浅谈现代汽车涡轮增压技术.docx

汽车设计课程设计说明书学生姓名： 学生学号： 专业名称： 班 级： 指导教师： 年 月 日目录摘要1关键字11. 涡轮增压器的发展及优点12. 涡轮增压器结构及工作原理23. 涡轮增压技术存在问题及发展前景44心得体会5参考文献5浅谈现代汽车涡轮增压技术摘要: 涡轮增压技术是目前世界上运用十分广泛的一种技术，涡轮增压技术从提出至今,已有百年的历史,经过不断地改进与完善,它已被广泛应用于各个工业领域,特别是汽车行业。鉴于该技术的重要性,本文从涡轮增压技术发展历史,涡轮增压技术的基本原理,涡轮增压技术优缺点,涡轮增压新技术等几方面对汽车涡轮增压技术的发展与应用进行了详细的论述.关键字： 涡轮增压 废气 常见故障 发展前景1. 涡轮增压技术的发展及优缺点11发展历程说到涡轮增压技术，它已经有100多年历史了。在1905年Alfred Buchi博士就申请了第一款涡轮增压器的专利-动力驱动的轴向增压器。到了1961年，小轿车开始试探性地安装增压器，但因为瞬间产生的巨大压力和热量，使安装后效果并不理想。而来自于北欧瑞典的Saab萨博公司则是第一家把涡轮增压器应用到汽车产品上的汽车制造商，1977年问世的Saab萨博99汽车，使汽车发动机在应用涡轮增压技术上，真正开始走向成熟，它的到来同时宣告了汽车产业一个新时代的诞生。涡轮增压技术改写了“排量大小决定功率”的传统概念。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4L发动机的水平，但是耗油量相比1.8发动机却并不高多少，同时在燃油经济性和降低尾气排放上也有不错表现。2008年Wardsauto世界十佳发动机中的前三名,全部被涡轮增压发动机占据,其中第一名为大众公司的2.0TFSI发动机；第二名为宝马公司的3.0T I6发动机；第三名是戴姆勒公司的V6 3.0T 柴油发动机。此外，马自达公司的2.3T在十佳发动机中位列第六。涡轮增压发动机已经连续多年在世界前十。目前公认的发动机发展方向是追求高升功率，涡轮增压发动机自1977年面世以来就一直在这一方面独占鳌头。随着国际厂商的大举进入，中国市场上配备涡轮增压发动机的车型越来越多，而自主品牌也逐渐开始了带“T”发动机的研发与生产。“T车”不仅在公商务领域独树一帜，如今也在向家轿市场渗透。 在上南合并之前，荣威和名爵虽然分别拥有自己的1.8T发动机，但其技术却是同源，都是原MG Rover的研究成果，这一点从他们各自发动机的性能参数就可见一斑。随着上南整合的深入，双方的1.8T发动机也不再分彼此，临港发动机工厂和南京动力总成工厂的产品，也将在上汽“五个统一”的总发展规划下真正成为“一家人”。 上世纪90年代欧洲的发动机技术，如今在上汽的手中得以重新运用与改良，并为中国消费者提供了相对便宜的“T车”。除了供应荣威和名爵两个品牌的车型之外，上汽的1.8T发动机也向其他厂商销售，自主品牌SUV生产企业华泰汽车就是首批受益者。携手德国FEV公司共同开发出的1.8T发动机，令华晨成为最早推出“T车”的自主车企。因为技术较新，所以从性能参数上看，华晨的这颗“中国芯”要比大众和上汽的1.8T发动机都要强劲。 同一款涡轮增压发动机，配备在华晨旗下的公商务车、家用轿车和轿跑车上，可见它对于华晨产品规划的重要性。在掌握汽车重要零部件核心技术之后，如何将它大规模推向市场，是每一个自主车企都要认真思考的问题。 制造飞机出身的萨博，是世界上第一个将涡轮增压发动机运用在民用汽车上的厂商，可以被称为民用“T车”的鼻祖。能够让萨博9-3如飞机一样实现“贴地飞行”的正是萨博2.0T系列发动机。目前，在中国市场上的萨博9-3搭载了两款不同的2.0T发动机，它们分别是Linear2.0T和Vector2.0TS，两者除了装备上的差异之外，最大的不同在于前者采用的是轻涡轮增压发动机，后者则是采用了动力更加强劲的强涡轮增压技术。 VOLVO S80 2.5T 和XC90 2.5T两款车型均搭载了2.5L涡轮增压发动机，这款发动机具有设计先进、耐力超强、运行灵活、燃油效率高和反应快速等卓越性能。它是一款功率强大的横置直列5缸涡轮增压发动机，排量为2.5升、最大功率为147kW、最大扭矩为300Nm，0100公里/小时的加速仅需8秒，最高时速达到每小时230公里。澎湃动力为配备了此款发动机的VOLVO车型提供了超越同级车的卓越性能。S40 R-Design选择的是T5直列5缸发动机，虽然这款发动机与S40 T5相同，但R-Design版本下经过了调教，最大功率从原来的162千瓦增加到了169千瓦，在每分钟1500转的低转速时就可爆发出320牛米的最大扭矩，并可将这个峰值持续到4800转。很多消费者都会有疑虑，认为涡轮增压发动机会不会娇贵易损，带来额外的保养费用。其实，随着技术的持续改进和成熟，涡轮增压发动机的寿命已接近普通发动机，但是综合性能却要远超自然吸气发动机。如果使用得当，并给予合适的保养，承担一辆带“T”发动机的综合性价比，只会优于传统的发动机。所以在可以预见的将来，带“T”发动机将会大放异彩，成为市场的主流选择。1.2优缺点优点：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率，或者说，一台小排量的发动机经增压后，可以产生较大排量发动机相同的功率。另外，发动机在采用了增压技术后，还能提高燃油经济性和降低尾气排放。缺点：（1） 采用涡轮增压的弊端 ：一台涡轮增压器可以增加一台柴油机的功率，但它对柴油机的寿命却有很大的影响。一台普通的柴油机在加了涡轮增压器增压机构，柴油机的相应机构的强度加强。另外，由于涡轮的转速很高，这就要求在进气机构有相应的冷却机构。否则，涡轮增压器的效率将大打折扣。（2） 增加维修保养费用 发动机采用了涡轮增压技术后，其在工作时性能得到很大的提高。于高速运转，甚至达到极限速度，很容易造成磨损的加剧 特别是叶轮寿命大大降低。这也并不是什么严重的问题，因为在车子的维修保养上，车主只需要及时支付一项更换叶轮的费用。（3） 虽然涡轮增压技术可以加强燃料的燃烧率，但同时它也对机体强度有了一定要求。同时对柴油机的寿命也有一定影响。一般涡轮在怠速时就高达万转左右，高速可达万转以上。正是由于涡轮在高速运转，这就要求有相应的润滑措施和降温机构，相应涡轮增压的柴油机价格比没有安装增压机构的柴油机要高一些。2. 涡轮增压器结构及工作原理21结构：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，也就是转子，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。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。2.2工作原理：涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增大，废气排出速度与涡轮转速也同步增加，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。废气涡轮增压器一般安装在排气管附近，涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接，同步旋转。当不需