发动机废气涡轮增压器的设计(附件)【字数：10484】
近年来，涡轮增压技术已经广泛的应用于内燃机上并成为国内外提升发动机动力的重要研究方向之一。其中，运用最为广泛的就是废气涡轮增压技术。废气涡轮增压充分的利用了废气，将其作为动力来是内燃机的进气空气的压力增大。本文将首先介绍废气涡轮增压技术的国内外发展状况和其未来的发展方向。接着对废气涡轮增压器的结构进行介绍，通过理论计算得出相应数据，进行三维构图。其次，对增压器与发动机的匹配进行简单的分析。最后，对于日常生活中使用废气涡轮增压器可能出现的问题故障进行分析。
目录
第一章 绪论 1
1.1选题的目的与意义 1
1.2国内外的发展现状 1
1.3未来发展方向 2
第二章 废气涡轮增压器的基本结构 4
2.1废气涡轮增压器的结构组成 4
2.2压气机的结构 4
2.3压气机的主要工作参数 6
第三章 废气涡轮的结构设计 8
3.1废气涡轮的结构 8
3.2废气涡轮的主要工作参数 9
3.3废气在涡轮中的膨胀过程 9
第四章 增压器与发动机的匹配 14
4.1发动机与压气机的匹配 14
4.2发动机与废气涡轮的匹配 14
4.3压气机与废气涡轮的匹配 15
第五章 废气涡轮增压的故障与分析 16
5.1简要分析 16
5.2使用过程中问题分析 16
总 结 18
致 谢 19
参考文献 20
附录 21
第一章绪论
1.1选题的目的与意义
随着汽车行业的飞速发展，汽车成为人们不可或缺的交通工具。汽车的大量使用主要产生两方面的问题。一汽车使用性能动力性、舒适性、安全性的提高；二汽车对人们空气环境的影响及对能源节约使用的要求等。因此，为满足上述要求，汽车工程师和学者们提出了许多新技术来提高汽车发动机的性能。其中涡轮增压技术就是新技术中较为突出的一门技术。涡轮增压技术是利用了发动机排放的废气做为动力来推动涡轮旋转从而提高空气的进入量，同时提高了汽车的动力性和燃油经济性。由于中国汽车技术的迅猛发展，以 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
及一些汽车厂商的崛起，汽车的涡轮增压技术显得日益重要。涡轮增压技术已经发成相对成熟，并大量运用用于汽车发动机上，形成了一个巨大的产业链。除此之外，为了赶上国外发达国家的汽车技术，我们也必须加紧对汽车涡轮增技术的研究。
1.2国内外的发展现状
早在1905年瑞士工程师阿尔弗雷德波希（Alfred Buchi）就首次提出了废气涡轮增压的概念，从那时起涡轮增压的技术就开始逐渐应用于机械动力行业，并得到迅猛地发展。[1]早期由于都是大型机械的生产和使用，涡轮增压主要运用在船用和陆用大型发动机上以增加其动力性能。但是涡轮增压器用在车辆发动机上则较其他方面领域要晚得多，这主要是由于涡轮增压器运用在车用发动机上遇到了一些技术性难题。
车用发动机负荷和转速的变化范围比较大，然而车辆发动机的尺寸、重量和成本又有着诸多严格的限制。因此，不仅要求涡轮增压器效率高，流量范围宽，能满足车辆发动机对变工况的需求，而且还应该做到体积小，结构简单，重量轻，造价低。因此，在20世纪40年代的是够车用发动机涡轮增压的研制和生产活动才开始，而且发展的比较不理想。直到60年代外国涡轮增压技术相对成熟开始用于车用发动机上，之后70年代末汽油涡轮增压技术方面又加强了研究，车辆发动机涡轮增压技术才得以突飞猛进的发展。90年代后期，由于我们对环境的重视程度越来越高，环境污染的问题也日益严重，加上涡轮增压器能很好的解决废气污染的问题，又能节约资源来增加车辆的动力性，这样的双重效果让人们加紧了对涡轮增压的研究。因此，涡轮增压技术因其在经济性、动力性等方面的良好表现得以广泛的运用。
进入21世纪以来，我国国内一些如清华大学、吉林大学等十几家高校也进行了对汽油机涡轮增压器的研究。近十几年来，我国汽车行业的不断发展，自主化车型的不断涌现使得我国汽车技术飞速的发展。国内的一些厂家如吉利、一汽、上汽等都拥有着完全知识产权的涡轮增压产品来适应自主化车型。
1.3未来发展方向
发动机增压是通过增压系统来增加进入汽缸的进气量同时提高进气压力。根据进气压力提高时转换方式和能量的传递，发动机增压形式主要四种，分别是废气涡轮增压、复合增压、机械增压和气波增压。
其中，本文介绍的是废气涡轮增压。废气涡轮增压的主要工作原理就是利用排气管的废气来推动增压器运转增加进气管的进气压力。因此，发动机的排气管是与增压器的压气机相连接的，压气机将废气压缩推动叶片增加进气管的进气压力，达到增加发动机动力性的目的。发动机和涡轮叶片之间不是机械性的连接并没有直接接触，并不影响发动机内部机械结构的运转，而是将排放出的废气加以利用作为动力源，因此涡轮增压在提高发动机功率的同时，也将燃油经济性大大提高，不会增加燃油的使用，因此，起到了节约能源的作用。
涡轮增压技术的目的是为了提高发动机的动力性能，废气涡轮增压不仅提高了动力性还提高了燃油经济性，充分利用废气的能量，减少了废气的排放。这样一举两得效果是发展废气涡轮增压器技术的前提。关键即使是涡轮和压气机的效率，更好更稳定的提高发动机的动力性。
发展涡轮增压技术主要有两个方面问题要深入研究、解决：?
1、高压比、可靠好、工作范围宽广、使用寿命长的涡轮增压器。?
2、不受发动机进排气的影响，而且将增压器系统和发动机系统的匹配要有良好地配合。
废气涡轮增压器的工作特点主要有两个方面，一是工作环境的温度较高，二是涡轮运行时的转速较高。这样恶劣的环境就对轴承的材料和增压器的结构提出了较高的要求。因此，叶轮叶片的材料和结构以及轴承的材料也是重要的研究方向。?
目录
第一章 绪论 1
1.1选题的目的与意义 1
1.2国内外的发展现状 1
1.3未来发展方向 2
第二章 废气涡轮增压器的基本结构 4
2.1废气涡轮增压器的结构组成 4
2.2压气机的结构 4
2.3压气机的主要工作参数 6
第三章 废气涡轮的结构设计 8
3.1废气涡轮的结构 8
3.2废气涡轮的主要工作参数 9
3.3废气在涡轮中的膨胀过程 9
第四章 增压器与发动机的匹配 14
4.1发动机与压气机的匹配 14
4.2发动机与废气涡轮的匹配 14
4.3压气机与废气涡轮的匹配 15
第五章 废气涡轮增压的故障与分析 16
5.1简要分析 16
5.2使用过程中问题分析 16
总 结 18
致 谢 19
参考文献 20
附录 21
第一章绪论
1.1选题的目的与意义
随着汽车行业的飞速发展，汽车成为人们不可或缺的交通工具。汽车的大量使用主要产生两方面的问题。一汽车使用性能动力性、舒适性、安全性的提高；二汽车对人们空气环境的影响及对能源节约使用的要求等。因此，为满足上述要求，汽车工程师和学者们提出了许多新技术来提高汽车发动机的性能。其中涡轮增压技术就是新技术中较为突出的一门技术。涡轮增压技术是利用了发动机排放的废气做为动力来推动涡轮旋转从而提高空气的进入量，同时提高了汽车的动力性和燃油经济性。由于中国汽车技术的迅猛发展，以 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
及一些汽车厂商的崛起，汽车的涡轮增压技术显得日益重要。涡轮增压技术已经发成相对成熟，并大量运用用于汽车发动机上，形成了一个巨大的产业链。除此之外，为了赶上国外发达国家的汽车技术，我们也必须加紧对汽车涡轮增技术的研究。
1.2国内外的发展现状
早在1905年瑞士工程师阿尔弗雷德波希（Alfred Buchi）就首次提出了废气涡轮增压的概念，从那时起涡轮增压的技术就开始逐渐应用于机械动力行业，并得到迅猛地发展。[1]早期由于都是大型机械的生产和使用，涡轮增压主要运用在船用和陆用大型发动机上以增加其动力性能。但是涡轮增压器用在车辆发动机上则较其他方面领域要晚得多，这主要是由于涡轮增压器运用在车用发动机上遇到了一些技术性难题。
车用发动机负荷和转速的变化范围比较大，然而车辆发动机的尺寸、重量和成本又有着诸多严格的限制。因此，不仅要求涡轮增压器效率高，流量范围宽，能满足车辆发动机对变工况的需求，而且还应该做到体积小，结构简单，重量轻，造价低。因此，在20世纪40年代的是够车用发动机涡轮增压的研制和生产活动才开始，而且发展的比较不理想。直到60年代外国涡轮增压技术相对成熟开始用于车用发动机上，之后70年代末汽油涡轮增压技术方面又加强了研究，车辆发动机涡轮增压技术才得以突飞猛进的发展。90年代后期，由于我们对环境的重视程度越来越高，环境污染的问题也日益严重，加上涡轮增压器能很好的解决废气污染的问题，又能节约资源来增加车辆的动力性，这样的双重效果让人们加紧了对涡轮增压的研究。因此，涡轮增压技术因其在经济性、动力性等方面的良好表现得以广泛的运用。
进入21世纪以来，我国国内一些如清华大学、吉林大学等十几家高校也进行了对汽油机涡轮增压器的研究。近十几年来，我国汽车行业的不断发展，自主化车型的不断涌现使得我国汽车技术飞速的发展。国内的一些厂家如吉利、一汽、上汽等都拥有着完全知识产权的涡轮增压产品来适应自主化车型。
1.3未来发展方向
发动机增压是通过增压系统来增加进入汽缸的进气量同时提高进气压力。根据进气压力提高时转换方式和能量的传递，发动机增压形式主要四种，分别是废气涡轮增压、复合增压、机械增压和气波增压。
其中，本文介绍的是废气涡轮增压。废气涡轮增压的主要工作原理就是利用排气管的废气来推动增压器运转增加进气管的进气压力。因此，发动机的排气管是与增压器的压气机相连接的，压气机将废气压缩推动叶片增加进气管的进气压力，达到增加发动机动力性的目的。发动机和涡轮叶片之间不是机械性的连接并没有直接接触，并不影响发动机内部机械结构的运转，而是将排放出的废气加以利用作为动力源，因此涡轮增压在提高发动机功率的同时，也将燃油经济性大大提高，不会增加燃油的使用，因此，起到了节约能源的作用。
涡轮增压技术的目的是为了提高发动机的动力性能，废气涡轮增压不仅提高了动力性还提高了燃油经济性，充分利用废气的能量，减少了废气的排放。这样一举两得效果是发展废气涡轮增压器技术的前提。关键即使是涡轮和压气机的效率，更好更稳定的提高发动机的动力性。
发展涡轮增压技术主要有两个方面问题要深入研究、解决：?
1、高压比、可靠好、工作范围宽广、使用寿命长的涡轮增压器。?
2、不受发动机进排气的影响，而且将增压器系统和发动机系统的匹配要有良好地配合。
废气涡轮增压器的工作特点主要有两个方面，一是工作环境的温度较高，二是涡轮运行时的转速较高。这样恶劣的环境就对轴承的材料和增压器的结构提出了较高的要求。因此，叶轮叶片的材料和结构以及轴承的材料也是重要的研究方向。?
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