汽车涡轮增压器旁通阀的工作原理

辐流式涡轮机

涡轮是将发动机排气的能量转化为机械功的装置。

径流式涡轮由蜗壳、喷嘴、叶轮和出气口组成。蜗壳4的入口与发动机排气管连接，发动机废气通过蜗壳导入叶片喷嘴。喷嘴是由相邻叶片组成的锥形流道。废气流经喷嘴时，压力降低，温度降低，速度增加，膨胀，使废气的压力能转化为动能。

来自喷嘴的高速气流冲击叶轮，在叶片形成的流道中继续膨胀做功，推动叶轮旋转。涡轮叶轮经常在900℃高温排气的冲击下工作，承受巨大的离心力，所以采用镍基耐热合金钢或陶瓷材料制造。

采用轻质耐热的陶瓷材料，可以使涡轮叶轮的质量减轻2/3左右，涡轮增压加速滞后的问题也大大改善。喷嘴叶片由耐热耐腐蚀合金钢铸造或加工而成。蜗壳采用耐热合金铸铁铸造，内表面应光滑，以减少气流损失。

车用涡轮增压器由离心压缩机、径流式涡轮和中间体组成。增压器轴由两个浮动轴承支撑在中间体中。中间体中有润滑和冷却轴承的油道，以及防止油泄漏到压缩机或涡轮机中的密封装置。

离心式压缩机

离心压缩机由进口、压缩机叶轮、无叶扩压器和压缩机蜗壳组成。叶轮包括叶片和轮毂，并由增压器轴驱动旋转。

当压缩机旋转时，空气通过进气口进入压缩机叶轮，在离心力的作用下，沿着压缩机叶片之间形成的流道从叶轮中心流向叶轮外围。空气从旋转的叶轮中获得能量，这大大增加了其速度、压力和温度，然后进入叶片扩压器。

扩散器是一个逐渐扩大的流动通道。当空气流过扩散器时，速度减慢并加压，温度也升高。也就是说，在扩散器中，空气的大部分动能被转换成压力能。

有两种类型的扩压器:叶片式和无叶片式。无叶扩压器实际上是由蜗壳和中间体侧壁形成的环形空间。无叶扩压器结构简单，工况变化对压气机效率影响较小，适用于车用增压器。

叶片式扩压器是由相邻叶片组成的流道，扩压比大，效率高，但结构复杂，工况变化对压缩机效率影响较大。蜗壳的功能是收集从扩散器流出的空气，并将其引导至压缩机出口。空气在蜗壳内继续减速和增压，完成从动能到压力能的转换过程。

涡轮增压系统

涡轮增压系统分为单涡轮增压系统和双涡轮增压系统。

单涡轮增压

只有一个涡轮增压器的增压系统是单涡轮增压器系统。除了涡轮增压器，涡轮增压系统还包括进气旁通阀、排气旁通阀和排气旁通阀控制装置。

双涡轮发动机

六缸汽油机的双涡轮增压系统。其中，两个涡轮增压器平行布置在排气管中。按照气缸工作顺序，1、2、3缸为一组，4、5、6缸为另一组。每组中三个气缸的排气驱动一个涡轮增压器。因为三个气缸的排气间隔相等，所以增压器转动平稳。

此外，将三个气缸分组为一组还可以防止气缸之间的排气干扰。该系统包括涡轮增压器、进气旁通阀、排气旁通阀和排气旁通阀控制装置、中冷器、共振室和增压压力传感器。

扩展数据增压器轴承

涡轮增压器轴承的结构是车用涡轮增压器可靠性的关键之一。现代车用涡轮增压器都采用浮动轴承。浮动轴承实际上是套在轴上的一个环。

环与轴之间、环与轴承座之间都有间隙，形成双层油膜。活塞环在轴和轴承座之间浮动。一般内间隙0.05mm左右，外间隙0.1 mm左右..轴承壁厚约3 ~ 4.5毫米，材质为锡铅青铜合金。轴承表面镀有一层厚度约为0.005 ~ 0.008毫米的铅锡合金或铟..增压器工作时，轴承在轴和轴承座之间转动。

增压器工作时产生轴向推力，由设置在压缩机一侧的推力轴承承担。为了减少摩擦，在整体推力轴承两端的推力面上分别加工四个配油槽；轴承上还加工有进油孔，以确保推力面的润滑和冷却。

增压压力的调整

在汽车涡轮增压系统中设置进排气旁通阀是最简单、成本最低且非常有效的方法。排气旁通阀的工作原理。控制隔膜盒中的隔膜以将隔膜盒分成上室和下室。上室是通过连通管与压缩机出口连通的气室，下室是膜片弹簧室。膜片弹簧作用在膜片上，膜片通过连杆与排气旁通阀连接。

当压缩机出口压力即增压压力低于限定值时，膜片在膜片弹簧的作用下上移，并带动连杆关闭排气旁通阀；当增压压力超过极限值时，增压压力克服膜片弹簧力，向下推动膜片，带动连杆打开排气旁通阀，使部分废气不经过涡轮直接排入大气，从而达到控制增压压力和涡轮转速的目的。

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