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渦輪增壓原理,汽車發(fā)動機(jī)渦輪增壓是什么意思工作原理

來源:整理 時間:2024-07-08 19:47:10 編輯:智能門戶 手機(jī)版

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1,汽車發(fā)動機(jī)渦輪增壓是什么意思工作原理

渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理: 內(nèi)燃機(jī)是一種耗氣機(jī)械,因為燃油需要與空氣混合才能完成燃燒沖程。一旦空燃比達(dá)到某一值后,再增加燃油,除了將黑煙和未燃盡的燃油排到大氣中外,不會產(chǎn)生更多功率。發(fā)動機(jī)供油越多,黑煙就越濃。因此,在超過空燃比極限后,增加供油量只會造成燃油消耗量過多、大氣污染、廢氣溫度升高,并使柴油機(jī)壽命縮短。由此可見,增加空氣量的能力對發(fā)動機(jī)來說是多么重要。 渦輪增壓器實際上就是一個空氣壓縮機(jī),它是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪(位于排氣道內(nèi)),渦輪又帶動同軸的葉輪(位于進(jìn)氣道內(nèi)),葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣,再送入氣缸。
渦輪是一個物體,其功能就是壓縮氣體!渦輪增壓就是 使用渦輪來壓縮空氣進(jìn)入汽缸,增壓就是增大空氣壓力,使更多的空氣進(jìn)入汽缸,空氣變多了,那么爆炸的力度就變大了,馬力就是通過爆炸推動活塞得來!工作原理,渦輪裝在排氣管附近,渦輪總共有3個接口,一個接排氣管,一個接進(jìn)氣口,一個是排氣口。渦輪里面有一個扇葉,轉(zhuǎn)速非常高,它是通過發(fā)動機(jī)排出的廢氣推動工作的!扇葉工作時就會把進(jìn)氣部分的空氣吸過來壓縮入汽缸,從而使汽缸有更多的空氣!
輪增壓簡稱Turbo,如果在轎車尾部看到Turbo或者T,即表明該車采用的發(fā)動機(jī)是渦輪增壓發(fā)動機(jī)。渦輪增壓器實際上是種空氣壓縮機(jī),通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與禍輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率。渦輪增壓器的最大優(yōu)點(diǎn)是能在不加大發(fā)動機(jī)排量就能較大幅度地提高發(fā)動機(jī)的功率及扭力,一般而言,加裝增壓器后的發(fā)動機(jī)的功率及扭矩要增大20%—30%。渦輪增壓器的缺點(diǎn)是滯后,即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩,使發(fā)動機(jī)延遲增加或減少輸出功率,這對于要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會有點(diǎn)提不上勁的感覺。

汽車發(fā)動機(jī)渦輪增壓是什么意思工作原理

2,渦輪增壓的工作原理是怎樣的

  現(xiàn)在國內(nèi)很多車型的汽油發(fā)動機(jī)都應(yīng)用了廢氣渦輪增壓器技術(shù),這項技術(shù)不僅可以提高功率,還可以增大扭矩,但是具有這種結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)在使用時應(yīng)注意一些問題,否則會造成渦輪增壓器的過早損壞?! ∈紫日f說渦輪增壓器的大概結(jié)構(gòu)原理,廢氣渦輪增壓器主要由泵輪和渦輪組成,當(dāng)然還有其他一些控制元件。泵輪和渦輪由一根軸相連,也就是轉(zhuǎn)子,發(fā)動機(jī)排出的廢氣驅(qū)動泵輪,泵輪帶動渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪轉(zhuǎn)動后給進(jìn)氣系統(tǒng)增壓。增壓器安裝在發(fā)動機(jī)的排氣一側(cè),所以增壓器的工作溫度很高,而且增壓器在工作時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常高,可達(dá)到每分鐘十幾萬轉(zhuǎn),如此高的轉(zhuǎn)速和溫度使得常見的機(jī)械滾針或滾珠軸承無法為轉(zhuǎn)子工作,因此渦輪增壓器普遍采用全浮動軸承,由機(jī)油來進(jìn)行潤滑,還有冷卻液為增壓器進(jìn)行冷卻?! ∷葬槍@種結(jié)構(gòu)原理,在使用這種發(fā)動機(jī)時應(yīng)注意一些問題:  1.發(fā)動機(jī)啟動后應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)一會兒,使?jié)櫥瓦_(dá)到一定的工作溫度和壓力,以免突然增加負(fù)荷時因軸承無油而加速磨損,甚至卡死。2.車輛停車時由于增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動具有一定慣性,所以發(fā)動機(jī)不要立即熄火,應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間,以使增壓器轉(zhuǎn)子的溫度和轉(zhuǎn)速逐漸下降。立即熄火會使機(jī)油喪失壓力,轉(zhuǎn)子靠慣性轉(zhuǎn)動時得不到潤滑而損壞。3.經(jīng)常檢查機(jī)油油量,避免因缺少機(jī)油而導(dǎo)致軸承失效及轉(zhuǎn)動件卡死。4.定期更換機(jī)油及機(jī)濾,因全浮動軸承對潤滑油的要求很高,應(yīng)使用廠家規(guī)定牌號機(jī)油。5.定期清洗更換空氣濾芯,空濾過臟會造成進(jìn)氣阻力增加,使發(fā)動機(jī)功率下降。6.經(jīng)常檢查進(jìn)氣系統(tǒng)的密閉性,漏氣會使灰塵吸入增壓器及發(fā)動機(jī),損壞增壓器和發(fā)動機(jī)。7.由于渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承精密度很高,維修及安裝時的工作環(huán)境要求很嚴(yán)格,所以增壓器出現(xiàn)故障或損壞時應(yīng)到指定的維修站進(jìn)行維修?! 『唵螀^(qū)別  渦輪增壓一般是由廢氣驅(qū)動渦輪,機(jī)械增壓的渦輪是由曲軸輸出的動力通過皮帶驅(qū)動的?! 【唧w的可以看:老式的往復(fù)式空壓機(jī),是屬于機(jī)械增壓,而現(xiàn)在用的很多的螺桿式空壓機(jī)屬于渦輪增壓?! u輪增壓一般是由廢氣驅(qū)動渦輪,機(jī)械增壓的渦輪是由曲軸輸出的動力通過皮帶驅(qū)動的。  詳細(xì)區(qū)別http://gb.cri.cn/13524/2006/11/12/2245@1298352.htm

渦輪增壓的工作原理是怎樣的

3,渦輪增壓工作原理是什么

渦輪增壓器是安裝在汽車發(fā)動機(jī)配氣系統(tǒng)的一個裝置 它的作用就是依靠由發(fā)動機(jī)排氣道的廢氣驅(qū)動渦輪增壓器的葉片轉(zhuǎn)動,從而帶動另一側(cè)處于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的葉片轉(zhuǎn)動,以此來增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量,也就提高了進(jìn)氣效率,使汽缸每次工作所產(chǎn)生的扭矩和功率也都大大提高. 它的優(yōu)勢就是:在同樣的排氣量的條件下,渦輪增壓發(fā)動機(jī)會使發(fā)動機(jī)的功率和扭矩都有明顯的提高,使車子的加速性能更好,車子的最快速度更快,也就從另一個方面意味著更經(jīng)濟(jì)和環(huán)保!~
渦輪增壓,是一種利用內(nèi)燃機(jī)(Internal Combustion Engine)運(yùn)作所產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動空氣壓縮機(jī)(Air-compressor)的技術(shù)。與超級增壓器(機(jī)械增壓器, Super-Charger)功能相若,兩者都可增加進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)或鍋爐的空氣流量,從而令機(jī)器效率提升。常見用于汽車引擎中,透過利用排出廢氣的熱量及流量,渦輪增壓器能提升內(nèi)燃機(jī)的馬力輸出?! ≡鰤耗康摹 u輪增壓的主要作用就是提高發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量,從而提高發(fā)動機(jī)的功率和扭矩,讓車子更有勁。一臺發(fā)動機(jī)裝上渦輪增壓器后,其最大功率與未裝增壓器的時候相比可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同樣一臺的發(fā)動機(jī)在經(jīng)過增壓之后能夠產(chǎn)生更大的功率。就拿我們最常見的1.8T渦輪增壓發(fā)動機(jī)來說,經(jīng)過增壓之后,動力可以達(dá)到2.4L發(fā)動機(jī)的水平,但是耗油量卻比1.8發(fā)動機(jī)并不高多少,在另外一個層面上來說就是提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放?! ∝?fù)面影響  不過在經(jīng)過了增壓之后,發(fā)動機(jī)在工作時候的壓力和溫度都大大升高,因此發(fā)動機(jī)壽命會比同樣排量沒有經(jīng)過增壓的發(fā)動機(jī)要短,而且機(jī)械性能、潤滑性能都會受到影響,這樣也在一定程度上限制了渦輪增壓技術(shù)在發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用?! ≡鰤涸怼 ∽钤绲臏u輪增壓器用于跑車或方程式賽車上的,這樣在那些發(fā)動機(jī)排量受到限制的賽車比賽里面,發(fā)動機(jī)就能夠獲得更大的功率?! ”娝苤l(fā)動機(jī)是靠燃料在汽缸內(nèi)燃燒做功來產(chǎn)生功率的,由于輸入的燃料量受到吸入汽缸內(nèi)空氣量的限制,因此發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的功率也會受到限制,如果發(fā)動機(jī)的運(yùn)行性能已處于最佳狀態(tài),再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸來增加燃料量,從而提高燃燒做功能力。因此在目前的技術(shù)條件下,渦輪增壓器是唯一能使發(fā)動機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機(jī)械裝置?! 〈蠹铱赡軙X得渦輪增壓裝置非常復(fù)雜,其實并不復(fù)雜,渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進(jìn)氣口與發(fā)動機(jī)排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進(jìn)氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進(jìn)氣歧管上,最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi),二者同軸剛性聯(lián)接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好,你的發(fā)動機(jī)就好像電腦CPU一樣被“超頻”了?! ∥覀兤匠Kf的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機(jī),通過壓縮空氣來增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量,一般來說,渦輪增壓都是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進(jìn)入汽缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率了?! ?yōu)缺點(diǎn)  誠然,渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動機(jī)的動力,不過它的缺點(diǎn)也有不少,其中最明顯的就是動力輸出反應(yīng)滯后。我們看看前面有關(guān)渦輪增壓的工作原理就知道了,即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩,也就是說從你大腳踩油門加大馬力,到葉輪轉(zhuǎn)動將更多空氣壓進(jìn)發(fā)動機(jī)獲得更大動力之間存在一個時間差,而且這個時間還不短。一般經(jīng)過改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來增加或者減少發(fā)動機(jī)動力輸出。如果你要突然加速的話,瞬間會有提不上速度的感覺。  隨著技術(shù)的進(jìn)步,雖然各個使用渦輪增壓的廠家都在對渦輪增壓技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),但是由于設(shè)計原理問題,因此安裝了渦輪增壓器的汽車駕駛起來的感覺是和大排量的汽車有一定差異的。譬如說我們買了1.8T的渦輪增壓汽車,在實際的行駛之中,加速肯定不如2.4L的,但是只要度過了那段等待期,1.8T的動力同樣會竄上來,因此如果你追求駕駛的感覺的話,渦輪增壓引擎并不適合你,如果你是跑高速之類的,渦輪增壓才顯得特別有用?! ∪绻愕膼圮嚱?jīng)常在城市內(nèi)行駛,那么有必要考慮需要什么樣的渦輪增壓,因為渦輪并不是隨時都在啟動的。對于那些啟動轉(zhuǎn)速高的渦輪增壓發(fā)動機(jī),就拿斯巴魯(富士)翼豹的渦輪增壓來說,它的啟動是在3500轉(zhuǎn)左右,5擋能夠上到3500轉(zhuǎn)估計速度都破120了,除非你故意停留在低檔位,否則不超過120公里的時速翼豹的渦輪增壓根本無法啟動。這時那些低轉(zhuǎn)速啟動的渦輪增壓發(fā)動機(jī)更為合適,例如大眾的1.4Tsi/1.8Tsi發(fā)動機(jī),在1750甚至1500轉(zhuǎn)的時候渦輪增就介入了,即使在2000~3000換檔,也能保證換檔前后轉(zhuǎn)速保持在燃油應(yīng)用效率更高的渦輪增壓區(qū)域。  此外渦輪增壓還有維護(hù)保養(yǎng)方面的問題,就拿寶來的1.8T來說,6萬公里左右就要更換渦輪了,雖然次數(shù)不算多,畢竟給自己的車無形之中又增加了一筆維護(hù)保養(yǎng)費(fèi),這個對經(jīng)濟(jì)環(huán)境還不是特別好的車主來說特別值得注意。

渦輪增壓工作原理是什么

4,請問渦輪機(jī)的原理是什么

渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機(jī),通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進(jìn)入汽缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率了。 但是渦輪增壓器雖然有協(xié)助發(fā)動機(jī)增力的作用,但也有它的缺點(diǎn),其中最明顯的是,“滯后響應(yīng)”,即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩,即使經(jīng)過改良后的反應(yīng)時間也要1.7秒,使發(fā)動機(jī)延遲增加或減少輸出功率。這對于要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會有點(diǎn)提不上勁的感覺。但是隨著技術(shù)的改進(jìn),這一缺點(diǎn)正在被逐步克服。 在最近30年時間里,渦輪增壓器已經(jīng)普及到許多類型的汽車上,它彌補(bǔ)了一些自然吸氣式發(fā)動機(jī)的先天不足,使發(fā)動機(jī)在不改變汽缸工作容積的情況下可以提高輸出功率10%以上,因此許多汽車制造公司都采用這種增壓技術(shù)來改進(jìn)發(fā)動機(jī)的輸出功率,藉以實現(xiàn)轎車的高性能化。 使用注意事項 由于渦輪增壓器經(jīng)常處于高速、高溫下工作,增壓器廢氣渦輪端的溫度在600℃左右,增壓器轉(zhuǎn)子以832-1040r/min 的高速旋轉(zhuǎn),因此為了保證增壓器的正常工作,使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 1、不能著車就走。發(fā)動機(jī)發(fā)動后,特別是在冬季,應(yīng)讓其怠速運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間,以便在增壓器轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)之前讓潤滑油充分潤滑軸承。所以剛啟動后千萬不能猛轟油門,以防損壞增壓器油封。 2、不能立即熄火。發(fā)動機(jī)長時間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后,不能立即熄火。發(fā)動機(jī)工作時,有一部分機(jī)油供給渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承潤滑和用于冷卻的。正在運(yùn)行的發(fā)動機(jī)突然停機(jī)后,機(jī)油壓力迅速下降為零,增壓器渦輪部分的高溫傳到中間,軸承支承殼內(nèi)的熱量不能迅速帶走,而同時增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn),因此,發(fā)動機(jī)熱機(jī)狀態(tài)下如果突然停機(jī),會引起渦輪增壓器內(nèi)滯留的機(jī)油過熱而損壞軸承和軸。所以發(fā)動機(jī)大負(fù)荷、長時間運(yùn)行后,在熄火前應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3-5min,讓增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降下來以后再熄火。特別要防止猛轟幾腳油門后突然熄火。 3、 保持清潔。拆卸增壓器時,要保持清潔,各管接頭一定要用清潔的布堵塞好,防止雜物掉進(jìn)增壓器內(nèi),損壞轉(zhuǎn)子。維修時應(yīng)注意不要碰撞損壞葉輪,如果需要更換葉輪,應(yīng)對其做動平衡試驗。重新裝復(fù)完畢后,要取出堵塞物。 4、由于增壓器經(jīng)常處于高溫下運(yùn)轉(zhuǎn),它的潤滑油管線因受高溫作用,內(nèi)部機(jī)油容易有部分的結(jié)焦,這樣會造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。因此,潤滑油管線在運(yùn)行一段時間后要進(jìn)行清洗。 5、經(jīng)常注意檢查增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。在出車前、收車后,應(yīng)檢查氣道各管的連接情況,防止松動、脫落而造成增壓
渦輪噴氣式發(fā)動機(jī)應(yīng)用于噴氣推進(jìn)避免了火箭和沖壓噴氣發(fā)動機(jī)固有的弱點(diǎn),因為采用了渦輪驅(qū)動的壓氣機(jī),因此在低速時發(fā)動機(jī)也有足夠的壓力來產(chǎn)生強(qiáng)大的推力。渦輪噴氣發(fā)動機(jī)按照“工作循環(huán)”工作。它從大氣中吸進(jìn)空氣,經(jīng)壓縮和加熱這一過程之后,得到能量和動量的空氣以高達(dá)2000英尺/秒(610米/秒)或者大約1400英里/小時(2253公里/小時)的速度從推進(jìn)噴管中排出。在高速噴氣流噴出發(fā)動機(jī)時,同時帶動壓氣機(jī)和渦輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn),維持“工作循環(huán)”。渦輪發(fā)動機(jī)的機(jī)械布局比較簡單,因為它只包含兩個主要旋轉(zhuǎn)部分,即壓氣機(jī)和渦輪,還有一個或者若干個燃燒室。然而,并非這種發(fā)動機(jī)的所有方面都具有這種簡單性,因為熱力和氣動力問題是比較復(fù)雜的。這些問題是由燃燒室和渦輪的高工作溫度、通過壓氣機(jī)和渦輪葉片而不斷變化著的氣流、以及排出燃?xì)獠⑿纬赏七M(jìn)噴氣流的排氣系統(tǒng)的設(shè)計工作造成的。 飛機(jī)速度低于大約450英里/小時(724公里/小時)時,純噴氣發(fā)動機(jī)的效率低于螺旋槳型發(fā)動機(jī)的效率,因為它的推進(jìn)效率在很大程度上取決于它的飛行速度;因而,純渦輪噴氣發(fā)動機(jī)最適合較高的飛行速度。然而,由于螺旋槳的高葉尖速度造成的氣流擾動,在350英里/小時(563公里/小時)以上時螺旋槳效率迅速降低。這些特性使得一些中等速度飛行的飛機(jī)不用純渦輪噴氣裝置而采用螺旋槳和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的組合 -- 渦輪螺旋槳式發(fā)動機(jī)。 螺旋槳/渦輪組合的優(yōu)越性在一定程度上被內(nèi)外涵發(fā)動機(jī)、涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)和槳扇發(fā)動機(jī)的引入所取代。這些發(fā)動機(jī)比純噴氣發(fā)動機(jī)流量大而噴氣速度低,因而,其推進(jìn)效率與渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)相當(dāng),超過了純噴氣發(fā)動機(jī)的推進(jìn)效率。 渦輪/沖壓噴氣發(fā)動機(jī)將渦輪噴氣發(fā)動機(jī)(它常用于馬赫數(shù)低于3的各種速度)與沖壓噴氣發(fā)動機(jī)結(jié)合起來,在高馬赫數(shù)時具有良好的性能。這種發(fā)動機(jī)的周圍是一涵道,前部具有可調(diào)進(jìn)氣道,后部是帶可調(diào)噴口的加力噴管。起飛和加速、以及馬赫數(shù)3以下的飛行狀態(tài)下,發(fā)動機(jī)用常規(guī)的渦輪噴氣式發(fā)動機(jī)的工作方式;當(dāng)飛機(jī)加速到馬赫數(shù)3以上時,其渦輪噴氣機(jī)構(gòu)被關(guān)閉,氣道空氣借助于導(dǎo)向葉片繞過壓氣機(jī),直接流入加力噴管,此時該加力噴管成為沖壓噴氣發(fā)動機(jī)的燃燒室。這種發(fā)動機(jī)適合要求高速飛行并且維持高馬赫數(shù)巡航狀態(tài)的飛機(jī),在這些狀態(tài)下,該發(fā)動機(jī)是以沖壓噴氣發(fā)動機(jī)方式工作的。 渦輪/火箭發(fā)動機(jī)與渦輪/沖壓噴氣發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)相似,一個重要的差異在于它自備燃燒用的氧。這種發(fā)動機(jī)有一多級渦輪驅(qū)動的低壓壓氣機(jī),而驅(qū)動渦輪的功率是在火箭型燃燒室中燃燒燃料和液氧產(chǎn)生的。因為燃?xì)鉁囟瓤筛哌_(dá)3500度,在燃?xì)膺M(jìn)入渦輪前,需要用額外的燃油噴入燃燒室以供冷卻。然后這種富油混合氣(燃?xì)?用壓氣機(jī)流來的空氣稀釋,殘余的燃油在常規(guī)加力系統(tǒng)中燃燒。雖然這種發(fā)動機(jī)比渦輪/沖壓噴氣發(fā)動機(jī)小且輕,但是,其油耗更高。這種趨勢使它比較適合截?fù)魴C(jī)或者航天器的發(fā)射載機(jī)。這些飛機(jī)要求具有高空高速性能,通常需要有很高的加速性能而無須長的續(xù)航時間。

5,渦輪增壓器的工作原理是什么

我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機(jī),通過壓縮空氣來增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量,一般來說,渦輪增壓都是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進(jìn)入汽缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率了。 大家可能會覺得渦輪增壓裝置非常復(fù)雜,其實并不復(fù)雜,渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進(jìn)氣口與發(fā)動機(jī)排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進(jìn)氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進(jìn)氣歧管上,最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi),二者同軸剛性聯(lián)接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好,你的發(fā)動機(jī)就好像電腦CPU一樣被“超頻”了。 常見渦輪增壓可分為四種:機(jī)械增壓系統(tǒng),氣波增壓系統(tǒng),廢氣渦輪增壓系統(tǒng),復(fù)合增壓系統(tǒng)。 自從人類發(fā)明內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以來,汽車工程師、追求極速的車手和賽車設(shè)計師們一直都在尋找提升其動力的方法。 其中一種方法是建造更大的發(fā)動機(jī)。 但大型發(fā)動機(jī)也并不總是盡如人意,發(fā)動機(jī)越大,重量就越重,制造和維護(hù)成本也就越高。另一種方法是提高普通規(guī)格發(fā)動機(jī)的效率。 可以通過將更多的空氣壓入燃燒室來實現(xiàn)這一目的。 更多的空氣意味著可以注入更多的燃油,而更多燃油則意味著更強(qiáng)勁的爆發(fā)力和更大的馬力。 安裝機(jī)械增壓器是實現(xiàn)強(qiáng)制進(jìn)氣的好方法。 在本文中,老夫?qū)⒔忉寵C(jī)械增壓器的概念、工作原理以及其與渦輪增壓器的差異。機(jī)械增壓器基礎(chǔ)知識機(jī)械增壓器是將吸入的空氣加壓到超過正常氣壓的裝置。 機(jī)械增壓器和渦輪增壓器均是如此。 實際上,“渦輪增壓器”一詞是其正式名稱“渦輪式機(jī)械增壓器”的簡寫。這兩種裝置的不同之處在于它們的能量來源不同。 渦輪增壓器是借助排出的巨大氣流來驅(qū)動渦輪的。 而機(jī)械增壓器則由發(fā)動機(jī)曲軸通過傳動帶或傳動鏈帶動的。 普通四沖程發(fā)動機(jī)有一個沖程專門用于進(jìn)氣。 這一過程有三個步驟: 1、活塞往下運(yùn)動。 2、制造真空狀態(tài)。 3、依靠大氣壓將空氣吸入燃燒室。 當(dāng)空氣被吸入發(fā)動機(jī)后,便和燃油混合形成油氣混合物。此混合物能夠通過燃燒這一化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換成動能。 火花塞通過點(diǎn)燃空氣和燃油的混合氣體引起此化學(xué)反應(yīng)。 當(dāng)燃油發(fā)生氧化時,會釋放大量能量。 此過程產(chǎn)生的力量集中在氣缸蓋上,這股力量將推動活塞,使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動,最終這股動力會傳遞到車輪上。 向燃燒室注入更多的燃油將會產(chǎn)生更為強(qiáng)勁的燃燒爆發(fā)力。 但不能僅僅向發(fā)動機(jī)中增加燃油,因為燃燒燃油需要嚴(yán)格數(shù)量的氧氣。 這種經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的混合物,空氣和燃油的比例應(yīng)控制在14:1,這對發(fā)動機(jī)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。 所以重點(diǎn)在于:若要注入更多的燃油,就必須吸入更多的空氣。 這就是機(jī)械增壓器的作用。 機(jī)械增壓器通過將空氣壓縮至正常大氣壓以上來吸入更多的空氣,而不是通過制造真空狀態(tài)來吸入空氣。 這樣就可以強(qiáng)制更多的空氣進(jìn)入發(fā)動機(jī),從而導(dǎo)致“增壓”。 發(fā)動機(jī)增壓后會吸入更多空氣,從而向燃燒室注入更多的燃油,發(fā)動機(jī)的動力也會增強(qiáng)。 機(jī)械增壓器平均可提高46%的馬力和31%的扭矩。 在海拔較高的地方,發(fā)動機(jī)性能會降低,因為那里的空氣密度和壓力都比較低,而機(jī)械增壓器只有向發(fā)動機(jī)提供壓力更高的空氣,才能保證其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)最佳。 渦輪增壓器利用燃燒產(chǎn)生的廢氣向壓縮機(jī)提供動力,與之不同的是,機(jī)械增壓器直接從曲軸獲取動力。 大部分機(jī)械增壓器都通過一條附屬的傳動帶獲得動力,這根傳動帶纏繞在皮帶輪上,皮帶輪連接在一個主動齒輪上。 而主動齒輪則會旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)齒輪。 壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子可以有多種設(shè)計,但它的任務(wù)是吸入空氣,將空氣壓入更小的空間,并注入進(jìn)氣岐管中。為了壓縮空氣,機(jī)械增壓器必須急速旋轉(zhuǎn),甚至比發(fā)動機(jī)本身轉(zhuǎn)得還要快。 將主動齒輪做得比壓縮機(jī)齒輪大,就能使壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)得更快。 機(jī)械增壓器的轉(zhuǎn)速每分鐘能高達(dá)5-6.5萬轉(zhuǎn)。 5萬轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)能產(chǎn)生大約41-62千帕的壓強(qiáng)。 在特定海拔高度,這會產(chǎn)生比大氣壓高41-62千帕的壓力。 而海平面的大氣壓為1012.8百帕,因此大約會多出50%的空氣被機(jī)械增壓器壓入發(fā)動機(jī)中。 空氣受到壓縮會變熱,這意味著空氣密度會降低,同時也會減少爆炸過程中空氣的膨脹程度。 這就無法在火花塞點(diǎn)燃混合氣體后產(chǎn)生足夠的動力。 為使機(jī)械增壓器發(fā)揮全部效率,從排氣裝置排出的壓縮空氣必須在進(jìn)入進(jìn)氣歧管前加以冷卻。 中間冷卻器的出現(xiàn)解決了這一問題。 中間冷卻器有兩種基本設(shè)計: 風(fēng)冷和水冷。 它們的工作原理類似于散熱器,即讓較涼的空氣或水流過導(dǎo)管,帶走熱量。 當(dāng)熱空氣離開機(jī)械增壓器碰到較涼的導(dǎo)管時,它便會冷卻下來。 隨著空氣溫度降低,其密度會變高,這樣就會使密度較高的混合燃?xì)膺M(jìn)入燃燒室。機(jī)械增壓器的優(yōu)缺點(diǎn)機(jī)械增壓器最大的優(yōu)點(diǎn)是可以增加汽車的馬力。 給一輛普通汽車或卡車安裝機(jī)械增壓器,會使其像一臺大馬力發(fā)動機(jī)汽車一樣動力十足。 但是在機(jī)械增壓器和渦輪增壓器之間應(yīng)該如何選擇呢? 汽車工程師和車迷們一直在激烈地爭論這個問題,但通常而言,機(jī)械增壓器與渦輪增壓器相比有一定的優(yōu)勢。 機(jī)械增壓器沒有增壓延時——駕駛員踩下油門到發(fā)動機(jī)響應(yīng)這段時間的長短。 渦輪增壓器存在增壓延時,因為它需要一段時間,讓排出的氣體達(dá)到一定速度以加快葉輪/渦輪的轉(zhuǎn)速。 機(jī)械增壓器沒有延時,是因為它們直接通過曲軸獲得動力。 某些機(jī)械增壓器在低轉(zhuǎn)速時效率比較高,而另一些在高轉(zhuǎn)速時效率比較高。 安裝一臺渦輪增壓器需要對排氣系統(tǒng)做大幅度的調(diào)整,但機(jī)械增壓器只要拴在發(fā)動機(jī)頂部或旁邊就可以了。 因此,機(jī)械增壓器的安裝更方便,同時也更容易使用和維護(hù)。 最后,機(jī)械增壓器停止工作時不需要專門關(guān)閉。 因為它們不用發(fā)動機(jī)機(jī)油進(jìn)行潤滑,便可以正常關(guān)閉。 而渦輪增壓器必須等待30秒或預(yù)先關(guān)閉,以便潤滑油冷卻。 也就是說,預(yù)熱對于機(jī)械增壓器十分重要,它們在正常溫度下的效率最高。 機(jī)械增壓器普遍應(yīng)用于飛機(jī)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。 如果您設(shè)想飛機(jī)長時間在高海拔飛行(此時缺少足夠用于燃燒的氧氣),就會感覺到一定是機(jī)械增壓器在起作用。 借助機(jī)械增壓器,飛機(jī)能夠飛得更高而且不會降低發(fā)動機(jī)的性能。飛機(jī)發(fā)動機(jī)使用的機(jī)械增壓器與汽車使用的一樣。 它們直接從發(fā)動機(jī)獲得動力,利用壓縮機(jī)把壓縮空氣送入燃燒室。 第一次在飛機(jī)上使用機(jī)械增壓器是在二戰(zhàn)末期。 最著名的例子是Supermarine Spitfire,這是英國皇家空軍所使用的飛機(jī),將機(jī)械增壓器安裝在羅爾斯羅伊斯“莫林”發(fā)動機(jī)上。 機(jī)械增壓器最大的缺點(diǎn)是: 由于由曲軸帶動,所以它們必須損耗一部分發(fā)動機(jī)馬力。 這也是機(jī)械增壓器的特點(diǎn)之一機(jī)械增壓器會占用一臺發(fā)動機(jī)20%的動力。 但是,由于機(jī)械增壓器可以提升46%的馬力,所以多數(shù)人認(rèn)為這筆交易是值得的。 由于增壓會增加發(fā)動機(jī)的負(fù)擔(dān),所以發(fā)動機(jī)必須得到強(qiáng)化以承受額外的壓力和更強(qiáng)的爆發(fā)力。 大部分制造商在設(shè)計一臺帶有機(jī)械增壓器的發(fā)動機(jī)時,都會專門采用重載元件以提高發(fā)動機(jī)的壽命。 同時這也抬高了汽車的價格。 機(jī)械增壓器的維護(hù)成本也較高,同時許多制造商建議使用高標(biāo)號汽油。 盡管有這些缺點(diǎn),機(jī)械增壓器仍然是一種最經(jīng)濟(jì)有效地增強(qiáng)馬力的方法。 機(jī)械增壓器可以提高50%-100%的動力,使汽車更適合比賽、重載運(yùn)輸或單純增加駕駛的刺激性。
渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機(jī),通過壓縮空氣來增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量,一般來說,渦輪增壓都是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進(jìn)入汽缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率了。

6,渦輪增壓工作原理

渦輪增壓器的大概結(jié)構(gòu)原理,廢氣渦輪增壓器主要由泵輪和渦輪組成,當(dāng)然還有其他一些控制元件。泵輪和渦輪由一根軸相連,也就是轉(zhuǎn)子,發(fā)動機(jī)排出的廢氣驅(qū)動泵輪,泵輪帶動渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪轉(zhuǎn)動后給進(jìn)氣系統(tǒng)增壓。增壓器安裝在發(fā)動機(jī)的排氣一側(cè),所以增壓器的工作溫度很高,而且增壓器在工作時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常高,可達(dá)到每分鐘十幾萬轉(zhuǎn),如此高的轉(zhuǎn)速和溫度使得常見的機(jī)械滾針或滾珠軸承無法為轉(zhuǎn)子工作,因此渦輪增壓器普遍采用全浮動軸承,由機(jī)油來進(jìn)行潤滑,還有冷卻液為增壓器進(jìn)行冷卻。
在本文中,我們將了解渦輪增壓器在極端工作條件下如何增加發(fā)動機(jī)的動力輸出。同時我們也將了解“廢氣泄放閥”、陶瓷渦輪葉片以及滾珠軸承如何幫助渦輪增壓器提高性能。渦輪增壓器是一種強(qiáng)制引導(dǎo)系統(tǒng)。 它對流入發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)行壓縮(有關(guān)普通發(fā)動機(jī)中氣流的介紹,請參考汽車發(fā)動機(jī)工作原理)。壓縮空氣可以使發(fā)動機(jī)能夠?qū)⒏嗟目諝鈮旱綒飧桌铮嗫諝饩鸵馕吨芟驓飧變?nèi)注入更多的燃料。因此,每個氣缸的燃燒沖程就能產(chǎn)生更多動力。 渦輪增壓發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力要比相同普通發(fā)動機(jī)大得多。這樣就可顯著提高發(fā)動機(jī)的動力重量比(有關(guān)詳細(xì)信息,請參考馬力及其應(yīng)用)。為了獲得這種性能上的提升,渦輪增壓器使用發(fā)動機(jī)排出的廢氣帶動渦輪旋轉(zhuǎn),而渦輪則帶動氣泵旋轉(zhuǎn)。渦輪在渦輪機(jī)中的最高轉(zhuǎn)速為每分鐘150,000轉(zhuǎn)——這相當(dāng)于大多數(shù)汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的30倍。同時由于與排氣管相連,渦輪的溫度通常非常高。渦輪增壓器基礎(chǔ)知識增加發(fā)動機(jī)所能燃燒的燃料和空氣是提升發(fā)動機(jī)動力最可靠的方法之一。 增加燃料和空氣的方法之一是增加氣缸數(shù)或增大氣缸容積。有時這些方法并不可行。這時使用渦輪將是增加動力更簡便、有效的方法,尤其在購買后自行改裝時更是如此。 渦輪增壓器在汽車中的位置 渦輪增壓器使發(fā)動機(jī)能將更多的燃料和空氣注入氣缸,從而使發(fā)動機(jī)能夠燃燒更多的燃料和空氣。渦輪增壓器通常能夠產(chǎn)生41-55千帕的氣壓。 由于在海平面大氣壓力為1012.8千帕,因此發(fā)動機(jī)中注入的空氣會增加50%。從而發(fā)動機(jī)內(nèi)部動力可增加50%。 但上述過程并不能完全實現(xiàn),實際動力可能增加30-40%。在使用渦輪增加發(fā)動機(jī)動力過程中,有一個原因會導(dǎo)致渦輪效率低下,那就是需要動力動渦輪旋轉(zhuǎn)。將渦輪裝在排氣管內(nèi)會增加排氣管內(nèi)的空氣阻力。 這意味著,發(fā)動機(jī)在排氣沖程時,不得不克服更高的負(fù)壓。這會稍微減少發(fā)動機(jī)在燃燒時產(chǎn)生的動力。渦輪增壓器適用于高海拔渦輪增壓器在空氣較為稀薄的高海拔地區(qū)很有用。在高海拔地區(qū),通常普通發(fā)動機(jī)的動力會減小,因為在活塞的每個沖程中,發(fā)動機(jī)都只能獲得少量的空氣。渦輪增壓發(fā)動機(jī)可能同樣會減小動力,但減小量會少很多,因為稀薄的空氣會更容易被渦輪增壓器抽入發(fā)動機(jī)。裝有化油器的老式汽車為了適應(yīng)氣缸內(nèi)增加的空氣,會自動增加燃料。 使用燃料直噴技術(shù)的現(xiàn)代汽車一定程度上也會在作相同的調(diào)整。燃料噴射系統(tǒng)通過裝在排氣管內(nèi)的氧氣含量傳感器來判斷空燃比是否正確,因此加裝渦輪后,系統(tǒng)會自動增加燃料。在采用燃料直噴技術(shù)的汽車中,如果渦輪增壓器過多地增加空氣壓縮率,系統(tǒng)可能無法提供足夠的燃料(要么是控制器的軟件程序不允許,要么是燃料泵和噴射器無法提供如此多的燃料)。在這種情況下,為了最大程度地利用渦輪增壓器,必須對車輛進(jìn)行其他改進(jìn)。渦輪增壓器的工作原理渦輪增壓器連接到發(fā)動機(jī)的排氣歧管。氣缸內(nèi)排出的尾氣帶動渦輪旋轉(zhuǎn),與燃?xì)廨啓C(jī)類似。 渦輪通過軸與安裝在空氣過濾器與吸氣管之間的壓縮機(jī)相連。壓縮機(jī)把空氣壓縮到氣缸中。 Garrett 供圖渦輪增壓器在汽車中的連接方式 氣缸排出的尾氣流過渦輪葉片,使渦輪旋轉(zhuǎn)。 流過葉片的尾氣越多,渦輪旋轉(zhuǎn)速度就越快。 Garrett 供圖渦輪增壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 在連接渦輪的軸另一端,壓縮機(jī)將空氣抽到氣缸中。壓縮機(jī)是一種離心泵,它在葉片的中心位置吸入空氣,并在旋轉(zhuǎn)時將空氣甩到外面。 -為了適應(yīng)高達(dá)150,000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速,必須小心支撐渦輪軸。大部分軸承在這樣的高速下會爆炸,所以絕大多數(shù)的渦輪增壓機(jī)使用的是液壓軸承。這類軸承能使軸浮于一層薄薄的油膜上,這些油從軸四周恒定抽入。 這可以起到兩個作用:一方面能夠降低軸和一些其他渦輪增壓機(jī)部件的溫度,另一方面能夠減小軸在旋轉(zhuǎn)時遇到的摩擦。 在為發(fā)動機(jī)設(shè)計渦輪增壓機(jī)時,需要權(quán)衡許多利弊。在下一節(jié),我們將了解一些需要權(quán)衡的因素,并說明其如何影響渦輪增壓機(jī)的性能。 過度增壓由于空氣在渦輪增壓機(jī)的壓迫下進(jìn)入氣缸,然后又被活塞進(jìn)一步壓縮(請參考汽車發(fā)動機(jī)工作原理示例),所以發(fā)生爆震的危險會增大。爆震之所以會發(fā)生,是因為空氣被壓縮時溫度會上升。 空氣溫度可能在火花塞點(diǎn)火之前就升高到足以點(diǎn)燃燃料的程度。安裝渦輪增壓機(jī)的汽車通常使用高辛烷值燃料,以防止發(fā)動機(jī)爆震。如果增壓壓力確實非常高,就必須降低發(fā)動機(jī)的空氣壓縮率,以防止爆震。 渦輪增壓器的設(shè)計考慮因素渦輪增壓機(jī)的一個主要問題是:當(dāng)踩下油門時,發(fā)動機(jī)不會立即產(chǎn)生增壓,而是需要幾秒時間使渦輪提升轉(zhuǎn)速,之后才能產(chǎn)生增壓。這樣就產(chǎn)生了延時感,即踩下油門后,要等渦輪轉(zhuǎn)速上升,汽車才會加速前進(jìn)。 減少渦輪延時的方法之一是減小旋轉(zhuǎn)件的慣性,這主要通過減少旋轉(zhuǎn)件的重量來實現(xiàn)。這樣就使渦輪和壓縮機(jī)能夠更快地加速,更快地產(chǎn)生增壓。 減小渦輪增壓器的尺寸是降低渦輪及壓縮機(jī)慣性的一個有效方法。小型渦輪增壓機(jī)在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時能更快地產(chǎn)生增壓,但無法在發(fā)動機(jī)處于高轉(zhuǎn)速、更多空氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)時產(chǎn)生更多的增壓。同時,發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時,更多的尾氣會經(jīng)過渦輪,還可能存在使渦輪轉(zhuǎn)速過快的危險。大型渦輪可以在發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生較多的增壓,但因為其渦輪和壓縮機(jī)偏重,以致加速緩慢,從而產(chǎn)生較嚴(yán)重的渦輪延時。幸運(yùn)的是,我們可以通過一些小竅門來克服這些問題。多數(shù)渦輪增壓機(jī)都有一個廢氣泄放閥,由于它的存在,我們可在采用小型渦輪增壓機(jī)降低增壓延時的同時,防止發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時渦輪旋轉(zhuǎn)過快。廢氣泄放閥是一個閥門,它使排出的廢氣繞過渦輪葉片。 廢氣泄放閥能感知增壓壓力。如果壓力過高,廢氣泄放閥就會指示渦輪旋轉(zhuǎn)太快,此時廢氣泄放閥使一部分尾氣經(jīng)過渦輪葉片,從而降低渦輪葉片的轉(zhuǎn)速。一些渦輪增壓機(jī)用滾珠軸承代替液壓軸承來支承渦輪軸。但它們不是普通的滾珠軸承,而是用高級材料制造出的高精度軸承,用以應(yīng)對渦輪增壓器的速度和溫度。渦輪軸旋轉(zhuǎn)時,這類滾珠軸承承受的摩擦力小于大多數(shù)渦輪增壓器液壓軸承中的摩擦力。 同時還允許使用略小、略輕的軸。這樣渦輪增壓器加速更快,進(jìn)一步降低了渦輪延時。陶瓷渦輪葉片比大多數(shù)渦輪增壓器中使用的鋼制渦輪葉片要輕。 同樣,這也使渦輪能更快地加速,從而降低渦輪延時。有些發(fā)動機(jī)同時使用兩個不同尺寸的渦輪增壓機(jī)。較小的一個可較快地加大轉(zhuǎn)速,降低渦輪延時,而較大的一個在發(fā)動機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時能產(chǎn)生更多增壓??諝獗粔嚎s時,溫度升高;而空氣溫度升高時,就會發(fā)生膨脹。因此當(dāng)使用渦輪增壓時,空氣在進(jìn)入發(fā)動機(jī)前就已經(jīng)因為壓縮生熱而產(chǎn)生了一些膨脹。為了提升發(fā)動機(jī)動力,需要使更多的空氣分子進(jìn)入氣缸,而并不一定要產(chǎn)生更多的氣壓。 中間冷卻器或進(jìn)氣冷卻器是外觀像散熱器一樣的附加組件,只不過空氣同時從中間冷卻器的內(nèi)部和外部經(jīng)過。渦輪吸入的空氣通過密封管路流過冷卻器,而發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇吹出的冷風(fēng)從它外部的散熱片流過。在來自壓縮機(jī)的壓縮空氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)之前,中間冷卻器會將其冷卻,從而進(jìn)一步提升發(fā)動機(jī)的動力。這意味著,如果渦輪增壓機(jī)在337千帕的增壓下運(yùn)轉(zhuǎn),中間冷卻器就會產(chǎn)生337千帕溫度更低的空氣,這些空氣密度更高,含有的空氣分子比溫度較高的同氣壓空氣多
渦輪增壓,是一種利用內(nèi)燃機(jī)(internal combustion engine)運(yùn)作所產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動空氣壓縮機(jī)(air-compressor)的技術(shù)。與超級增壓器(機(jī)械增壓器, super-charger)功能相若,兩者都可增加進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)或鍋爐的空氣流量,從而令機(jī)器效率提升。常見用于汽車引擎中,透過利用排出廢氣的熱量及流量,渦輪增壓器能提升內(nèi)燃機(jī)的馬力輸出。  增壓目的  渦輪增壓的主要作用就是提高發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量,從而提高發(fā)動機(jī)的功率和扭矩,讓車子更有勁。一臺發(fā)動機(jī)裝上渦輪增壓器后,其最大功率與未裝增壓器的時候相比可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同樣一臺的發(fā)動機(jī)在經(jīng)過增壓之后能夠產(chǎn)生更大的功率。就拿我們最常見的1.8t渦輪增壓發(fā)動機(jī)來說,經(jīng)過增壓之后,動力可以達(dá)到2.4l發(fā)動機(jī)的水平,但是耗油量卻比1.8發(fā)動機(jī)并不高多少,在另外一個層面上來說就是提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放?! ∝?fù)面影響  不過在經(jīng)過了增壓之后,發(fā)動機(jī)在工作時候的壓力和溫度都大大升高,因此發(fā)動機(jī)壽命會比同樣排量沒有經(jīng)過增壓的發(fā)動機(jī)要短,而且機(jī)械性能、潤滑性能都會受到影響,這樣也在一定程度上限制了渦輪增壓技術(shù)在發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用?! ≡鰤涸怼 ∽钤绲臏u輪增壓器用于跑車或方程式賽車上的,這樣在那些發(fā)動機(jī)排量受到限制的賽車比賽里面,發(fā)動機(jī)就能夠獲得更大的功率。  眾所周知,發(fā)動機(jī)是靠燃料在汽缸內(nèi)燃燒做功來產(chǎn)生功率的,由于輸入的燃料量受到吸入汽缸內(nèi)空氣量的限制,因此發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的功率也會受到限制,如果發(fā)動機(jī)的運(yùn)行性能已處于最佳狀態(tài),再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸來增加燃料量,從而提高燃燒做功能力。因此在目前的技術(shù)條件下,渦輪增壓器是唯一能使發(fā)動機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機(jī)械裝置。  大家可能會覺得渦輪增壓裝置非常復(fù)雜,其實并不復(fù)雜,渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進(jìn)氣口與發(fā)動機(jī)排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進(jìn)氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進(jìn)氣歧管上,最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi),二者同軸剛性聯(lián)接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好,你的發(fā)動機(jī)就好像電腦cpu一樣被“超頻”了。  我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機(jī),通過壓縮空氣來增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量,一般來說,渦輪增壓都是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進(jìn)入汽缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率了?! ?yōu)缺點(diǎn)  誠然,渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動機(jī)的動力,不過它的缺點(diǎn)也有不少,其中最明顯的就是動力輸出反應(yīng)滯后。我們看看前面有關(guān)渦輪增壓的工作原理就知道了,即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩,也就是說從你大腳踩油門加大馬力,到葉輪轉(zhuǎn)動將更多空氣壓進(jìn)發(fā)動機(jī)獲得更大動力之間存在一個時間差,而且這個時間還不短。一般經(jīng)過改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來增加或者減少發(fā)動機(jī)動力輸出。如果你要突然加速的話,瞬間會有提不上速度的感覺?! ‰S著技術(shù)的進(jìn)步,雖然各個使用渦輪增壓的廠家都在對渦輪增壓技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),但是由于設(shè)計原理問題,因此安裝了渦輪增壓器的汽車駕駛起來的感覺是和大排量的汽車有一定差異的。譬如說我們買了1.8t的渦輪增壓汽車,在實際的行駛之中,加速肯定不如2.4l的,但是只要度過了那段等待期,1.8t的動力同樣會竄上來,因此如果你追求駕駛的感覺的話,渦輪增壓引擎并不適合你,如果你是跑高速之類的,渦輪增壓才顯得特別有用?! ∪绻愕膼圮嚱?jīng)常在城市內(nèi)行駛,那么有必要考慮需要什么樣的渦輪增壓,因為渦輪并不是隨時都在啟動的。對于那些啟動轉(zhuǎn)速高的渦輪增壓發(fā)動機(jī),就拿斯巴魯(富士)翼豹的渦輪增壓來說,它的啟動是在3500轉(zhuǎn)左右,5擋能夠上到3500轉(zhuǎn)估計速度都破120了,除非你故意停留在低檔位,否則不超過120公里的時速翼豹的渦輪增壓根本無法啟動。這時那些低轉(zhuǎn)速啟動的渦輪增壓發(fā)動機(jī)更為合適,例如大眾的1.4tsi/1.8tsi發(fā)動機(jī),在1750甚至1500轉(zhuǎn)的時候渦輪增就介入了,即使在2000~3000換檔,也能保證換檔前后轉(zhuǎn)速保持在燃油應(yīng)用效率更高的渦輪增壓區(qū)域?! 〈送鉁u輪增壓還有維護(hù)保養(yǎng)方面的問題,就拿寶來的1.8t來說,6萬公里左右就要更換渦輪了,雖然次數(shù)不算多,畢竟給自己的車無形之中又增加了一筆維護(hù)保養(yǎng)費(fèi),這個對經(jīng)濟(jì)環(huán)境還不是特別好的車主來說特別值得注意。
以不增加引擎排氣量為前提,使動力輪輸出提升的方法。是直接利用引擎出力來驅(qū)動增壓器,再將高密度空氣送入汽缸內(nèi)以提高引擎的輸出功率
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