些控制元件。泵轮和涡轮由一根轴相连，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。