涡轮增压器和机械增压器

anlixia860125

柴油机尤为适合辅助进气增压，因为在气缸内压缩时只有空气而不是混合气，同时基于质量的控制方法，可以与增压器/涡轮增压器经济的结合。为进一步提高平均压力（力矩），大量商用车的发动机上采用更高的涡轮增压器压力和更低的压缩比，但是这一优势被较差的冷启动特性抵消了。
在两种类型的增压器/涡轮增压器之间存在如下的差别：
1，在废气涡轮增压器中，压缩功是通过废气获得（发动机与涡轮增压器之间的废气流体）
2，在机械增压器中，压缩功是由发动机曲轴输出的（发动机与增压器之间的机械连轴节）
一，容积效率
容积效率指的是无增压器/涡轮增压器的情况下气缸的实际充气量与标准条件（气压Po=1.013X10⁵ Pa,温度为To=235K）下的理论充气量之比，在有增压器/涡轮增压器的柴油机上，容积效率为0.85-3.0
二，增压空气冷却
在涡轮增压器压缩空气的过程中，空气也会变热（能达到180⁰C）热空气比冷空气密度小，所以高温度空气降低了气缸充气效果。增压器/涡轮增压器（利用周围空气冷却或者由单独的循环系统冷却）下游的空气冷却器（中间冷却）冷却压缩空气。因此可以增加气缸进气。那就意味着有更多的氧气可用于燃烧，结果得到更大的输出扭矩，因而在给定的发动机转速下可以输出更大的功率。
进入气缸的低温空气也可以降低压缩行程产生的温度，因而显现出一些优点：
1，柴油机的热效率高，燃料消耗低，排放的碳烟少；
2，汽油机减少敲缸倾向；
3，汽缸壁/气缸盖的热压力降低
4，燃烧温度低，NO_x的排放有所降低。
三，涡轮增压器
内燃机排出的一定压力的高温尾气意味着大量的能量损失，因此，可利用这部分能量在进气管内产生压力。涡轮增压器是增压器和涡轮两部分组成，一个是由被废气流驱动的涡轮，一个是通过直接连接到涡轮轴上的离心式涡轮压缩机 ，用来压缩进气。
高温尾气流进涡轮，迫使涡轮高速旋转，涡轮的叶片将气流的周向流动变为径向流动，连接轴驱动离心式压气机，与涡轮原理相反：进入的空气被从轴向送入压缩机，并被叶轮的叶片向外甩出，因此成为压缩的空气。
由于涡轮上游产生的废气气压导致发动机必须在排气行程耗功排出废气。除了将废气的流动能量转化为压缩动力之外，涡轮也可以将废气中的热能转化为压缩动力。结果，进气压力的增长大于涡轮上游废气压力的增长，这样在很大的发动机工作范围内提高了发动机的总效率。
四，存在两种不同工作方式的涡轮增压：
等压涡轮增压系统在涡轮上游设计了排气容积腔以便消除排气系统中的压力波动，因此，在发动机高转速低压力的情况下，涡轮仍可以适应较高的排气流速，在这种工况下运行时发动机排气背压更低，燃油消耗同样很低。等压涡轮系统用于大型海运船舶上和固定式安装的发动机上。
脉冲涡轮增压系统利用废气排出引起的压力脉动的动能增压。这种涡轮可以在较低的发动机转速下输出更高转矩，分开式的排气歧管用于发动机的两排气缸上，以防在充量更换时各缸排气相互干扰，例如，6缸发动机采用两组排气岐管，如果使用双通道涡轮，在涡轮增压器中的排气气流也需要分开。
为了获得更好的响应特性，涡轮增压器尽可能安装在靠近排出高温燃气流体的排气门附近，因此不得不用耐高温材料制造。
发动机需要在低转速下产生高转矩，因此涡轮增压器设计在较低的排气流量，为了防止发动机在高排气流量时涡轮增压器过增压，或者损坏涡轮增压器，必须对涡轮增压器增压压力进行控制，为此有3种类型：
1，废气门涡轮增压器2，可变几何截面涡轮增压器 3，可变进气口涡轮增压器

cqzyf

涡轮增压器和机械增压器在柴油机中均扮演着重要的角色，尤其是在辅助进气增压方面。它们的主要差异在于动力来源：涡轮增压器利用发动机排出的废气来驱动涡轮，进而压缩进气；而机械增压器则直接由发动机的曲轴通过机械连轴节驱动。容积效率是衡量气缸实际充气量与标准条件下的比值，对于柴油机的性能至关重要。在柴油机中采用涡轮增压器可以提高进气压力，从而提高发动机功率和效率。而机械增压器由于与发动机曲轴直接相连，可以在低速时提供充足的增压效果，但其性能可能在高转速时有所下降。为了提高平均压力，商用车的发动机趋向于采用更高的涡轮增压器压力并降低压缩比，但需要注意冷启动特性的优化。