涡轮增压和机械增压的原理~

大兵罗伊 收藏 1 831
导读:当代汽车引擎增压除了以废气涡轮增压的形式外,还有机械增压、气波增压、复合增压等几种形式。我们比较常见的是废气涡轮增压(保时捷常用)及机械增压(福特GT常用)的形式。 引擎涡轮增压(Turbo)的就是通过引擎工作排出的废气来推动增压器涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。当引擎转速增快,废气排出的速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大,提高引擎进气量,从而提高引擎的功率和扭矩并降低尾气排放。换种方法解释:涡轮增

当代汽车引擎增压除了以废气涡轮增压的形式外,还有机械增压、气波增压、复合增压等几种形式。我们比较常见的是废气涡轮增压(保时捷常用)及机械增压(福特GT常用)的形式。 引擎涡轮增压(Turbo)的就是通过引擎工作排出的废气来推动增压器涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。当引擎转速增快,废气排出的速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大,提高引擎进气量,从而提高引擎的功率和扭矩并降低尾气排放。换种方法解释:涡轮增压就是将气体在进入气缸前预先进行压缩,提高进入气缸的气体密度,减小气体的体积,这样,在单位体积里,气体的质量就大大增加了,进气量即可满足燃料的需要,从而达到提高引擎功率的目的。


机戒增压器装置(Supercharge)装在引擎上并与引擎曲轴相连接,从引擎的输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气吸进进气道中,这种增压器的转速是与发动机的转速相对应的,所以没有后滞性,加速感受相当线性化,但缺点是机械增压靠引擎皮带带动,要消耗部分引擎动力,造成其效率不高,还不利于车辆的油耗表现。车厂为了改善此现象,并且让增压力道能在最需要时发挥作用,加装电磁阀和离合器,也让增压器在特定的转速以上时离合器才开始接合、拖动机械增压器,但如此一来多少会有如涡轮增压器的迟滞感。

涡轮增压理论上是要气缸本体当初设计时气缸壁的厚度耐得住强大的压力,只要增加涡轮增压器本体的尺寸和数量,增压力道几乎可以无限制增加。最有名的例子,就是当年HONDA车厂提供给麦凯伦一级方程式车队的涡轮增压引擎,排气量不过才1500CC,但马里输出可以高达吓死人的1500匹!而法拉力车队的舒马赫所拥有的著名布加迪EB110超级跑车,排气量3.5升,引擎增压由四颗涡轮转子串联。马力输出也可高达560匹


不过凡事有利就有弊,靠涡轮增压增加动力输出虽然轻而易举,但伴随着增压所产生的高热必须妥善处理,高热会影响两部分,一个是负责直接冷却和润滑的机油,它会因为受到高热而快速氧化。因此涡轮增压引擎必须选用耐高温、抗氧化好的优质机油,而且机油更换周期会相应缩短,才不容易产生氧化物。通常车厂的对应之道是通过加装机油冷却器,来避免油温过高、提早结束机油的使用寿命,这就是为什么设计的精密一些的涡轮增压车,除了机油压力表外还会有一个机油温度表。好让车主随时注意机油的情况。

另外一个受高温影响的是冷却系统,在进气部分。为了增加进气的含氧量,涡轮增压车大多会增加进气冷却器(Inter-Cooler),来降低压缩空气的温度,冷却水箱、接温器也会适当加大、提高散热效率,所以近年来已经很少听说涡轮增压引擎有散热不良的情况了。

不过在使用和保养上涡轮增压引擎还是有一些小技巧的,例如接近目的地时尽量不要拉高转速让涡轮工作。停车前至少让引擎怠速一分钟,别让涡轮转子在无机有的状况下运转过久,这些对保持良好的车况有很大帮助。

机戒增压工作时转速为每分钟15000转左右,而废气涡轮增压则高达每分钟45000-150000转,这里废气涡轮增压的效率要高于机戒增压。世界汽车拉力锦标赛的WRC赛车全部都是采用涡轮增压器(Turbo),所以在很小的排量就会获得惊人的马力,在WRC赛车里都装有偏时点火系统,这个系统就是用来减小废弃涡轮增压的后滞性,来提高拉力赛车的反应。

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