废气涡轮增压器主要由涡轮机和压气机两大部分构成。涡轮机负责将发动机排出的废气能量转化为机械能,其结构包括喷嘴环、叶轮和涡轮壳。喷嘴环和叶轮的组合形成涡轮机的级,而在某些小型涡轮增压器中,为了简化结构和减轻重量,可能会采用无叶涡轮壳的设计,即涡轮壳同时兼具喷嘴环的功能。
压气机,又称离心压缩机,则负责压缩空气,增加进气量。它由进气道、工作轮、扩压器和出气蜗壳组成。在小型涡轮增压器中,进气道和出气蜗壳可能会集成在同一个壳体上,称为压气机壳。扩压器根据设计不同,可以分为有叶扩压器和无叶扩压器。
涡轮机和压气机通过一根共用的转动轴相连,形成转子。转子由径向轴承和轴向止推轴承支撑,由于其转速极高,因此必须严格保证其动平衡,并选择合适的轴承类型,以确保涡轮增压器的可靠运行。
废气涡轮增压器的工作原理是利用发动机排出的废气冲击涡轮机叶轮,使增压器转子高速旋转,从而带动压气机叶轮旋转,压缩空气,提高进气压力。这样,更多的、密度更大的空气得以进入气缸,与燃料混合燃烧,从而提高发动机的输出功率和性能。