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摘要：在高原地區，空氣密度低和環境溫度較低，導致汽車發動機的運行效率很低，為了解決這一問題，當前已經開始應用渦輪增壓技術提高發動機性能。基于對渦輪增壓技術原理的研究，本文指出了渦輪增壓技術在高原地區的應用方式，從而讓發動機能夠有效解決在高原地區運行中出現的問題，提高汽車發動機性能。

關鍵詞：高原地區；渦輪增壓；技術應用

高原地區由于空氣稀薄，并且環境溫度較低，所以在內燃機的應用會產生啟動困難、運行效率低以及污染物排放更多等問題，在當前和今后的發展中需要對這些問題進行有效解決。而要達成這一目的，需要對內燃機以及渦輪增壓技術的原理進行詳細了解，通過對現有技術的優化與改進讓渦輪增壓技術能夠全面發揮應有作用，提高內燃機的運行效率。

1渦輪增壓技術的原理

渦輪增壓技術的原理可總結為應用內燃機產生的廢氣作為發動機中空氣壓縮裝置的原動力，以提升內燃機的運行效率，可以發現該項技術在高原地區能夠取得很好的運行效果，但是在新鮮空氣被壓縮的過程中，對內燃機本身的運行狀態會產生一定程度上的影響，最直接的體現為在新鮮空氣被壓縮的過程中，會產生大量的內能，若不對這種情況進行處理，將會讓內燃機的溫度過高，導致內燃機的整體強度和運行壽命下滑，所以在高原地區的渦輪增壓技術應用中，需要對內燃機進行有效散熱[1]。在當前的渦輪增壓技術研究中，已經研發出了兩種渦輪增壓方式，一種為脈沖增壓方法，另一種為定壓增壓方法，這兩種技術各有優缺點，對于高原地區來說，不同類型的車輛需要合理選擇渦輪增壓技術，但是無論哪種渦輪增壓技術，在應用中都需要對內燃機設置另一套冷卻系統，該系統的作用在一定程度上與水箱相同，但是對于高原地區來說，水箱能夠發揮的作用通常較為有限，所以在內燃機冷卻器的設計過程中需要對該設備進行改變與優化。

2高原地區渦輪增壓技術的應用方式

2.1渦輪增壓技術的選擇

當前的渦輪增壓技術已經開發出了兩種方式，這兩種技術的特點有很大不同，需要對車輛的預期性能和作用環境進行研究，以確定具體的渦輪增壓方法，這兩種渦輪增壓技術的特點如下：

1）定壓增壓方法。這種方法的原理是將氣缸中產生的廢氣收集到大體積排氣管中，在發動機的運行過程中會利用排氣管的穩壓作用使渦輪入口處的壓力保持不變。這種技術的特點為工作效率較高，并且產生的氣流激振較小，但是通過實驗探究也可以發現，這種技術在應用過程中對廢氣能量的利用效率較為一般，增壓壓力較小時，能量的利用率僅為12～15%，高增壓壓力情況下，能力的利用率能高于30%，另外這種技術在應用中車輛的加速性能較差[2]。

2）脈沖增壓技術。這種技術在應用中需要充分降低排氣管的容積，保證內燃機中產生的廢氣能夠對增壓器中的渦輪產生脈沖沖擊效果，這種技術能夠大幅提高廢氣的利用率，同時能夠讓車輛具備很高的加速性能，但是這種技術對車輛的構件強度提出了很高要求，在系統運行時，容易導致渦輪葉片斷裂。通過對這兩種技術的特點和原理的研究可以發現，對于民用車輛來說，應用定壓增壓方法能夠降低車輛的生產成本，并且在性能方面也能夠滿足民用車輛的相關要求，對于重型車輛以及對加速性能要求很高的車輛，需要應用脈沖沖壓技術保證車輛的運行狀態滿足相關要求[3]。

2.2冷卻系統優化

在當前的渦輪增壓技術中，通常會設置中冷器對壓縮后的空氣進行降溫，這種技術的原理為將內燃機壓縮后的空氣分散到過個細管中，并在這些細管外設置常溫空氣流動系統，在這些常溫空氣的流動中會帶走內燃機中產生的多余熱量。雖然高原地區氣溫普遍較低，但是由于空氣稀薄往往不能產生很好的散熱效果，故而在高原地區的渦輪增壓技術應用中，中冷器需要被獨立設計。通常情況下，可以應用微型空氣收集和壓縮裝置達成這一目的，在該設備的運行中，能夠向中冷器中吹入更多的空氣量，從而讓這些空氣能夠全面有效達成散熱效果。需要注意的是，對于不同運行狀態的渦輪增壓器，壓縮空氣產生的內能有很大不同，為了防止壓縮溫度過低提高內燃機的燃料消耗，在微型空氣收集或壓縮系統的運行中，需要能夠按照渦輪增壓系統的運行狀態修正進氣量，提高中冷器的運行穩定性與合理性[4]。

2.3技術應用的維護

在渦輪增壓技術的應用中，為了能夠提高設備的運行壽命以及規避設備運行中可能產生的問題，在技術的應用中需要對系統進行維護，維護內容包括以下內容：1）發動機預熱。在高原地區通常氣溫較低，并且空氣稀薄，導致發動機的預熱效果變差，所以在發動機啟動后，在冬季要保證發動機怠速運行時間不低于5分鐘。2）發動機停車要求。在發動機長時間運行后，不可直接進行熄火操作，原因在于在渦輪增壓技術的應用中，系統中的相關構件會產生很高的溫度，當直接熄火后導致熱量不容易散失，并且渦輪此時還處于高速運轉狀態，直接熄火后容易導致軸承承受更大的力而被損壞。

3結束語

在高原地區渦輪增壓技術的應用，一是要根據車輛的類型與工作環境確定渦輪增壓技術的具體類型，保證該項技術能夠發揮應有作用。二是要為進行中冷器優化，該設備需要能夠自主提高空氣流量。三是要對系統進行保養。

參考文獻：

[1]楊永忠，申立中，畢玉華，等.可變噴嘴渦輪增壓器(VNT)對高原地區車用柴油機性能與排放的影響研究[J].裝備環境工程，2017，14(10)：12-18.

[2]董長龍.增壓柴油機高原性能恢復研究[D].北京：北京理工大學，2016.

[3]閆斌.車用柴油機相繼增壓系統研究及中冷器流場計算[D].大連：大連交通大學，2009.

[4]王俊平.內燃機車柴油機相繼增壓系統研究[D].南京：南京理工大學，2004.

作者:劉曉波 方艷陸 單位:軍事交通學院