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詳解:渦輪增壓與機(jī)械增壓

發(fā)布時(shí)間:2010年09月19日 00:00 作者:佚名 來源:客車網(wǎng)[cpehywm.cn]

   隨著社會(huì)生產(chǎn)力和科技的不斷進(jìn)步,人們對(duì)于交通工具要求的不斷提高,如何能讓一臺(tái)小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)出大排量的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力呢?增壓技術(shù)是最為行之有效的方法之一。我們目前在車用發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的進(jìn)氣增壓技術(shù),最早源于飛機(jī)高空飛行的需要,我們都知道一般發(fā)動(dòng)機(jī)是利用氣缸活塞下移形成真空,吸入空氣而實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣的過程,這就是所謂的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。而自然吸氣方式因“被動(dòng)”地實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣動(dòng)作,所以在高空中由于空氣稀薄進(jìn)氣效率不高,大大影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功能發(fā)揮。為提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣效率,于是發(fā)明了增壓進(jìn)氣技術(shù)。

 

   渦輪增壓(Turbochanger)與機(jī)械增壓 (supercharger)是進(jìn)氣增壓的兩種不同方式,主要的不同在于增壓器的驅(qū)動(dòng)方式。最早的增壓器全部都是機(jī)械增壓,在剛發(fā)明時(shí)被稱超級(jí)增壓器(Supercharger),后來渦輪增壓發(fā)明之后為了區(qū)別兩者。起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger,機(jī)械增壓則被稱為Mechanical Supercharger,久而久之,兩者就分別被簡化為Turbocharger與Supercharger了。德國人由于德語的關(guān)系把機(jī)械增壓叫做Kompressor,這就是為什么奔馳的1.8L機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)叫做200K的原因,而且Kompressor這一德語詞匯還印在了其他的裝有機(jī)械增壓器的德國車上。

 

   渦輪增壓器(Turbochanger)的機(jī)構(gòu)與工作原理:

 

   無論增壓由發(fā)動(dòng)機(jī)的排出的廢氣驅(qū)動(dòng)。渦輪由兩部分組成,一是新鮮空氣增壓端(壓縮泵輪)、另一部分為廢氣驅(qū)動(dòng)端(廢氣渦輪),兩端各有一個(gè)葉輪,在同一軸上的兩邊渦輪之間還有一個(gè)泄壓觸發(fā)器(Wastegate)設(shè)在廢氣渦輪那邊,當(dāng)壓縮渦輪壓力過大,壓力便會(huì)推動(dòng)觸發(fā)器將廢氣渦輪的閥門打開,降低氣壓,以防止增壓過度。

 

   渦輪輪軸的支承為軸套軸套里邊的軸承設(shè)計(jì)可以分為滾珠軸承和浮動(dòng)軸承。渦輪增壓器葉輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來自于廢氣。廢氣帶動(dòng)渦輪,在渦輪的另一邊,葉片壓縮空氣。渦輪增壓器殼體為鎳、鉻和硅合金材料,軸為鉻和鉬合金材料。更重要的是,渦輪增壓器是在高溫、高速條件下工作的,為保證其正常工作,在渦輪增壓器中通入了機(jī)油和冷卻液,以保證有效的潤滑和冷卻,改善工作條件。

 

   發(fā)動(dòng)機(jī)排出的具有高溫和一定的壓力的廢氣進(jìn)入增壓器中,推動(dòng)軸的葉輪以每分鐘高達(dá)數(shù)萬甚至幾十萬轉(zhuǎn)的高速度旋轉(zhuǎn),怠速時(shí),葉輪轉(zhuǎn)速為12000轉(zhuǎn)/分,當(dāng)全負(fù)荷時(shí),葉輪轉(zhuǎn)速可超過135000轉(zhuǎn)/分,普通的軸承是無法承受如此高速而產(chǎn)生的高溫和磨損的,所以在渦輪增壓系統(tǒng)里邊機(jī)油的潤滑和冷卻作用至關(guān)重要。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)也有不少裝配渦輪增壓系統(tǒng)的,而且柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的最大增壓值普遍比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的最大值高。也正是為了渦輪增壓器良好的散熱需要,一般裝有渦輪增壓器的車輛要求熄火前怠速運(yùn)行片刻。

 

   渦輪增壓器的A/R值:

 

   A/R值在改裝市場(chǎng)的渦輪增壓器銷售冊(cè)上常有標(biāo)明,用以表達(dá)渦輪的特性,A是Area(面積)的意思,指的是葉片渦輪接受廢氣的側(cè)入口最窄處的橫截面積,R是Radius(半徑),指的是A(橫截面積)的中心點(diǎn)與渦輪本體中心點(diǎn)的距離,面積與兩中心點(diǎn)距離的比值,就是A/R值。

 

鏈接:http://cpehywm.cn/tech/2010/0919/article_24322.html
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