按排氣能量在渦輪中的利用方式可以分為以下兩種系統(tǒng):
定壓渦輪增壓系統(tǒng):
定壓渦輪增壓系統(tǒng)是把內(nèi)燃機(jī)所有氣缸的排氣收集到一個(gè)體積足夠大的排氣管內(nèi),然后再引入渦輪。盡管各缸是交替排氣的,但由于排氣管的穩(wěn)壓作用,渦輪入口處的壓力基本不變,故稱為定壓增壓系統(tǒng)。
定壓渦輪增壓的主要優(yōu)點(diǎn)是:渦輪在定壓下全周進(jìn)氣,效率較高;氣流引起的激振較小,不易引起葉片斷裂;排氣系統(tǒng)簡(jiǎn)單,成本較低,易于布置維護(hù)。主要缺點(diǎn)是脈沖能量的利用率較低,試驗(yàn)表明,當(dāng)增壓壓力較小時(shí),定壓增壓系統(tǒng)僅僅利用了排氣能量的12%~15%,高增壓時(shí)可達(dá)30%以上。此外,定壓增壓的內(nèi)燃機(jī)的低速扭矩特性和加速性能較差。
脈沖渦輪增壓系統(tǒng):
脈沖渦輪增壓系統(tǒng)旨在提高在定壓系統(tǒng)中損失能量的利用率。這種方案的特點(diǎn)是排氣管做的短而細(xì),排氣系統(tǒng)的溶積要盡可能小,使排氣能直接迅速地進(jìn)入渦輪機(jī)中膨脹做功,減少節(jié)流損失。此外,為減少各缸排氣壓力波的相互干擾,往往采用兩根或更多排氣支管將相鄰發(fā)火氣缸的排氣相互隔開(kāi)。
脈沖系統(tǒng)比定壓系統(tǒng)能更好的利用內(nèi)燃機(jī)的排氣能量,且排氣管容積越小越好,以至于近年來(lái)出現(xiàn)了一種將增壓器與排氣管做成一體的緊湊結(jié)構(gòu)。