隨著然油噴射和計(jì)算機(jī)控制燃燒系統(tǒng)使用的增多，渦輪增壓器已經(jīng)成為汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上的常用部件。過(guò)去，只有大型的發(fā)動(dòng)機(jī)才采用渦輪增壓器。現(xiàn)在，隨著計(jì)算機(jī)帶來(lái)的精確控制，渦輪增壓器使得小發(fā)動(dòng)機(jī)也更有效率并能實(shí)現(xiàn)更高的功率。要學(xué)習(xí)渦輪增壓器，必須首先對(duì)增壓進(jìn)行定義。帶著“什么是柴油機(jī)的增壓系統(tǒng)？它是怎么工作的？”這兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行以下學(xué)習(xí)。

   柴油機(jī)在進(jìn)氣沖程中活塞向下移動(dòng)時(shí)，真空就產(chǎn)生了。這個(gè)真空將空氣和燃油吸入發(fā)動(dòng)機(jī)。這種設(shè)計(jì)被稱為自然吸氣。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量取決于大氣壓力。大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)都是自然吸氣式的。但是，自然吸氣式的發(fā)動(dòng)機(jī)在某此條件下可能會(huì)出現(xiàn)功率不足的情況。

   為了克服功率不足的問(wèn)題，發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)行增壓。發(fā)動(dòng)機(jī)增壓意味著向汽缸提供的空氣比單純活塞吸人的空氣更多，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)就不是自然吸氣的，而是增壓的了。當(dāng)更多的空氣被壓入汽缸時(shí)，就必然要增加燃油量以保持14.7:1的空燃比。做到這一點(diǎn)，功率就會(huì)增大，有時(shí)，帕金斯發(fā)電機(jī)或其它品牌發(fā)動(dòng)機(jī)增壓能夠增加最高50%的功率。

  增壓機(jī)渦輪增壓器都可用于增壓吸氣，增壓機(jī)是一個(gè)將空氣壓人發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械空氣泵。它是由一組與曲軸相連的齒輪或傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)的。由于它的運(yùn)轉(zhuǎn)需要發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，也就造成了發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)大的摩擦損失。廢氣渦輪增壓是廢氣渦輪增壓是利用柴油機(jī)排出的廢氣能量來(lái)驅(qū)動(dòng)增壓器，將空氣壓縮后再送入氣缸的一種增壓方法。

廢氣渦輪增壓的工作原理示意圖

1-排氣管2-噴嘴環(huán)3-渦輪4-渦輪殼5-轉(zhuǎn)子軸6-軸承7-擴(kuò)壓器 8-壓氣機(jī)葉輪9-進(jìn)氣管10-壓氣機(jī)殼

  廢氣渦輪增壓器主要由渦輪和壓氣機(jī)組成，其工作原理上圖所示。柴油機(jī)排出的具有500℃~650℃高溫和一定壓力的廢氣經(jīng)排氣管進(jìn)人渦輪殼里的噴嘴環(huán)。由于廢氣通過(guò)噴嘴環(huán)的面積是逐漸收縮的，因而廢氣的壓力和溫度下降，速度提高，使其動(dòng)能增加。這股高速的廢氣流，按一定方向沖擊渦輪，使渦輪高速旋轉(zhuǎn)。廢氣的壓力、溫度和速度越高，渦輪轉(zhuǎn)得也越快。通過(guò)渦輪的廢氣最后排人大氣。

  因?yàn)闇u輪和壓氣機(jī)葉輪是固裝在同一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的，所以兩者同速旋轉(zhuǎn)，這樣，就將經(jīng)過(guò)空氣濾清器濾清過(guò)的空氣吸入壓氣機(jī)殼。高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪的空氣甩向葉輪的外緣，使其速度和壓力增加，并進(jìn)人擴(kuò)壓器。擴(kuò)壓器的形狀做成進(jìn)口小、出口大，因此氣流的速度下降壓力升高。再通過(guò)斷面由小到大的環(huán)形壓氣機(jī)殼，使空氣流的壓力繼續(xù)提高。這些壓縮空氣經(jīng)柴油機(jī)進(jìn)氣管進(jìn)入汽缸與柴油混合燃燒從而使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出更大的功率。

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