废气涡轮增压器的工作机制是什么？

废气涡轮增压器是通过利用柴油机排出的高温和高压废气能量，将其转化为转子的旋转机械能，进而带动与其同轴的压气机叶轮高速旋转，从而将新鲜空气加压并增加其密度，再通过气管送入气缸，提升气缸的充气量。

这样的设计使得柴油机在不增加排量和转速的情况下，提升了功率，改善了经济性，并降低了排气污染。因此，废气涡轮增压器成为目前柴油机发展的主要趋势。

废气涡轮增压器的主要部件包括壳体、涡轮、压气机叶轮、转轴、浮动轴承、压力执行器、推杆、管路、进气旁通阀、进气旁通电磁阀、废气旁通阀、废气旁通电磁阀等。这些部件共同作用，使得增压器能够高效地利用废气能量，提高柴油机的动力性能。

废气涡轮增压器的工作原理如下：

柴油机排出的高温废气通过排气管进入涡轮机壳体内的喷嘴环。喷嘴环的通过面积逐渐减小，导致废气的速度增加，其动能也随之增加。这种高速废气流沿某一方向冲击涡轮，使涡轮高速旋转。废气的压力、温度和速度越高，涡轮旋转得越快。经过涡轮的废气最终排入大气。

由于涡轮和压缩机叶轮固定在同一轴上，它们以相同的速度旋转。因此，通过空气滤清器的空气被吸入压缩机壳体，高速旋转的压缩机叶轮将空气甩向叶轮的外缘，提高其速度和压力，并进入扩散器。扩散器被设计成具有小入口和大出口，使得空气的流速降低而压力增加。然后，通过具有小横截面至大横截面的环形压缩机壳体，气流的压力继续增加，并通过柴油发动机的进气管进入气缸。

废气涡轮增压器的升压比是衡量其性能的重要指标，指压缩机出口气体压力与入口气体压力的比值。升压比分为低、中、高三种，现代柴油机大多使用高压比增压器。

废气涡轮增压器的控制原理在于通过节气门的快速关闭来调节进气旁通阀，从而控制增压系统的高压侧压力波动，避免涡轮增压器的损坏。此外，通过控制废气门电磁阀调节废气流量，进而控制涡轮速度和增压压力。这种控制方式可以确保发动机在各种工况下都能保持稳定的工作状态。

废气涡轮增压器在高原地区也具有显著优势。由于高原气压低，空气稀薄，自然吸气发动机的动力会下降。然而，使用废气涡轮增压器的发动机可以弥补海拔带来的进气密度降低，从而减少发动机动力的降低。因此，采用废气涡轮增压技术是高原恢复发动机动力的有效措施。

废气涡轮增压器的润滑系统采用压力润滑，确保转子和轴承在正常工作时获得足够的润滑和冷却。中间体是用于支撑转子组件、固定涡轮壳体和压缩机壳体的中间支撑体，也是用于润滑和冷却浮动轴转子的润滑箱。

废气涡轮增压器的排气阀在发动机中低速范围内起重要作用，保证发动机与涡轮增压器的最佳匹配，提高低速扭矩，改善油耗。在高速范围内，排气阀排出部分废气，避免涡轮增压器转子超速或增压压力过大导致缸内燃烧压力过大，增加发动机的机械负荷。排气阀的打开和关闭由增压压力自动控制，以确保发动机在不同工况下的性能指标和可靠性。