高原地区涡轮增压技术使用研究范文

摘要：在高原地区，空气密度低和环境温度较低，导致汽车发动机的运行效率很低，为了解决这一问题，当前已经开始应用涡轮增压技术提高发动机性能。基于对涡轮增压技术原理的研究，本文指出了涡轮增压技术在高原地区的应用方式，从而让发动机能够有效解决在高原地区运行中出现的问题，提高汽车发动机性能。

关键词：高原地区；涡轮增压；技术应用

高原地区由于空气稀薄，并且环境温度较低，所以在内燃机的应用会产生启动困难、运行效率低以及污染物排放更多等问题，在当前和今后的发展中需要对这些问题进行有效解决。而要达成这一目的，需要对内燃机以及涡轮增压技术的原理进行详细了解，通过对现有技术的优化与改进让涡轮增压技术能够全面发挥应有作用，提高内燃机的运行效率。

1涡轮增压技术的原理

涡轮增压技术的原理可总结为应用内燃机产生的废气作为发动机中空气压缩装置的原动力，以提升内燃机的运行效率，可以发现该项技术在高原地区能够取得很好的运行效果，但是在新鲜空气被压缩的过程中，对内燃机本身的运行状态会产生一定程度上的影响，最直接的体现为在新鲜空气被压缩的过程中，会产生大量的内能，若不对这种情况进行处理，将会让内燃机的温度过高，导致内燃机的整体强度和运行寿命下滑，所以在高原地区的涡轮增压技术应用中，需要对内燃机进行有效散热[1]。在当前的涡轮增压技术研究中，已经研发出了两种涡轮增压方式，一种为脉冲增压方法，另一种为定压增压方法，这两种技术各有优缺点，对于高原地区来说，不同类型的车辆需要合理选择涡轮增压技术，但是无论哪种涡轮增压技术，在应用中都需要对内燃机设置另一套冷却系统，该系统的作用在一定程度上与水箱相同，但是对于高原地区来说，水箱能够发挥的作用通常较为有限，所以在内燃机冷却器的设计过程中需要对该设备进行改变与优化。

2高原地区涡轮增压技术的应用方式

2.1涡轮增压技术的选择

当前的涡轮增压技术已经开发出了两种方式，这两种技术的特点有很大不同，需要对车辆的预期性能和作用环境进行研究，以确定具体的涡轮增压方法，这两种涡轮增压技术的特点如下：

1）定压增压方法。这种方法的原理是将气缸中产生的废气收集到大体积排气管中，在发动机的运行过程中会利用排气管的稳压作用使涡轮入口处的压力保持不变。这种技术的特点为工作效率较高，并且产生的气流激振较小，但是通过实验探究也可以发现，这种技术在应用过程中对废气能量的利用效率较为一般，增压压力较小时，能量的利用率仅为12～15%，高增压压力情况下，能力的利用率能高于30%，另外这种技术在应用中车辆的加速性能较差[2]。

2）脉冲增压技术。这种技术在应用中需要充分降低排气管的容积，保证内燃机中产生的废气能够对增压器中的涡轮产生脉冲冲击效果，这种技术能够大幅提高废气的利用率，同时能够让车辆具备很高的加速性能，但是这种技术对车辆的构件强度提出了很高要求，在系统运行时，容易导致涡轮叶片断裂。通过对这两种技术的特点和原理的研究可以发现，对于民用车辆来说，应用定压增压方法能够降低车辆的生产成本，并且在性能方面也能够满足民用车辆的相关要求，对于重型车辆以及对加速性能要求很高的车辆，需要应用脉冲冲压技术保证车辆的运行状态满足相关要求[3]。

2.2冷却系统优化

在当前的涡轮增压技术中，通常会设置中冷器对压缩后的空气进行降温，这种技术的原理为将内燃机压缩后的空气分散到过个细管中，并在这些细管外设置常温空气流动系统，在这些常温空气的流动中会带走内燃机中产生的多余热量。虽然高原地区气温普遍较低，但是由于空气稀薄往往不能产生很好的散热效果，故而在高原地区的涡轮增压技术应用中，中冷器需要被独立设计。通常情况下，可以应用微型空气收集和压缩装置达成这一目的，在该设备的运行中，能够向中冷器中吹入更多的空气量，从而让这些空气能够全面有效达成散热效果。需要注意的是，对于不同运行状态的涡轮增压器，压缩空气产生的内能有很大不同，为了防止压缩温度过低提高内燃机的燃料消耗，在微型空气收集或压缩系统的运行中，需要能够按照涡轮增压系统的运行状态修正进气量，提高中冷器的运行稳定性与合理性[4]。

2.3技术应用的维护

在涡轮增压技术的应用中，为了能够提高设备的运行寿命以及规避设备运行中可能产生的问题，在技术的应用中需要对系统进行维护，维护内容包括以下内容：1）发动机预热。在高原地区通常气温较低，并且空气稀薄，导致发动机的预热效果变差，所以在发动机启动后，在冬季要保证发动机怠速运行时间不低于5分钟。2）发动机停车要求。在发动机长时间运行后，不可直接进行熄火操作，原因在于在涡轮增压技术的应用中，系统中的相关构件会产生很高的温度，当直接熄火后导致热量不容易散失，并且涡轮此时还处于高速运转状态，直接熄火后容易导致轴承承受更大的力而被损坏。

3结束语

在高原地区涡轮增压技术的应用，一是要根据车辆的类型与工作环境确定涡轮增压技术的具体类型，保证该项技术能够发挥应有作用。二是要为进行中冷器优化，该设备需要能够自主提高空气流量。三是要对系统进行保养。

参考文献：

[1]杨永忠，申立中，毕玉华，等.可变喷嘴涡轮增压器(VNT)对高原地区车用柴油机性能与排放的影响研究[J].装备环境工程，2017，14(10)：12-18.

[2]董长龙.增压柴油机高原性能恢复研究[D].北京：北京理工大学，2016.

[3]闫斌.车用柴油机相继增压系统研究及中冷器流场计算[D].大连：大连交通大学，2009.

[4]王俊平.内燃机车柴油机相继增压系统研究[D].南京：南京理工大学，2004.

作者:刘晓波 方艳陆 单位:军事交通学院