扬中职教中心机械设计基础课件12涡轮增压

涡轮增压工作原理及结构涡轮增压器是一种利用内燃机运作所产生的废气驱动之空气压缩机。与超级增压器(机械增压器)功能相若，两者都可增加进入内燃机或锅炉的空气流量，从而令机器效率提升。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马力输出。涡轮增压器是包括涡轮和增压器两大构造，发动机排出的高热废气推动涡轮旋转，而涡轮驱动空气压缩机向气缸提供高于标准燃烧时所需的空气量来增加燃料量，相应达到更高的动力特性类型１、废气涡轮增压系统２、机械增压系统３、气波增压系统４、复合增压系统以气箔轴承为基础制造出来的涡轮增压器剖面图涡轮增压器常使用于增加内燃机的进气量，进而增加马力输出量。在飞航应用上涡轮增压器是为了能在高海拔的地方能够有自然进气引擎在低海拔的进气量，通常称之增压正常化。轴、轴承、轮叶与涡轮会以数万到数十万RPM运转。许多种轴承在如此高的转速需要润滑与冷却系统。涡轮增压器的润滑系统可以是独立系统或是从引擎供油系统提供。提供润滑系统的冷却器可能为双重冷却系统，冷却剂可以是外来的，如引擎冷却系统，或是空冷机组。通常汽车上涡轮增压器的润滑与冷却水系统是来自于机油与引擎冷却液。有些特殊的轴承，像是箔轴承，能够减少或不需额外润滑且降低冷却系统的门槛。以相当高的速度旋转的压缩涡轮机会吸引大量的空气推进引擎内。当涡轮增压机的输出流量超过汽缸容量，进气系统就会出现正压。而组件旋转的速度是与压缩空气总质量的气流成比例。为了防止涡轮产生的压力超出引擎的负荷，或是为了增加耐久度，转速必需要可以被控制住。泄压阀是最常见的机械式转速控制系统，通常也会另外增加压力控制器来辅助。泄压阀的主要功能是当进气压达到设定的上限，一部分的废气就会绕过涡轮机，就会达到稳定压力的效果。缺陷涡轮延迟涡轮延迟有时会使驾驶者感觉在踏下油门与涡轮提供冲力之间有一段时间差。这个问题是由于当时排气系统推动涡轮的压力需要克服涡轮的旋转惯性与要提供歧管压力的最低转速。而利用曲轴带动的机械增压则不会出现这个现象。相反的在转速低的状况之下涡轮增压器提供较低的压力，但高转速时涡轮增压引擎比装载机械增压的引擎还要有效率。涡轮增压器的A/R值：

A/R值在改装市场的涡轮增压器销售册上常有标明，用以表达涡轮的特性，A是Area（面积）的意思，指的是叶片涡轮接受废气的侧入口最窄处的横截面积，R是Radius（半径），指的是A（横截面积）的中心点与涡轮本体中心点的距离，面积与两中心点距离的比值，就是A/R值。

A/R值越小，表示入口相对较小而涡轮叶片的起动惯性低，流速相对高，低转反应比较好，涡轮迟滞效应不明显。反之，A/R值越大入口较大，叶片惯性高，低转反应比较迟钝，涡轮迟滞较明显，但在高转时表现则刚烈得多。简单而言，较注重高转功率输出的涡轮，A/R值可以达到0.7左右，而注重低转扭力输出的涡轮，A/R值大约为0.2。保时捷的VTG可变涡轮几何叶片技术则是通过改变涡轮的A/R值达到不同的涡轮特性。涡轮增压车引擎对比几款主流涡轮增压车型发动机对比奥迪V84.0TDI涡轮增压器：奥迪V84.2FSI发动机：机械增压机械螺杆增压器中冷器增压，在增压压力保持不变的条件下，增压空气温度每下降10摄氏度，它的密度就增大3%，当空气燃油消耗率都保持不变时，发动机的功率一般能够提高3%，同时大幅度降低废气中氮氧化合物的含量。而发动机工作效率也会随着增压空气温度的下降而上升，进气温度