概述发动机涡轮增压器工作机理结构图

摘要：由于废气涡轮增压装置结构紧凑，体积小，有较高的效率，所配柴油机的特征也较好（增压压力过高，耗油比过低等），故而废气涡轮增压器在柴油机上获得较广泛的运用。用在发电机组上的柴油机装有废气涡轮增压器，可以增大扭矩，提高牵引性能，因而可增加载净重，改进各种作业条件下的适应性；同时还减小排气污染。

柴油机选用废气涡轮增压是提高发动机功率（一般可以增加功率30％～100％，甚至更多），减少油耗率（通常能使耗油量减少3％～10％），减少单位马力重量，缩小外形尺寸，节约原材料的一项较高效措施。

选用增压技术对在高原地区使用的发动机有重要意义。因为高原地区空气稀薄、气压低，致使功率无劲（一般海拔高度每升高1000m，动力不足8％～10％）。装用增压器后，不仅容量可得到恢复，而经济效果也尤为显着。

选取增压技术后，可以扩大柴油机的使用范围，减少柴油机系列品种。因此，柴油机增压得到广泛的应用。

随着燃油喷射和计算机控制燃烧装置使用的增多，涡轮增压器已经成为汽油和柴油发动机上的常用部件。过去，只有大型的发动机才采取涡轮增压器。现在，随着计算机带来的精确控制，涡轮增压器使得小发动机也更有效率并能实现更高的容量。要学习涡轮增压器，必须首先对增压进行定义。

在进气冲程中活塞向下移动时，真空就产生了。这个真空将空气和燃油吸入发动机。这种布置被称为自然吸气。进入发动机的空气量取决于大气压力。大多数发动机都是自然吸气式的柴油机常见故障及解决方案。但是，自然吸气式的发动机在某些要素下可能会出现输出无力的情况。

为了克服功率不足的问题，发动机可以进行增压。发动机增压意味着向气缸供应的空气比单纯活塞吸入的空气更多。这样发动机就不是自然吸气的，而是增压的了。当更多的空气被压入气缸时，就必然要增加燃油量以保持14.7：1的空燃比。做到这一点，容量就会增大。有时，发动机增压能够增加较高50％的容量。

增压机或涡轮增压器都可用于增压吸气，增压机是一个将空气压入发动机的机械空气泵。它是由一组与曲轴相连的齿轮或传动带驱动的。由于它的运行需要发动机动力，也就造成了发动机相当大的摩擦损失。

柴油机排出的具有500℃～650℃过热和一定压力的废气经排气管进入涡轮壳里的喷嘴环。由于废气通过喷嘴环的面积是逐渐收缩的，因而废气的压力和温度下降，转速提升，使其动能增加。这股高速的废气流，按一定方向冲击涡轮，使涡轮高速旋转。废气的压力、温度和速度越高，涡轮转得也越快。通过涡轮的废气最后排入大气。

因为涡轮和压气机叶轮是固装在同一根转动轴上的，故而两者同速旋转，这样，就将经过空气过滤器滤清过的空气吸入压气机壳康明斯发电机型号大全。高速旋转的压气机叶轮的空气甩向叶轮的外缘，使其速度和压力增加康明斯发电机图片，并进入扩压器。扩压器的形状做成进口小、出口大，因此气流的速度下降压力升高。再通过断面由小到大的环形压气机壳，使空气流的压力继续提高。这些压缩空气经柴油机进气管进入汽缸与柴油混合燃烧从而使发动机发出更大的容量。

废气涡轮增压器的结构如图2所示。它由涡轮壳、中间壳、压气机壳、转子体及浮动轴承等详细零件结构。涡轮壳与发动机排气管连接。压气机壳的进口与空气滤清器的空气道相连接，而其出口则通往发动机气缸。压气机的扩压器由压气机壳与中间壳之间的间隙组成。转子体由转子轴、压气机叶轮和涡轮结构，焊在转子轴上。压气机叶轮为铝金铸件，用螺母固定在转子轴上。转子体在装到增压器之前应进行静平衡和动平衡查验，允许其不平衡度在一定范围内。

废气涡轮转子高达数万转以上，一般机械中的主用轴承不能保证转子在高速下作业。在径流式废气涡轮增压器上普遍采取浮动轴承。浮动轴承与转子轴和中间壳之间都有间隙，当转子轴高速旋转时，具有一定压力的润滑油充满这两个间隙，使浮动轴承在内、外两层油膜中随转子轴同向旋转，但其速度比转子速度低得多，从而使轴承对轴承孔和转子轴的相对线速度大大下降。因为有双层油膜，可以双层冷却和发生双层阻尼。因此，浮动轴承具有高速轻载下工作可靠、降低转子体的震动、加工拆卸方便等特征。

废气涡轮增压器所需要的润滑油来自发动机的主油道，通过细滤器再次滤清后，进入增压器的中间壳，经下部的出油口流回油底壳，形成一条不断循环的润滑油路。

为了防范压气机的压缩空气和涡轮的废气泄漏到中间壳，造成增压效果下降和涡轮功率下降，以及高温废气对轴承的危害，在废气涡轮增压器中设有密封装置。在压气机叶轮和中间壳之间装有0形橡胶密封圈和气封板；在转子轴和中间壳之间装有密封环。此外，为了防范润滑油进入压气机，在压气机端的转子轴上还装有挡油板。

在中间壳和涡轮壳之间还装有隔热板，以减少发烫废气对润滑油的不利危害。废气涡轮增压器的冷却，一般是选用自然空气冷却，也有在中间壳制有夹水层的，如10ZJ废气涡轮增压器。

对非增压柴油机进行增压改革，较简单的方法是装上合适的增压器，调换进、排气管，适当增加供油量，以及增加润滑增压器的油路，其他组成可不作改动。实践表明，可使柴油机功率增加20％～30％，且排气烟色转好。

通常，废气涡轮增压器必须强制润滑，下面是典型的润滑油路。润滑油从机油盘由机油泵泵出，过滤后通过增压器进油管送入增压器，如图3所示。

特别应注意：增压发动机在停机时，该当先怠速运转一小会儿后再关闭。这样做可以让涡轮增压器中高速运行的涡轮减速。在减速时，发动机仍然运行并向涡轮增压器轴承输送润滑油。如果发动机在高速运转时立即关闭，涡轮增压器轴承上就不会有机油压力，这就会造成故障。这个问题很多发，以至于市场上推出了“附加”加油器，能够在发动机关闭后继续让润滑油循环。