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渦輪增壓技術(shù)與渦輪遲滯

發(fā)布時(shí)間:2011年06月23日 00:00 作者:佚名 來源:客車網(wǎng)[cpehywm.cn]

   渦輪增壓技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)非常常見了,尤其是在近幾年廣泛提倡低碳環(huán)保的背景下,小排量增壓車型更是如雨后春筍般快速增長(zhǎng)。渦輪增壓的主要作用就是提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩,讓車子更有勁。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝渦輪增壓器后,其最大功率與未裝增壓器的時(shí)候相比可以增加40%甚至更高,但是油耗卻低于同樣動(dòng)力的大排量自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),提高了燃油經(jīng)濟(jì)型并降低了尾氣排放。

 

渦輪增壓技術(shù)

渦輪增壓技術(shù)


   眾所周知,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門實(shí)際控制的是進(jìn)氣量,而噴油量是受到吸入氣缸內(nèi)的空氣量決定的。所有要想進(jìn)一步挖掘發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,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,從而提高燃燒做功的能力。渦輪增壓器的原理就是通過壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸來增加燃料量。我們平常所說的渦輪增壓裝置其實(shí)就是一種空氣壓縮機(jī),主要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(dòng)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。利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。

 

   渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力,不過它也存在明顯的缺點(diǎn)渦輪遲滯(Turbo Lag),即由于葉輪的慣性作用對(duì)油門驟時(shí)變化反應(yīng)遲鈍,也就是說從你大腳踩油門到葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)將更多空氣壓進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更大動(dòng)力之間存在一個(gè)時(shí)間差。一般我們道路行駛的渦輪增壓車,因?yàn)槎际鞘褂幂^小的渦輪葉片造成渦輪遲滯的現(xiàn)象比較輕微而且只要習(xí)慣就好了,但因?yàn)橘愜嚭透难b車往往使用特大號(hào)的渦輪來增加馬力,較重的葉片需要更多時(shí)間和廢氣的能量來推動(dòng)葉片的加速以及增壓,這些在分秒必爭(zhēng)的賽場(chǎng)上是不被允許的,偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,目的就是為了減少Turbo Lag。

 

   偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)的技術(shù)原理:

 

   偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)在使用時(shí)會(huì)發(fā)出“碰...碰...”的噪音,而且在排氣管后面還會(huì)冒出熊熊的火焰,讓人熱血沸騰。它最早起源于WRC賽事,配備該系統(tǒng)的賽車在極刁鉆的連續(xù)彎道中,能夠在減速進(jìn)彎后,以最迅捷的速度在出彎同時(shí)立刻發(fā)揮強(qiáng)大的加速力,要說偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)使應(yīng)運(yùn)彎道而生其實(shí)也不為過。


   偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)原理非常簡(jiǎn)單,在轉(zhuǎn)彎或減速等松油門的情況下,ECU會(huì)命令汽車的供油系統(tǒng)射入大量的汽油進(jìn)入引擎,但是不會(huì)點(diǎn)火,直接讓這些霧狀的汽油在未經(jīng)燃燒的情況經(jīng)過引擎直接進(jìn)入溫度極高(大約八百到九百攝氏度)的排氣系統(tǒng)。當(dāng)霧狀的汽油進(jìn)入之后會(huì)因?yàn)榕龅礁邷刈詣?dòng)引爆。利用產(chǎn)生出的壓力推動(dòng)渦輪葉片持續(xù)加速,讓車子即使在減速的情況下也能維持渦輪葉片的轉(zhuǎn)速(大約14000-20000rpm),從而消除渦輪遲滯的現(xiàn)象,讓車子既擁有渦輪增壓的馬力又擁有自然吸氣的順暢。而且,強(qiáng)大的爆炸火焰也會(huì)順著排氣管一路沖向尾管,因此當(dāng)偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)就會(huì)有火花從排氣管噴出!


   偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn):

 

   此外,偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)還具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),即汽油本身具有高揮發(fā)性,能夠吸收引擎的一部分熱量,當(dāng)高揮發(fā)性的汽油進(jìn)入引擎及排氣系統(tǒng)時(shí)能夠有效降低引擎的溫度。所以,渦輪增壓的賽車需要燃燒很濃的混合氣體,雖然造成耗油但卻能夠降低引擎的高溫,從這個(gè)角度來說,可以增加引擎的耐用度。

 

   但是與之相對(duì)的,缺點(diǎn)也不可避免。高濃度混合氣在排氣系統(tǒng)爆炸時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大力量與高溫,會(huì)使排氣頭段、渦輪排氣端葉片與氣門周圍等部分之負(fù)荷加重,減短渦輪、排氣系統(tǒng)以及引擎排氣門的使用壽命。這些弱點(diǎn)雖能以各項(xiàng)參數(shù)的協(xié)調(diào)來減緩,但仍不可避免。另外,偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)會(huì)大幅度減少引擎煞車效果,因?yàn)榍S與活塞是呈現(xiàn)無點(diǎn)火無外力的慣性自轉(zhuǎn)的狀態(tài),這就好比掛空擋踩剎車,發(fā)動(dòng)機(jī)不能提供充足的制動(dòng)力,所以車輛入彎時(shí)則必須完全依靠煞車系統(tǒng)來負(fù)擔(dān),搭配ALS的車輛對(duì)于煞車系統(tǒng)的設(shè)定是不可忽視的.。綜合來講,偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)對(duì)機(jī)械上所帶來的損害仍是弊大于利,除了在分秒必爭(zhēng)的賽車上使用之外,一般改裝車仍不適合改裝。

鏈接:http://cpehywm.cn/tech/2011/0623/article_31853.html
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