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汽車的渦輪增壓是怎么的工作原理?

提問者:xibeishouwang2013-04-12 00:00

最佳答案

  渦輪增壓,是一種利用內(nèi)燃機(Internal Combustion Engine)運作所產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動空氣壓縮機(Air-compressor)的技術(shù)。與超級增壓器(機械增壓器, Super-Charger)功能相若,兩者都可增加進入內(nèi)燃機或鍋爐的空氣流量,從而令機器效率提升。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)動機進氣量,從而提高發(fā)動機的功率和扭矩,讓車子更有勁。一臺發(fā)動機裝上渦輪增壓器后,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)動機來說,經(jīng)過增壓之后,動力可以達到2.4L發(fā)動機的水平,但是耗油量卻比1.8發(fā)動機并不高多少,在另外一個層面上來說就是提高燃油經(jīng)濟性和降低尾氣排放。   負面影響   不過在經(jīng)過了增壓之后,發(fā)動機在工作時候的壓力和溫度都大大升高,因此發(fā)動機壽命會比同樣排量沒有經(jīng)過增壓的發(fā)動機要短,而且機械性能、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)動機上的應(yīng)用。   增壓原理   最早的渦輪增壓器用于跑車或方程式賽車上的,這樣在那些發(fā)動機排量受到限制的賽車比賽里面,發(fā)動機就能夠獲得更大的功率。   眾所周知,發(fā)動機是靠燃料在汽缸內(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)動機所產(chǎn)生的功率也會受到限制,如果發(fā)動機的運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)動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。   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。首先是渦輪室的進氣口與發(fā)動機排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進氣歧管上,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,通過壓縮空氣來增加發(fā)動機的進氣量,一般來說,渦輪增壓都是利用發(fā)動機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,使之增壓進入汽缸。當(dāng)發(fā)動機轉(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)動機的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。   優(yōu)缺點   誠然,渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動機的動力,不過它的缺點也有不少,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)動將更多空氣壓進發(fā)動機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)進行改進,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。   如果你的愛車經(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,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)動機更為合適,例如大眾的1.4Tsi/1.8Tsi發(fā)動機,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保養(yǎng)費,這個對經(jīng)濟環(huán)境還不是特別好的車主來說特別值得注意。

回答者:許丅諾誩灬2016-04-12 00:00

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