渦輪增壓器的系統結構和工作原理
渦輪增壓系統分為單渦輪增壓和雙渦輪增壓。
1.單渦輪增壓系統
渦輪增壓系統分為單渦輪增壓系統和雙渦輪增壓系統。只有一個渦輪增壓器的增壓系統是單渦輪增壓器系統。除了渦輪增壓器,渦輪增壓系統還包括進氣旁通閥、排氣旁通閥和排氣旁通閥控制裝置。
2.雙渦輪增壓系統
六缸汽油機的雙渦輪增壓系統。兩個渦輪增壓器并排布置在排氣管中。按照氣缸的工作順序,1、2、3缸為一組,4、5、6缸為另一組。每組中三個氣缸的排氣驅動一個渦輪增壓器。因為三個氣缸的排氣間隔相等,所以增壓器轉動平穩。此外,將三個氣缸組合成一組也可以防止氣缸之間的排氣干擾。該系統包括渦輪增壓器、進氣旁通閥、排氣旁通閥和排氣旁通閥控制裝置、中冷器、共振室和增壓壓力傳感器。
渦輪增壓器的結構和工作原理
車用渦輪增壓器由離心壓縮機、徑流式渦輪和中間體組成。增壓器軸由兩個浮動軸承支撐在中間體中。中間有油道潤滑和冷卻軸承,有密封裝置防止油漏入壓縮機或渦輪。
1.離心式壓縮機
離心式壓縮機由進口、壓縮機葉輪、無葉擴壓器和壓縮機蝸殼組成。包括葉輪和輪轂,由增壓器軸驅動旋轉。當壓縮機旋轉時,空氣通過進氣口進入壓縮機葉輪,在離心力的作用下,沿著壓縮機葉片之間形成的流道從葉輪中心流向葉輪外圍。空氣從旋轉的葉輪中獲得能量,大大提高了其速度、壓力和溫度,然后進入葉片擴壓器。擴散器是一個逐漸擴大的通道。當空氣流過擴壓器時,速度減慢,壓力增加,溫度升高。也就是說,在擴壓器中,空氣的大部分動能轉化為壓力能。
擴壓器分為葉片式和無葉片式。無葉擴壓器實際上是由蝸殼和中間體的側壁形成的環形空間。無葉擴壓器結構簡單,工況變化對壓氣機效率影響較小,適用于汽車增壓器。葉片式擴壓器是由相鄰葉片組成的通道,擴壓比大,效率高,但結構復雜,工況變化對壓縮機效率影響較大。蝸殼的功能是收集從擴散器流出的空氣,并將其引導至壓縮機出口。空氣在蝸殼內繼續減速增壓,完成從動能到壓能的過程。壓縮機葉輪采用鋁合金精密鑄造,蝸殼也采用鋁合金鑄造。
2.輻流式渦輪機
渦輪是將發動機排氣的能量轉化為機械功的裝置。徑流式渦輪由蝸殼、噴嘴、葉輪和出氣口組成。蝸殼4的入口與發動機的排氣管相連,發動機的廢氣通過蝸殼引入葉片噴嘴。噴嘴是由相鄰葉片組成的錐形通道。當廢氣流過噴嘴時,它被減壓、冷卻、加速和膨脹,從而廢氣的壓力可以被轉換成動能。來自噴嘴的高速氣流沖擊葉輪,在葉片形成的流道中繼續膨脹做功,推動葉輪旋轉。渦輪葉輪經常在900的廢氣沖擊下工作,承受巨大的離心力,所以采用鎳基耐熱合金鋼或陶瓷材料制造。采用輕質耐熱的陶瓷材料,可使渦輪葉輪質量減輕2/3左右,渦輪增壓加速滯后的問題大大改善。噴嘴葉片由耐熱耐腐蝕合金鋼鑄造或加工而成。蝸殼采用耐熱合金鑄鐵鑄造,其內表面應光滑,以減少氣流損失。
3.轉子
渦輪葉輪、壓縮機葉輪、密封套等零件安裝在渦輪增壓器軸上,形成渦輪增壓器轉子。轉子旋轉
渦輪增壓器的結構是車用渦輪增壓器可靠性的關鍵之一。現代車用渦輪增壓器都采用浮動軸承。浮動軸承實際上是軸上的一個環。環軸與環和軸承座之間有間隙,形成雙層油膜。活塞環在軸和軸承座之間浮動。一般內間隙0.05mm左右,外間隙0.1 mm左右,軸承壁厚3 ~ 4.5 mm左右,材質為錫鉛青銅合金。軸承表面鍍一層鉛錫合金或銦,厚度約為0.005 ~ 0.008毫米,增壓器工作時,軸承在軸和軸承座之間轉動。
增壓器工作時產生的軸向推力由安裝在壓縮機一側的推力軸承承擔。為了減少摩擦,在整體推力軸承兩端的推力面上分別加工四個配油槽;軸承還設有進油孔,以保證推力面的潤滑和冷卻。
以上是對小編渦輪增壓系統的結構和工作原理的完整介紹。從上面的介紹可以看出,渦輪增壓系統的結構和工作原理的介紹小編介紹了單渦輪增壓系統、雙渦輪增壓系統和渦輪增壓器的結構和工作原理。那么,看了小編的介紹,你了解多少呢?希望小編的介紹能幫助到大家。
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