发动机可变几何涡轮增压技术

增压中冷技术是增加动力性以及满足当前和今后排放法规的关键技术之一。对于涡轮增压柴油机来说，其输出功率在很大程度上依赖于增压器所能够供给的空气量，而普通涡轮增压器所能供给的空气量又依赖于柴油机的转速，当柴油机在起动或低速运行时，由于排气能量不足，就会使增压器工作偏离设计工况点，效率显著降低、增压压力下降，从而造成空气量不足、燃烧状况恶化，使柴油机的油耗上升、碳烟排放增加、扭矩下降。在瞬态工况时，由于燃烧所需要的瞬时空气量与实际供气量之间存在很大差异，出现混合气过浓、燃烧状况恶化的情况，导致柴油机严重冒烟、加速迟缓。可变几何涡轮增压器（variable geometry turbocharger，VGT）由于可以在全工况范围内能与发动机实现良好的匹配，改善发动机的经济性、排放和瞬态响应能力，表现出了良好的应用前景。 
　　当柴油机工况改变时，可变几何涡轮增压器可以通过调节流通截面的大小使涡轮的膨胀比在一定的流量范围内，在柴油机低速时通过减小流通截面也能保持较高的增压压力，从而提高柴油机的低速扭矩、降低油耗、减少碳烟排放；而在柴油机高速时通过增大流通截面又能使增压压力不至于过高，避免增压器超速，并使柴油机不至于产生过高的热负荷和机械负荷。从效率特性上看，固定截面增压器仅能在设计工况点附近保持较高的效率，而VGT的截面在随柴油机工况变化时，整体可以保持较高的效率，这意味着通过流通截面的合理调节可以使VGT在更宽广的工作范围内处于高效率线，这样就使VGT可以适应车用增压柴油机的要求。同时通过提前改变流通面积，可以缩短发动机工况过渡的时间，提高加速性能，降低烟度和提高经济性。 
　　根据改变涡轮流通截面方法的不同，可变几何涡轮增压器又可分为可变喷嘴环涡轮增压器（variable nozzle turbocharger，VNT）、可变涡轮喉口截面增压器和轴向变截面涡轮增压器等多种型式。其中VNT增压器由于具有结构紧凑、匹配方式灵活、增压系统改动少、控制方式简单等优点，得到了较为广泛的应用，是车用发动机涡轮增压系统中较理想的一种方案。