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渦輪增壓器

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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)入氣缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增大,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增加,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)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率了。

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增壓器分類

汽車要跑得快,就必須要有強(qiáng)勁的動力。目前汽車的動力系統(tǒng)可粗分為自然進(jìn)氣系統(tǒng)及增壓進(jìn)氣系統(tǒng)兩大類。在歐洲跑車中,除了寶馬汽車公司依然堅持使用自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)外,其他各汽車公司為了提升車輛的動力性能,紛紛采用增壓系統(tǒng),例如:奔馳跑車使用機(jī)械增壓系統(tǒng),紳寶汽車則為渦輪增壓的開山鼻祖。近年日系汽車也開始大量采用渦輪增壓技術(shù)。自然進(jìn)氣系統(tǒng)沒有安裝任何形式的增壓器,只是利用活塞下行所產(chǎn)生的負(fù)壓來吸進(jìn)混合氣。雖然自然進(jìn)氣系統(tǒng)通過可變氣門正時系統(tǒng)能夠得到較大的馬力輸出,但動力的提升很有限。為了有效增加發(fā)動機(jī)的輸出功率,采用增壓系統(tǒng)可說是最有效的方式。最常見的發(fā)動機(jī)增壓系統(tǒng)有機(jī)械增壓與廢氣渦輪增壓兩種。

機(jī)械增壓

發(fā)動機(jī)以機(jī)械方式驅(qū)動機(jī)械增壓器進(jìn)行增壓,稱為機(jī)械增壓。當(dāng)發(fā)動機(jī)采用機(jī)械增壓時,通常由發(fā)動機(jī)曲軸通過齒輪驅(qū)動增壓器。增壓器一般采用離心式或羅茨壓氣機(jī),個別的采用螺桿式壓氣機(jī)。近年來,在國外也開始采用新型的機(jī)械渦旋式增壓器。因為驅(qū)動壓氣機(jī)消耗了發(fā)動機(jī)一定的輸出功率,所以機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)的熱效率不一定得到改善,有時反而比非增壓內(nèi)燃機(jī)還低些。選擇增壓壓力時,首先要保證能達(dá)到所要求的平均有效壓力,其次要獲得盡可能低的燃油消耗率。擔(dān)這兩個要求對于機(jī)械增壓來說常常是相互矛盾的。如果追求平均有效壓力,則必然導(dǎo)致機(jī)械效率降低,燃油消耗率升高。因此,增壓壓力值的選取應(yīng)在功率和燃油消耗率兩者之間尋求最佳的妥協(xié)方案。機(jī)械增壓系統(tǒng)目前在歐洲車上用得較普遍。由于機(jī)械增壓的增壓機(jī)是在曲軸的帶動下持續(xù)地運轉(zhuǎn),因此不動產(chǎn)生像渦輪增壓的渦輪遲滯現(xiàn)象。機(jī)械增壓雖然只能提升約10%20%的動力輸出,但平順連續(xù)性是渦輪增壓發(fā)動機(jī)所不及的。

廢氣渦輪增壓

利用發(fā)動機(jī)廢氣能量驅(qū)動渦輪增壓器,稱為廢氣渦輪增壓(簡稱渦輪增壓),如圖所示是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)。廢氣渦輪增壓的特點是在渦輪增壓器和發(fā)動機(jī)之間沒有機(jī)械連接。它們之間靠氣路相通。因為壓氣機(jī)消耗的功是渦輪從廢氣中回收的一部分能量,所以渦輪增壓發(fā)動機(jī)不僅可以增加發(fā)動機(jī)的功率,而且可以提高其熱效率,降低燃油消耗率。如果在轎車尾部看到Turbo或者T的標(biāo)識,即表明該車采用的發(fā)動機(jī)是渦輪增壓的。渦輪增壓器實際上是臺空氣壓縮機(jī),它是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性推動渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪壓縮由空氣濾清器管道送來的空氣,使空氣增壓后進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提高,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步提高,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油,相應(yīng)增加油量和調(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。

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渦輪增壓器發(fā)展與匹配

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)在不改變排氣量的情況下可以提高輸出功率30%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。

對增壓器和發(fā)動機(jī)進(jìn)行理論計算,選擇合適的增壓器增壓度和發(fā)動機(jī)的一些參數(shù),鑒于增壓器的工作特點以及發(fā)動機(jī)最佳匹配的原則,確定合適的匹配參數(shù)。國內(nèi)的增壓器廠家也對增壓器的匹配有過一些研究,介紹了如何合理選用國產(chǎn)增壓器代替已損壞的進(jìn)口增壓柴油機(jī)增壓器的方法,并給出了國內(nèi)生產(chǎn)的各種渦輪增壓器的技術(shù)參考。多種進(jìn)口機(jī)械的增壓柴油機(jī)進(jìn)行了國產(chǎn)增壓器的匹配試驗,,都取得了成功。

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渦輪增壓器保養(yǎng)誤區(qū)

誤區(qū)一:隨意更換機(jī)油

在“喝”機(jī)油方面,渦輪增壓器確實比較“嬌氣”,除了量比普通自然吸氣發(fā)動機(jī)大一些外,對油品的要求也更高。因為渦輪增壓器的設(shè)計與自然吸氣發(fā)動機(jī)不同,其主轉(zhuǎn)軸采用浮動式設(shè)計,渦輪本體和主轉(zhuǎn)軸之間充滿了機(jī)油,整個主轉(zhuǎn)軸依靠潤滑油來散熱與潤滑,而劣質(zhì)機(jī)油的粘稠度較高,流動性較差,無法較好地發(fā)揮作用。建議車主在這方面增加一些投入,給車輛更換全合成機(jī)油。

誤區(qū)二:到目的地馬上熄火

在發(fā)動機(jī)長時間高負(fù)荷運轉(zhuǎn)后,車主在關(guān)閉發(fā)動機(jī)之前,一定要怠速運轉(zhuǎn)幾分鐘,讓機(jī)件能有效冷卻并得到潤滑。馬上熄火的用車行為會令車輛經(jīng)常處于高速空轉(zhuǎn)狀態(tài),其問題與突然加速一樣,都會傷害到車輛的軸承。

誤區(qū)三:一啟動就轟油門

能在短時間內(nèi)提高速度是渦輪增壓車的一大特點,但是這并非意味著車主可以粗魯?shù)貙Υ龕圮嚕瑢嶋H上,剛啟動后猛轟油門易損壞增壓器油封。渦輪增壓發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)很高,啟動車輛后,不能急踩加速踏板,應(yīng)先怠速運轉(zhuǎn)3—5分鐘,使機(jī)油泵有充足的時間把機(jī)油輸送到渦輪增壓器的各個部位,同時機(jī)油溫度慢慢上升后,流動性更好,此時提速才會“如魚得水”。

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