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turbo放气阀门

发布时间:2022-09-19 22:53:11

Ⅰ 涡轮增压的原理是什么

1、涡轮增压,实际上它的实现是通过涡轮增压器来达到的。涡轮增压器通俗地理解就是空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。

2、涡轮增压器利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,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,使之增压进入气缸。

3、当发动机转速增快(当加速的时候),废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,这样就可以增加发动机的输出功率了。

4、在现有的技术条件下,涡轮增压器是能使发动机在“工作效率不变”的情况下增加“输出功率”的机械装置。一般能使发动机增加输出功率在10%到40%左右。那么可以推断,如果使PassatB5/1.8的发动机,加了涡轮增压器以后的“输出功率”应该相当于2.3L排量发动机的输出功率了。

可想而知,这东西使让发动机的工作效率不变,就那么大的机器,还让人家多干点活,加个涡轮增压器来压缩空气,扩大进气量,从而增大输出功率,真有点电脑上CPU超频的意思啊。想想人还是很聪明的,发动机体力不够,想办法硬让它够

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涡轮增压增压目的:

涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。

这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够输出更大的功率。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说,经过增压之后,动力可以达到2.4L发动机的水平,但是耗油量却并不比1.8L发动机高多少,在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。

Ⅱ 怎样使用涡轮增压

涡轮增压 trubo
是利用排气的高温高压推动废气涡轮高速转动,在带动进气涡轮压缩进气,提高空气密度,同时电脑控制增大喷油量,配合高密度的进气,因此可以在排量不变的条件下提高发动机工作效率。简单点说就是废物再利用,将排气导入涡轮工作组,然后改变压力,形成压力差,增大发动机的工作压力。
由于废气涡轮是靠排气推动的,因此在发动机转速底时(待速)不启动,只要发动机转速足够(通常在1500转以上)turbo就开始工作,在启动转速范围以上都持续工作。
涡轮增压的迟滞现象众在技术越来越先进的现在,已无明显感觉(但也令人很不爽)。

氮气增压
不是靠提高空气密度获得高效率,而是靠汽油在氮气中的高燃烧值,提高输出,所以原理上是完全不一样的, turbo压缩的是空气,空气取之不尽用之不绝,但是氮气增压的氮气 是储存在钢瓶中的,数量有限,因此只能提供短暂的爆发力,但这重爆发力确实是惊人的。

机械增压
其实是一种以马力换马力的装置。它是以发动机本身轴的转动带动机械增压,从而换取马力。成本较高(所以tubro应用比sc广),多数是奔驰在用。
turbo的应用比sc广,所以更多的人知道Tubro而不知道SC,SC的工作效率也是不错的,不会差于Turbo,虽然SC消耗一部分机械能,但排气顺畅, 没有迟滞(本人觉得是最大优点)且能根据发动机的运转负荷变化增压大小,Turbo的惯性问题,不但在启动增压时产生迟滞让人不爽,更在发动机由高转过度到低转时,由于惯性增压不能马上减少,必须通过减压阀减压,这一切的一切都会令人失去很多驾驶乐趣。
但机械增压,虽然消耗一小部分功率,但与产生的功率相比基本上可以不用计较。

机械式增压器
上世纪60年代涡轮增压技术出现以前,机械增压是当时发动机的主流增压技术。早在20年代的赛车上就使用了该项技术来提高动力输出。机械增压的压缩机直接被发动机的曲轴带动,它的优点是响应性好(完全没有迟滞)。但是它本身需要消耗一部分能量,因此机械增压不能产生特别强大的动力,尤其是在高转速时,因为它会产生大量的摩擦,损失能量,从而影响到发动机转速的提高。
传统的机械增压器在中低转速时,对发动机的动力输出有明显改善,但峰值功率出现较早,发动机最高转速较低。这种发动机可以在任何时候,都能输出源源不断的扭力,大大减小换档频率。所以,机械增压非常适合匹配在又大又重的豪华房车上,而讲求高速性能的跑车就很不适合采用它了。

在摩擦的作用下,机械增压容易产生一种特有的噪音。追求舒适的豪华房车要想采用它,就必须采用各种手段来减少这种噪音。奔驰在它的C200K上采用了机械增压,它能发挥出V6发动机的动力水平。

气波增压器
comprex supercharger
使两种气体工质直接接触并通过压力波来传递能量的压力转换器。它用于内燃机增压时利用内燃机废气能量使进入气缸的气体增压。气波增压器由空气定子、燃气定子和转子组成。空气定子与内燃机进气管联通,燃气定子与排气管联通。转子由内燃机曲轴通过皮带驱动,驱动功率为内燃机功率的1~1.5%。
图为气波增压器的工作原理。当转子按箭头方向转动时,转子上由叶片组成的轴向气道与高压燃气入口接通,遂产生压缩波。压缩波以声速沿气道传播,并将燃气能量传递给充满气道内的空气,使其压力和密度升高并向前流动。高压空气出口设在高压燃气入口的斜对面,并顺转动方向向前错开一个角度。当气道与高压空气出口接通时,高压空气供入内燃机进气管。在燃气到达气道长度的 2/3左右时,气道恰好转过高压燃气入口,燃气停止流入气道。当气道与低压燃气出口接通时,燃气继续膨胀并经排气总管排入大气,气道内的压力继续下降。当气道与低压空气入口接通时,由于气道内处于负压,新鲜空气自大气被吸入气道。气道转过低压空气入口和低压燃气出口后,气道内遂充满新鲜充量。转子继续转动又开始下一个相同的循环。
气波增压器提供的增压压力在整个内燃机转速范围内变化不大,能量转换过程也不受转子惯性的影响,因此气波增压器具有良好的速度和负荷响应特性,比较适合于汽车发动机增压的要求,增压压力与大气压力之比可达2.5:1。但气波增压器运转噪声大,结构不如涡轮增压器(见废气涡轮增压)紧凑,故应用尚少。

废气涡轮增压小史
该装置最早应用在飞机上,由于飞行高度不断攀升,空气越来越稀薄,造成飞机引擎进气量不足,因此涡轮增压器便被采用,以此尽可能多地向飞机引擎“打注”新鲜空气。随着废气涡轮技术的慢慢普及,它又被用到了军事装备上。由于军用装甲车辆均为柴油发动机,为了提高功率,军车率先使用它,如美国的M1A1及德国的豹Ⅱ等主战坦克。
废气涡轮增压在民用车辆的应用则起步较晚,主要是因为轻型车辆(如轿车)大多采用汽油发动机,其对增压技术的要求很高,所以这项技术早期的民间应用仅局限于柴油机上(我国有依维柯、得利卡等柴油车型都有应用),普及率因此大打折扣。
随着柴油机技术的不断改进以及柴油机经济性和故障率低的优点,柴油机也逐渐应用在轿车上,为了提高功率及大扭矩输出,一些国外汽车厂商也纷纷应用了废气涡轮技术(如大众的TDI引擎,奔驰、宝马也有柴油增压车型)。同样因为技术的进步,汽油涡轮增压引擎也逐渐多见(如富豪的增压车型、三菱枪骑兵EVO系列、富士的增压车型等),这都使得车辆的动力性得到了极大的提高。实践证明,采用该装置后功率可至少提高10%-30%,并能进一步降低油耗,尾气排放也有一定程度的改善。
既然废气涡轮增压器有如此神奇功用,我们在使用过程中就应当十分注意。大家应该知道,废气涡轮增压器里的涡轮和叶轮都是高速旋转的,因此它的润滑工作就应当十分到位。为了保证装置长期安全的工作,通常由发动机主油道单独分出一支润滑油道来对涡轮分叶轮中间的浮动轴承进行润滑。高速旋转的涡轮与叶轮具有很大的旋转惯性,转速需要一段时间才能降下来,如果我们在使用中让车辆突然熄火或停车即刻熄火,就切断了发动机通往增压器浮动轴承的润滑油路,使得高速旋转的涡轮、叶轮的充分润滑失去保证。长期如此,必定会引起废气涡轮增压的故障,出现噪音偏高、工作粗暴、发动机下降,因此正确的操作方法应当是停车后,检查一下水温、油温,再怠速运转1分钟左右,待增压器转子转速降下来,再熄火。
相对地,如果发动机长期低速运转也会对增压器造成损坏,一方面发动机低速运转则增压器涡轮也低速运转,长期下去会使润滑浮动轴承的润滑油从叶轮端渗出,并随同新鲜空气进入气缸燃烧,从而影响发动机正常工作。另一方面,渗出的机油也会影响增压器本身的工作,造成增压器工作效率下降,直至损坏。因此在使用中,车主应经常检查增压器的来、回油管,保证增压器润滑充分从而正常工作。
由于废气涡轮增压器的涡轮与叶轮是高精密度件,所以请车主不要自作聪明自行修理。车主朋友平时只要检查一下油管,听一下它的工作声音,而无需做额外的特殊保养。一旦废气涡轮增压器发生损坏,不能修理一下重复使用,而需要检查引起增压器损坏的原因并更换废气涡轮增压器,以保证发动机正常工作。
以上简单介绍了废气涡轮增压器使用中的注意事项,如果您有辆涡轮增压的车可要铭记于心,若想爱车能长期健康,需要您平时多用心,关键时刻才能少担心。
废气涡轮增压工作原理
废气涡轮增压器是如何工作的呢?下面就向各位朋友简单介绍一下它的机理。大家由图可知,废气涡轮增压器(1)的体积不大,主要由左端的叶轮和右端的涡轮组成,当发动机正常工作时,从发动机排气门排出的废气及排气管(4)进入到废气涡轮增压器右端,从而吹动涡轮高速旋转。涡轮转速高的可达10万转,而日本的一些废气涡轮增压器的涡轮转速可达到12万转。
与涡轮同轴的左端叶轮也同时做高速旋转,叶轮左端的黑色箭头代表从空气滤清器过来的新鲜空气,新鲜空气进入到叶轮一端后,由于叶轮高速旋转从而压缩了新鲜空气形成增压。增压后的新鲜空气要首先经过中冷器(2)进行冷却。因为叶轮的搅动升高了空气的温度,从而降低了空气的密度,为了保证进气量,因此必须对增压后的高温气体实行冷却。
经过中冷器的空气在经过进气管(3)后再进入气缸开始工作。涡轮增压由于进气压力高,因此在排气过程中能够充分扫清上一循环工作过程中的残余废气,达到了排气干净的目的,并能为下一次燃烧做好准备,也利于下一次燃烧充分,从而减少有害物质的排放。这是它的另一个非常突出的优点。
经过中冷器的空气在经过进气管(3)后再进入气缸开始工作。涡轮增压由于进气压力高,因此在排气过程中能够充分扫清上一循环工作过程中的残余废气,达到了排气干净的目的,并能为下一次燃烧做好准备,也利于下一次燃烧充分,从而减少有害物质的排放。这是它的另一个非常突出的优点。

Ⅲ 放气阀的作用

我正好在写关于Rover涡轮增压车的turbo lag,我就这么解释吧,那个放弃阀用英文来说叫wastegate,如果你一脚油门踩到底,废气瞬间增大。涡轮不能及时match这些high volume exhaust gas,所以会导致管线爆炸,涡轮和发动机损坏。所以wastegate负责把这些废气不经过涡轮直接排出去。这样既保证了压力的稳定也可以调节涡轮叶片不至于转的太快达到自我毁灭的速度。 机械增压是没有放弃阀的,因为它的compresor是通过皮带连接发动机提供动力的,所以没有涡轮延时,不过得损耗发动机的动能。一直写英文论文有的中文都不知道怎么说了,呵呵

Ⅳ 涡轮增压发动机急松油时出现“泄气声”是怎么回事

那时泄压阀工作的声音, 涡轮在加油门开始工作时,把大量空气压缩并通过节气门推进发动机燃烧室,但驾驶员松开油门踏板时,节气门关闭,但是涡轮的叶片并不会马上停止工作, 这个时候在涡轮和节气门之间的进气管道中仍然有残馀的压缩空气,这股空气如果不及时排放出去,强大的压力就会对节气门和涡轮叶片造成损伤, 而且当你再次踩下油门踏板的时候,这股空气反而会成为了涡轮叶片再次工作的阻力,就会造成我们经常听到的涡轮延迟, turbo lag. 所以泄压阀就是起到这个作用了,它的阀门会在探测到进气管道内的气压过高时,及时打开,放出管道中残馀的压缩空气,从而保护节气门和涡轮叶片,也相应减少了涡轮延迟的发生,让发动机工作更顺畅. 你听到的洩气声音就是泄压阀排出压缩空气时产生的"噪音". 不过对很多发烧友来说,这可不是噪音而是天籁之音呢.哈哈

Ⅳ 哪位能给我提供一些改装车的专业术语啊,中英文的都要.谢谢!

引擎机动力改装部分:

进气管==Intake
空气过滤器==冬菇头==air filter
排气管==尾喉/死气喉==Exhaust
消音器==mufeler
机油冷却器==oil cooler
火花塞==火嘴==spark plug
火嘴线==spark plug wires
阀门==滑老==valve
滑轮==pully
活塞==piston
曲轴==crankshaft
凸轮轴==cam shaft
气门弹簧==滑老弹弓==valve spring
涡轮增压==turbo charger
机械增压==super charger
中冷==inter cooler
放气阀门==放气滑老==blow-off valve
废气阀门==wastgate
==水喉制==boost controller
喷油嘴==大唧咀==Injector
头批==down pipe
行车电脑==ECU

制动悬挂部分:
轮圈==车伶==Rim
刹车碟==迫力碟==rotor
活塞卡钳==鲍鱼==caliper
刹车片==迫力皮/来令片==brake pad
避震==suspension(避震分为 弹簧/弹弓==spring 和 减震桶==shock 两部分)
整套避震又叫 coilover
波子塔顶==Pillow Ball Top Mounts
防倾杆==sway bar
用在车里的加强杆==tower bar
用在车底的加强杆==lower arm bar

传动部分:

末齿比==大尾牙==Final Drive
差速器==LSD
离合器==极力子==clutch
飞轮==flywheel

车身部分:

大包围==bodykit(车头==front bumper, 车尾==rear bumper, 车别裙==side skirt)
尾翼==sopiler
车头盖==hood (两种不同材质:碳纤维==carbon fiber, 玻璃钢==firberglass)

http://post..com/f?kz=180914412

Ⅵ 德国威能壁挂炉水压过高如何处理

1、可以从暖气片上的放气阀排出水来,如果有分水器可以从分水器的放气阀上放水,达到降低压力的作用。

2、如果管路有泄压阀门,就直接泄压。

3、如果没有,就从散热器排气阀那里排气。

4、关闭自来水阀门,打开补水阀,再开启生活热水阀门泄压。

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以壁挂炉为核心的独立供暖系统,不同于北方的集中供暖--政府通过保证煤炭供应、监测设备运转这类措施来保证居民家庭室内的温暖。

消费者在选购壁挂炉时要看其温度是否可以自主控制,取暖时间是否可以自行安排使用。好的壁挂炉产品,可根据用户的采暖需求智能调节温度,用户可以选择最舒适的加热温度,如果搭配温控器的话,还可以调控各个房间的取暖温度,自主安排取暖时间。

家用壁挂炉取暖设备的选择,要在温度保证的情况下看其采暖系统的排热方式。一般传统的采暖方式,温度是上来了,湿度却下去了,人会感觉干燥、不舒服。而使用壁挂炉的用户可以根据自己的湿度需求选择合适的散热方式,安装地暖或者散热片给房间带来的湿度环境都是不同的。

Ⅶ 新奥拓改涡轮增压

点5应该可以扛的住,不过中冷可能要订了,貌似没有奥拓的中冷,机舱太小了,不好弄啊。三缸抛光进排气,换火花塞,高压线,大流量风箱。也就差不多了。动力提升的空间不是很大的。

Ⅷ 汽车涡轮增压是什么原理

涡轮增压原理 使用涡轮增压发动机的车型现在越来越多,到底什么是涡轮增压发动机,它的基本结构和工作理又如何呢?现在坊间越来越多车迷朋友知道涡轮增压可以提升动力,但却不知道它是如何完成,如果要改装又应如何改动?一切的一切,我们都需要从涡轮增压系统的基本原理谈起。 影响发动机动力输出的原因有很多,但其中最重要的,莫过于如何把更多的空气塞进汽缸,提高容积效率(更多的空气将带来更大的动力)。排量为3000cc 的引擎所能够产生的马力与扭矩,在理论上必然会比相同设计的2000cc 引擎来得大。那么如何把2.0L 汽缸内的容积效率提升到接近甚至超过3.0L 呢? NA动力提升方法 一般的NA(自然进气)发动机的做法,逃不开加大节气门口径,或换多喉直喷等,使高转速时可以在同油门深度下,获得更多的空气量。但这种方法在某一转数后,作用就有限了。毕竟NA 发动机的空气是靠真空吸入的。在汽缸容积固定不变的情况下,真空吸入空气有一个相对的限度。 有的NA 发动机改用高角度凸轮轴(Hi Cam,借此增加进排气门重叠角度),可以在高转速下获得高动力,但缺点是低转的扭矩较差,而且如果角度过大,会有发动机怠速不稳的现象。所以现在不少的新车都用上可变气门正时技术,再配合可变凸轮轴等技术(如VVTL-i、i-VTEC、MIVEC)……以期在低转扭矩和高转马力之间取得很好的平衡。 但即便是用尽以上方法,发动机的进气效率顶多提高60%。NA 发动机始终无法避免其宿命——空气是被动地被吸入汽缸内的。也就是说,引擎所需的空气完全依靠活塞下行时产生的负压而进入,即便汽缸吸满了空气,缸中气压也就小于或等于一个大气压。所以NA 发动机的升功率始终远不如能将空气与燃油强制送入的汽缸中,可轻松获得一倍以上马力的增压发动机。 涡轮增压系统原理解构 涡轮系统是增压发动机中最常见的增压系统之一。 如果在相同的单位时间里,能够把更多的空气及燃油的混合气强制挤入汽缸(燃烧室)进行压缩燃爆动作(小排气量的引擎能“吸入”和大排气量相同的空气,提高容积效率),便能在相同的转速下产生较自然进气发动机更大的动力输出。涡轮增压利用废气驱动,基本没有额外的能量损耗(对发动机没有额外的负担),便能轻易地创造出大马力,是非常聪明的设计。情形就像你拿一台电风扇向汽缸内吹,硬是把风往里面灌,使里面的空气量增多,以得到较大的马力,只是这个扇子不是用电动马达,而是用引擎排出的废气来驱动。 一般而言,引擎在配合这样的一个“强制进气”的动作后,起码都能提升30%-40% 的额外动力,如此惊人的效果就是涡轮增压器令人爱不释手的原因。况且,获得完美的燃烧效率以及让动力得以大幅提升,原本就是涡轮增压系统所能提供给车辆最大的价值所在。 该系统包括涡轮增压器、中冷器、进气旁通阀、排气旁通阀及配套的进排气管道。 涡轮增压系统如何工作? 我们希望用以下简单的步骤让你明白涡轮增压的工作顺序,从而便能清楚了解涡轮增压系统的工作原理。 一,发动机排出的废气,推动涡轮排气端的涡轮叶轮(Turbine Wheel)②,并使之旋转。由此便能带动与之相连的另一侧的压气机叶轮(Turbine Wheel) ③也同时转动。 二,压气机叶轮把空气从进风口强制吸进,并经叶片的旋转压缩后,再进入管径越来越小的压缩通道作二次压缩,这些经压缩的空气被注入汽缸内燃烧。 三,有的发动机设有中冷器,以此降低被压缩空气的温度、提高密度,防止发动机产生爆震。 四,被压缩(并被冷却后)的空气经进气管进入汽缸,参与燃烧做功。 五,燃烧后的废气从排气管排出,进入涡轮,再重复以上(一)的动作。 涡轮增压器 涡轮增压器本体是涡轮增压系统中最重要的部件,也就是我们一般所说的“蜗牛”或“螺仔”。因涡轮的外形与蜗牛背上的壳或海产摊内的海螺十分近似而得名。 涡轮增压器本体是提高容积效率的核心部件,其基本结构分为:进气端、排气端和中间的连接部分。 其中进气端包括压气机壳体(Compressor Housing,包括压气机进风口(Compressor Inlet)、压气机出风口(Compressor Discharge)、压气机叶轮(Compressor Wheel)。 而排气端包括涡轮壳体(Turbine Housing, 其中包括涡轮进风口(Turbine Inlet)、涡轮出风口(TurbineDischarge)、涡轮叶轮(Turbine Wheel)。 在两个壳体间负责连接两者的,还有一个轴承室(CenterHousing),安装有负责连接并承托起压气机叶轮、涡轮叶轮,应付上万转速的涡轮轴(Shaft),以及与之对应的机油入口(Oil Inlet)、机油出口(OilOutlet)等(甚至包括水入口和出口)。 “高温”是涡轮增压器运作时面临的最大考验。涡轮运转时,首先接触的便是由引擎排出的高温废气(第一热源),其推动涡轮叶轮并带动了另一侧的压气机叶轮同步运转。整个叶片轮轴的转速动辄120000-160000rpm。所以涡轮轴高速转动所产生的热量非常惊人(第二热源),再加上空气经压气机叶轮压缩后所提高的温度(第三热源),这三者成为涡轮增压器最最严峻的高温负担。涡轮增压器成为一个集高温原件于一体的独立工作系统。所以“散热”对于涡轮增压器非常重要。涡轮本体内部有专门的机油道(散热及润滑),有不少更同时设计有机油道以及水道,通过油冷及水冷双重散热,降低增压器温度。 涡轮轴 涡轮轴(Bearing)看起来只是简单的一根金属管,但实际上它是一个肩负120000-160000rpm 转动及超高温的精密零件。其精细的加工工差、精深的材料运用和处理正是所有涡轮厂最为核心的技术。传统的涡轮轴使用波司轴承(Bushing Bearing)结构。它确实只是一根金属管,其完全倚仗高压进入轴承室的机油实现承托散热,因此才能高速地转动。 而新近出现的滚珠轴承(Ball Bearing)逐渐成为涡轮轴发展的趋势。顾名思义,滚珠轴承就是在涡轮轴上安装滚珠,取代机油成为轴承。滚珠轴承有众多好处:摩擦力更小,因此将有更好的涡轮响应(可减少涡轮迟滞),并对动力的极限榨取更有利;它对涡轮轴的转动动态控制更稳定(传统的是靠机油做轴承,行程漂浮);对机油压力和品质的要求相对可以降低,间接提高了涡轮的使用寿命。但其缺点是耐用性不如传统的波司轴承,大约7 万-8 万公里就到寿命极限,且不易维修、维修费昂贵。因此重视耐久性的涡轮制造厂( 如KKK) 就不会推出此型式涡轮。 涡轮叶轮 涡轮叶轮的叶片型式,可分为“水车式” 叶片(外形是直片设计,让废气冲撞而产生回旋力量,直接与回转运动结合),及“风车式”叶片(外形为弯曲型叶片设计,除了利用冲撞的力量以外,还能有效利用气流进入叶片与叶片之间,获取废气膨胀能量)。涡轮叶轮的轮径及叶片数会影响马力线性,理论上来说,叶片数愈少,低速响应较差,但高速时的爆发力与持续力却不是多叶片可比拟的。 涡轮叶轮的叶片大多以耐高热的钢铁制造(有的使用陶瓷技术),但由于铁本身的质量较大,于是又轻又强的钛合金叶片因此产生。只是在量产车中,现在只有三菱LancerEVO Ⅸ RS 车型有搭载钛合金叶片涡轮(EVO 的钛合金涡轮型号为TD05-HRA,一般的则为TD05-HR 请读者明鉴)。而改装品中,也只有Garrett 出品的赛车专用涡轮使用钛合金,除此以外暂没听说。 压气机叶轮 叶片是涡轮的动力来源。但压气机叶轮及涡轮叶轮各有不同的功用,因此叶片外形当然也不一样。压气机叶轮基本上是把如何将空气有效率地推挤入压缩信道视为首要任务,然后再加以决定其形状。 一般原厂涡轮的压气机叶轮(Compressor Wheel) 都使用全叶片的设计,即叶片是整片从顶端到末端的设计。而为了增加吸入空气的通路面积,提升高速回转时的效率,目前已出现了许多在全叶片旁穿插安装半块叶片的叶轮(此种设计多出现在改装品上)。 而压气机叶轮设计的另一个目的是让压缩空气的流速均等化。传统的叶轮为“放射型压缩轮”,其两叶片之间的气体流速变化很快:位于叶轮运转方向前方的空气,被叶片挤压,故流速很快。但叶片后方的空气则因为吸入阻力及回压力等因素,流速较慢。当节气门半开时,压气机叶轮转速下降,进入压缩轮的空气速度就会降低。而之前已被压缩的空气量如果此时相对过多,便会出现“真空”的状态,无法输送空气(压气机叶轮转速无法产生大于进气管中气压的压力),相对压力也就无法产生了(压力回馈),这也就是所谓的“气体剥离” (Compressor Surge) 现象。 所谓的Surge 效应,就好比我们用手去搅动水桶里的水,当手搅动的速度愈快,水桶里的水就会愈来愈向水桶边缘扩散,接着水桶里的水位也就会愈来愈低,到最后水桶里的水则变成只能在水桶周围旋转,而无法落下。这样的现象也会发生在空气流体力学上。大家可以试想:压气机进风口就好比是一个水桶,周围空气就像是水,至于涡轮叶片就好比是搅动的手,当涡轮叶片转速一旦提升,进气口内的气流就会逐渐向周围扩散,转速提升愈高,气流就愈向周围靠近,导致涡轮叶片中央位置会愈来愈吸不到空气,到最后甚至会呈现真空的状态,使得空气只能从叶片周围进入,进气效率当然也就会跟着下降,这样的现象就是所谓的Surge 效应。而迎风角度大的叶片,进气效率虽较好,但却容易在高转速时发生Surge 效应,而角度较小的叶片则反之。 为了防止“气体剥离”现象,把叶片角度设计成向运转方向缩小(与涡轮轴线方向更接近),以维持流速均一化的“反向”压缩轮渐渐成为改装品的主流,而这也就是改装界所谓的“斜流”叶片。“斜流”叶片通常都在原有的主叶片下,多加半个叶片(一般其角度更接近涡轮轴线方向,即更竖直)。若从进气入口正视压气机叶轮,可看到两个叶片重叠,就代表这是“斜流” 叶轮。而Hybrid Turbine 的压气机叶轮通常亦会使用“斜流”叶片( 后方并加以切平) 搭配漏斗式的加大吸气口来增加出风量。此外,还有压气机进风口处加设循环排气孔,让流失的压缩空气2次循环来减少surge效应的新设计(此处不赘述,HKS T04Z 便有此设计)。 内置式排气旁通阀 内置式排气旁通阀(Internal Wastegate,俗称Actuator),是目前涡轮系统中最常见的泄压装置,一般又被称为连动式排气泄压阀。“Actuator”直接配置在涡轮上,利用一支连杆来控制涡轮排气中的阀门,一旦涡轮压缩空气端的增压值达到限定的程度,进气压力便会推“Actuator”的连杆,使涡轮排气侧内的旁通阀门开启,部分废气不经涡轮叶轮(Turbine Wheel)直接排到排气管。这样减少“吹动”涡轮叶轮的废气流量,涡轮叶轮转速降低,同时带动压气机叶轮转速降低。因此“Actuator”既是限制涡轮最高转速的装置,也是使涡轮进气端增压压力维持一个稳定值(不会长时间过高)的装置。 外置式排气旁通阀 外置式排气旁通阀(External Wastegate,俗称Wastegate)也被称为排气泄压阀,功能与“Actuator”大致相同,但结构与安装位置有别。结构上“Wastegate”省去了连杆和在涡轮内的排气阀门。而位置上“Wastegate”以独立方式安装在涡轮与排气管头段之间,而无须像“Actuator”那样依附于涡轮增压器本体上。一旦涡轮增压值达到设定上限,“Wastegate”排出( 可直接排向大气或导回排气管内) 多余的废气,减少“吹动”涡轮叶轮的废气流量,进而使涡轮保持稳定的增压值。“Wastegate”比“Actuator”有更大的增压容量(可配用大的弹簧)且反应灵敏,所以更适合用在大马力或高增压涡轮发动机上,尤其是使用差异过大的Hybird 涡轮,更是必备用品! 中冷器 中冷器(中央冷却器,Intercooler)位于压气机出风口与节气门之间的“散热排”。其构造有点像水箱,就是运用横向的众多小扁铝管分割压缩空气,然后利用外界的冷风吹过与细管相连的散热鳍片,达到冷却压缩空气的目的,使进气温度较为接近常温。 引擎最不喜欢高温的气体,因为高温空气会使马力下降。特别是四季炎热的亚热带地区。但由于涡轮增压器会把吸进引擎的气体进行强制压缩,从而使空气密度提高,但与此同时,空气的温度也会急剧上升。温度上升又反过来造成被压缩空气的氧含量下降。此外这股热气未经冷却即进入高温的汽缸,将导致燃油的不规则预燃(爆震),使引擎温升进一步加剧,增加了熔毁活塞的可能。 为了提升空气密度,同时兼顾空气中的含氧量,我们需要在压缩空气后(压缩程度较大)降低进气的温度。中冷器因此而产生。中冷器的面积及厚度越大,其散热能力越强。因为面积和厚度大,其内的小扁管数量、长度和散热叶片等皆随之增加,中冷器内的高温压缩空气及中冷器外的大气就有更多的接触面积及接触时间,热交换(散热)的面积和时间更充分,降温效果更好。虽然大容量中冷器有更好的冷却效能,但其加长了散热路径和增大了进气容度,会带来相对的压力损失,TurboLag 容易变大。 进气旁通阀 进气旁通阀(ReliefValve)一般又称为“进气泄压阀”。它安装在靠近节气门的进气管上,它是大部分涡轮增压发动机出厂时原配的泄压装置。 由于涡轮是利用废气排出的力量来驱动,当驾驶过程中收油门(如换挡、急刹车时),节气门关闭。涡轮叶片(压气机叶轮)在惯性作用下仍旧持续转动。此时因节气门的截断和叶片的继续增压所致,进气管路中(在节气门与涡轮之间)的空气压力会迅速提高。为了保护增压系统,当压力达到某一限定值后,进气旁通阀打开,把过剩的空气(压力)导回至滤清器与涡轮之间,实现降压保护的功能。 Blow-Off Valve(BOV)即俗称的“放气哇佬”,同样属于进气旁通阀。只是它一般被用作取代Relief Valve的改装部件。其功能基本上和Relief Valve 相同,唯一的差异仅在于Blow-off Valve的阀门并不会像Relief Valve那样容易受到进气压力的影响而开启(导致进气压力下降)。而且在节气门关闭后,Blow-off Valve 是将剩余压力直接向大气释放,并非再导于涡轮与滤清器之间再度增压。因此BlowoffValve 除了同样具有保护涡轮系统的效果外,在泄压反应上也比起原厂配置的Relief Valve 更为优异。但对于小排量或小增压的涡轮发动机来说,Blow-off Valve对再加油的动力响应会变差。另外Blow-off Valve 泄压时会产生更大的泄气声,令人听得更为兴奋,也成为涡轮增压车最为特殊的音效。 [编辑本段]国内市场主流涡轮增压发动机 2008年Wardsauto世界十佳发动机中的前三名,全部被涡轮增压发动机占据,其中第一名为大众公司的2.0TFSI发动机;第二名为宝马公司的3.0T I6发动机;第三名是戴姆勒公司的V6 3.0T 柴油发动机。此外,马自达公司的2.3T在十佳发动机中位列第六。涡轮增压发动机已经连续多年在世界十 目前公认的发动机发展方向是追求高升功率,涡轮增压发动机自1977年面世以来就一直在这一方面独占鳌头。随着国际厂商的大举进入,中国市场上配备涡轮增压发动机的车型越来越多,而自主品牌也逐渐开始了带“T”发动机的研发与生产。“T车”不仅在公商务领域独树一帜,如今也在向家轿市场渗透。 ■ 大众1.8T 最大功率:110千瓦 最大扭矩:210牛·米 装备车型:一汽大众速腾、上海大众帕萨特、上海大众领驭、上海大众途安、甲壳虫、A4 这款1.8T发动机,是由大众1993年推出的EA113系列直列四缸水冷发动机改进而来。在当今众多的高科技涡轮增压发动机中,这款1.8T发动机的参数并不显眼,然而就是这样一款老式的铸铁发动机,却为大众在中国立下了汗马功劳,贯穿了大众在华投产的数代产品。从最早的帕萨特、宝来和奥迪A6,到今天的领驭和速腾,这款1.8T发动机一直在服役。 大众1.8T发动机中也存在着一些经过技术改进的型号,比如一汽大众速腾和进口大众甲壳虫的1.8T发动机,最大功率110千瓦,最大扭矩220牛·米;奥迪A4搭载的1.8T发动机最大功率为120千瓦,最大扭矩为225牛·米。 ■ 大众1.8TSI 最大功率:118千瓦 最大扭矩:250牛·米 装备车型:一汽大众迈腾、上海大众斯柯达明锐 作为老款1.8T的换代产品,从去年开始,采用FSI(缸内燃油直喷)技术的1.8TSI发动机装备在大众的新车型上。新技术的运用,不仅将发动机的功率和扭矩提升了一大截,还将油耗降了下来。 随着大众与一汽合资建设的大连发动机工厂的逐步完善,1.8TSI将全面取代1.8T发动机,目前速腾的发动机升级工作正在进行之中。不过技术的提升是否会为消费者带来额外的售后服务支出,还有待观望。 ■ 大众2.0TSI 最大功率:147千瓦 最大扭矩:280牛·米 装备车型:迈腾、高尔夫GTI、EOS、奥迪A4、奥迪A6L 目前,中国是大众品牌全球第一大市场、奥迪品牌全球第二大市场,那么大众将这款位列今年世界十佳发动机榜首的2.0TSI发动机带来,也算是对中国市场的回报了。147千瓦的高功率和280牛·米的高扭矩,全面超过了目前市面上主流的2.4升发动机,配在中高档商务车和运动型轿车再合适不过了。 不过耐人寻味的是,国产A6L所搭载的2.0TSI发动机不知为何功率“缩水”了,仅为125千瓦,难道是在为“行政级排量”的2.4升车型让路? ■ 上汽1.8T 最大功率:118千瓦 最大扭矩:215牛·米 装备车型:荣威750、荣威550、名爵MG7、华泰胜达菲·跃 在上南合并之前,荣威和名爵虽然分别拥有自己的1.8T发动机,但其技术却是同源,都是原MG Rover的研究成果,这一点从他们各自发动机的性能参数就可见一斑。随着上南整合的深入,双方的1.8T发动机也不再分彼此,临港发动机工厂和南京动力总成工厂的产品,也将在上汽“五个统一”的总发展规划下真正成为“一家人”。 上世纪90年代欧洲的发动机技术,如今在上汽的手中得以重新运用与改良,并为中国消费者提供了相对便宜的“T车”。除了供应荣威和名爵两个品牌的车型之外,上汽的1.8T发动机也向其他厂商销售,自主品牌SUV生产企业华泰汽车就是首批受益者。 ■ 华晨1.8T 最大功率:125千瓦 最大扭矩:235牛·米 装备车型:尊驰、骏捷、酷宝 携手德国FEV公司共同开发出的1.8T发动机,令华晨成为最早推出“T车”的自主车企。因为技术较新,所以从性能参数上看,华晨的这颗“中国芯”要比大众和上汽的1.8T发动机都要强劲。 同一款涡论增压发动机,配备在华晨旗下的公商务车、家用轿车和轿跑车上,可见它对于华晨产品规划的重要性。在掌握汽车重要零部件核心技术之后,如何将它大规模推向市场,是每一个自主车企都要认真思考的问题。 ■ 沃尔沃2.5T 最大功率:147千瓦/162千瓦 最大扭矩:300牛·米/320牛·米 装备车型:S40、S80、XC90、C70 常见的发动机,汽缸排列有以下几种:直列4缸(L4)、直列6缸(L6,宝马特有)、V型6缸(V6)、V型8缸(V8)、V型10缸(V10)、V型12缸(V12)和大众特有的W型12缸(W12)。发动机的汽缸数一般都为偶数,而沃尔沃的很多车型却搭载了罕见的直列5缸(T5)发动机。 别出心裁的发动机设计带给沃尔沃汽车出众的动力性能,除了定位行政级用车的S80外,其他沃尔沃车型所搭载的T5发动机均经过高性能调校。这款2.5T发动机还装备在海外版福特蒙迪欧的顶配车型上。 ■ 萨博2.0T 最大功率:129千瓦/154千瓦 最大扭矩:265牛·米/300牛·米 装备车型:萨博9-3 制造飞机出身的萨博,是世界上第一个将涡轮增压发动机运用在民用汽车上的厂商,可以被称为民用“T车”的鼻祖。能够让萨博9-3如飞机一样实现“贴地飞行”的正是萨博2.0T系列发动机。目前,在中国市场上的萨博9-3搭载了两款不同的2.0T发动机,它们分别是Linear2.0T和Vector2.0TS,两者除了装备上的差异之外,最大的不同在于前者采用的是轻涡轮增压发动机,后者则是采用了动力更加强劲的强涡轮增压技术。

Ⅸ 涡轮增压的原理是什么

涡轮系统是增压发动机中最常见的增压系统之一。

如果在相同的单位时间里,能够把更多的空气及燃油的混合气强制挤入汽缸(燃烧室)进行压缩燃爆动作(小排气量的引擎能“吸入”和大排气量相同的空气,提高容积效率),便能在相同的转速下产生较自然进气发动机更大的动力输出。情形就像你拿一台电风扇向汽缸内吹,硬是把风往里面灌,使里面的空气量增多,以得到较大的马力,只是这个扇子不是用电动马达,而是用引擎排出的废气来驱动。

一般而言,引擎在配合这样的一个“强制进气”的动作后,起码都能提升30%-40% 的额外动力,如此惊人的效果就是涡轮增压器令人爱不释手的原因。况且,获得完美的燃烧效率以及让动力得以大幅提升,原本就是涡轮增压系统所能提供给车辆最大的价值所在。

该系统包括涡轮增压器、中冷器、进气旁通阀、排气旁通阀及配套的进排气管道。

涡轮增压器在汽车中的连接方式如图:

一,发动机排出的废气,推动涡轮排气端的涡轮叶轮(Turbine Wheel)②,并使之旋转。由此便能带动与之相连的另一侧的压气机叶轮(Turbine Wheel) ③也同时转动。

二,压气机叶轮把空气从进风口强制吸进,并经叶片的旋转压缩后,再进入管径越来越大的扩压通道流出,这些经压缩的空气被注入汽缸内燃烧。

三,有的发动机设有中冷器,以此降低被压缩空气的温度、提高密度,防止发动机产生爆震。

四,被压缩(并被冷却后)的空气经进气管进入汽缸,参与燃烧做功。

五,燃烧后的废气从排气管排出,进入涡轮,再重复以上(一)的动作。

涡轮增压器

涡轮增压器本体是涡轮增压系统中最重要的部件,也就是我们一般所说的“蜗牛”或“螺仔”。因涡轮的外形与蜗牛背上的壳或海产摊内的海螺十分近似而得名。

涡轮增压器本体是提高容积效率的核心部件,其基本结构分为:进气端、排气端和中间的连接部分。

其中进气端包括压气机壳体(Compressor Housing,包括压气机进风口(Compressor Inlet)、压气机出风口(Compressor Discharge)、压气机叶轮(Compressor Wheel)。

而排气端包括涡轮壳体(Turbine Housing, 其中包括涡轮进风口(Turbine Inlet)、涡轮出风口(TurbineDischarge)、涡轮叶轮(Turbine Wheel)。

在两个壳体间负责连接两者的,还有一个轴承室(CenterHousing),安装有负责连接并承托起压气机叶轮、涡轮叶轮,应付上万转速的涡轮轴(Shaft),以及与之对应的机油入口(Oil Inlet)、机油出口(OilOutlet)等(甚至包括水入口和出口)。

“高温”是涡轮增压器运作时面临的最大考验。涡轮运转时,首先接触的便是由引擎排出的高温废气(第一热源),其推动涡轮叶轮并带动了另一侧的压气机叶轮同步运转。整个叶片轮轴的转速动辄120000-160000rpm。所以涡轮轴高速转动所产生的热量非常惊人(第二热源),再加上空气经压气机叶轮压缩后所提高的温度(第三热源),这三者成为涡轮增压器最最严峻的高温负担。涡轮增压器成为一个集高温原件于一体的独立工作系统。所以“散热”对于涡轮增压器非常重要。涡轮本体内部有专门的机油道(散热及润滑),有不少更同时设计有机油道以及水道,通过油冷及水冷双重散热,降低增压器温度。

涡轮轴

涡轮轴(Bearing)看起来只是简单的一根金属管,但实际上它是一个肩负120000-160000rpm 转动及超高温的精密零件。其精细的加工工差、精深的材料运用和处理正是所有涡轮厂最为核心的技术。传统的涡轮轴使用波司轴承(Bushing Bearing)结构。它确实只是一根金属管,其完全倚仗高压进入轴承室的机油实现承托散热,因此才能高速地转动。

而新近出现的滚珠轴承(Ball Bearing)逐渐成为涡轮轴发展的趋势。顾名思义,滚珠轴承就是在涡轮轴上安装滚珠,取代机油成为轴承。滚珠轴承有众多好处:摩擦力更小,因此将有更好的涡轮响应(可减少涡轮迟滞),并对动力的极限榨取更有利;它对涡轮轴的转动动态控制更稳定(传统的是靠机油做轴承,行程漂浮);对机油压力和品质的要求相对可以降低,间接提高了涡轮的使用寿命。但其缺点是耐用性不如传统的波司轴承,大约7 万-8 万公里就到寿命极限,且不易维修、维修费昂贵。因此重视耐久性的涡轮制造厂( 如KKK) 就不会推出此型式涡轮。

涡轮叶轮

涡轮叶轮的叶片型式,可分为“水车式” 叶片(外形是直片设计,让废气冲撞而产生回旋力量,直接与回转运动结合),及“风车式”叶片(外形为弯曲型叶片设计,除了利用冲撞的力量以外,还能有效利用气流进入叶片与叶片之间,获取废气膨胀能量)。涡轮叶轮的轮径及叶片数会影响马力线性,理论上来说,叶片数愈少,低速响应较差,但高速时的爆发力与持续力却不是多叶片可比拟的。

涡轮叶轮的叶片大多以耐高热的钢铁制造(有的使用陶瓷技术),但由于铁本身的质量较大,于是又轻又强的钛合金叶片因此产生。只是在量产车中,现在只有三菱LancerEVO Ⅸ RS 车型有搭载钛合金叶片涡轮(EVO 的钛合金涡轮型号为TD05-HRA,一般的则为TD05-HR 请读者明鉴)。而改装品中,也只有Garrett 出品的赛车专用涡轮使用钛合金,除此以外暂没听说。

压气机叶轮

叶片是涡轮的动力来源。但压气机叶轮及涡轮叶轮各有不同的功用,因此叶片外形当然也不一样。压气机叶轮基本上是把如何将空气有效率地推挤入压缩信道视为首要任务,然后再加以决定其形状。

一般原厂涡轮的压气机叶轮(Compressor Wheel) 都使用全叶片的设计,即叶片是整片从顶端到末端的设计。而为了增加吸入空气的通路面积,提升高速回转时的效率,目前已出现了许多在全叶片旁穿插安装半块叶片的叶轮(此种设计多出现在改装品上)。

而压气机叶轮设计的另一个目的是让压缩空气的流速均等化。传统的叶轮为“放射型压缩轮”,其两叶片之间的气体流速变化很快:位于叶轮运转方向前方的空气,被叶片挤压,故流速很快。但叶片后方的空气则因为吸入阻力及回压力等因素,流速较慢。当节气门半开时,压气机叶轮转速下降,进入压缩轮的空气速度就会降低。而之前已被压缩的空气量如果此时相对过多,便会出现“真空”的状态,无法输送空气(压气机叶轮转速无法产生大于进气管中气压的压力),相对压力也就无法产生了(压力回馈),这也就是所谓的“气体剥离” (Compressor Surge) 现象。

所谓的Surge 效应,就好比我们用手去搅动水桶里的水,当手搅动的速度愈快,水桶里的水就会愈来愈向水桶边缘扩散,接着水桶里的水位也就会愈来愈低,到最后水桶里的水则变成只能在水桶周围旋转,而无法落下。这样的现象也会发生在空气流体力学上。大家可以试想:压气机进风口就好比是一个水桶,周围空气就像是水,至于涡轮叶片就好比是搅动的手,当涡轮叶片转速一旦提升,进气口内的气流就会逐渐向周围扩散,转速提升愈高,气流就愈向周围靠近,导致涡轮叶片中央位置会愈来愈吸不到空气,到最后甚至会呈现真空的状态,使得空气只能从叶片周围进入,进气效率当然也就会跟着下降,这样的现象就是所谓的Surge 效应。而迎风角度大的叶片,进气效率虽较好,但却容易在高转速时发生Surge 效应,而角度较小的叶片则反之。

为了防止“气体剥离”现象,把叶片角度设计成向运转方向缩小(与涡轮轴线方向更接近),以维持流速均一化的“反向”压缩轮渐渐成为改装品的主流,而这也就是改装界所谓的“斜流”叶片。“斜流”叶片通常都在原有的主叶片下,多加半个叶片(一般其角度更接近涡轮轴线方向,即更竖直)。若从进气入口正视压气机叶轮,可看到两个叶片重叠,就代表这是“斜流” 叶轮。而Hybrid Turbine 的压气机叶轮通常亦会使用“斜流”叶片( 后方并加以切平) 搭配漏斗式的加大吸气口来增加出风量。此外,还有压气机进风口处加设循环排气孔,让流失的压缩空气2次循环来减少surge效应的新设计(此处不赘述,HKS T04Z 便有此设计)。

内置式旁通阀

内置式排气旁通阀(Internal Wastegate,俗称Actuator),是目前涡轮系统中最常见的泄压装置,一般又被称为连动式排气泄压阀。“Actuator”直接配置在涡轮上,利用一支连杆来控制涡轮排气中的阀门,一旦涡轮压缩空气端的增压值达到限定的程度,进气压力便会推“Actuator”的连杆,使涡轮排气侧内的旁通阀门开启,部分废气不经涡轮叶轮(Turbine Wheel)直接排到排气管。这样减少“吹动”涡轮叶轮的废气流量,涡轮叶轮转速降低,同时带动压气机叶轮转速降低。因此“Actuator”既是限制涡轮最高转速的装置,也是使涡轮进气端增压压力维持一个稳定值(不会长时间过高)的装置。

外置式旁通阀

外置式排气旁通阀(External Wastegate,俗称Wastegate)也被称为排气泄压阀,功能与“Actuator”大致相同,但结构与安装位置有别。结构上“Wastegate”省去了连杆和在涡轮内的排气阀门。而位置上“Wastegate”以独立方式安装在涡轮与排气管头段之间,而无须像“Actuator”那样依附于涡轮增压器本体上。一旦涡轮增压值达到设定上限,“Wastegate”排出( 可直接排向大气或导回排气管内) 多余的废气,减少“吹动”涡轮叶轮的废气流量,进而使涡轮保持稳定的增压值。“Wastegate”比“Actuator”有更大的增压容量(可配用大的弹簧)且反应灵敏,所以更适合用在大马力或高增压涡轮发动机上,尤其是使用差异过大的Hybird 涡轮,更是必备用品!

中冷器

中冷器(中央冷却器,Intercooler)位于压气机出风口与节气门之间的“散热排”。其构造有点像水箱,就是运用横向的众多小扁铝管分割压缩空气,然后利用外界的冷风吹过与细管相连的散热鳍片,达到冷却压缩空气的目的,使进气温度较为接近常温。

引擎最不喜欢高温的气体,因为高温空气会使马力下降。特别是四季炎热的亚热带地区。但由于涡轮增压器会把吸进引擎的气体进行强制压缩,从而使空气密度提高,但与此同时,空气的温度也会急剧上升。温度上升又反过来造成被压缩空气的氧含量下降。此外这股热气未经冷却即进入高温的汽缸,将导致燃油的不规则预燃(爆震),使引擎温升进一步加剧,增加了熔毁活塞的可能。

为了提升空气密度,同时兼顾空气中的含氧量,我们需要在压缩空气后(压缩程度较大)降低进气的温度。中冷器因此而产生。中冷器的面积及厚度越大,其散热能力越强。因为面积和厚度大,其内的小扁管数量、长度和散热叶片等皆随之增加,中冷器内的高温压缩空气及中冷器外的大气就有更多的接触面积及接触时间,热交换(散热)的面积和时间更充分,降温效果更好。虽然大容量中冷器有更好的冷却效能,但其加长了散热路径和增大了进气容度,会带来相对的压力损失,TurboLag 容易变大。

进气旁通阀

进气旁通阀(ReliefValve)一般又称为“进气泄压阀”。它安装在靠近节气门的进气管上,它是大部分涡轮增压发动机出厂时原配的泄压装置。

由于涡轮是利用废气排出的力量来驱动,当驾驶过程中收油门(如换挡、急刹车时),节气门关闭。涡轮叶片(压气机叶轮)在惯性作用下仍旧持续转动。此时因节气门的截断和叶片的继续增压所致,进气管路中(在节气门与涡轮之间)的空气压力会迅速提高。为了保护增压系统,当压力达到某一限定值后,进气旁通阀打开,把过剩的空气(压力)导回至滤清器与涡轮之间,实现降压保护的功能。

Blow-Off Valve(BOV)即俗称的“放气哇佬”,同样属于进气旁通阀。只是它一般被用作取代Relief Valve的改装部件。其功能基本上和Relief Valve 相同,唯一的差异仅在于Blow-off Valve的阀门并不会像Relief Valve那样容易受到进气压力的影响而开启(导致进气压力下降)。而且在节气门关闭后,Blow-off Valve 是将剩余压力直接向大气释放,并非再导于涡轮与滤清器之间再度增压。因此BlowoffValve 除了同样具有保护涡轮系统的效果外,在泄压反应上也比起原厂配置的Relief Valve 更为优异。但对于小排量或小增压的涡轮发动机来说,Blow-off Valve对再加油的动力响应会变差。另外Blow-off Valve 泄压时会产生更大的泄气声,令人听得更为兴奋,也成为涡轮增压车最为特殊的音效。

Ⅹ 涡轮增压和机械增压有什么不同

涡轮增压系统原理解构 涡轮系统是增压发动机中最常见的增压系统之一。 如果在相同的单位时间里,能够把更多的空气及燃油的混合气强制挤入汽缸(燃烧室)进行压缩燃爆动作(小排气量的引擎能“吸入”和大排气量相同的空气,提高容积效率),便能在相同的转速下产生较自然进气发动机更大的动力输出。涡轮增压利用废气驱动,基本没有额外的能量损耗(对发动机没有额外的负担),便能轻易地创造出大马力,是非常聪明的设计。情形就像你拿一台电风扇向汽缸内吹,硬是把风往里面灌,使里面的空气量增多,以得到较大的马力,只是这个扇子不是用电动马达,而是用引擎排出的废气来驱动。 一般而言,引擎在配合这样的一个“强制进气”的动作后,起码都能提升30%-40% 的额外动力,如此惊人的效果就是涡轮增压器令人爱不释手的原因。况且,获得完美的燃烧效率以及让动力得以大幅提升,原本就是涡轮增压系统所能提供给车辆最大的价值所在。 该系统包括涡轮增压器、中冷器、进气旁通阀、排气旁通阀及配套的进排气管道。 涡轮增压系统如何工作? 我们希望用以下简单的步骤让你明白涡轮增压的工作顺序,从而便能清楚了解涡轮增压系统的工作原理。 一,发动机排出的废气,推动涡轮排气端的涡轮叶轮(Turbine Wheel)②,并使之旋转。由此便能带动与之相连的另一侧的压气机叶轮(Turbine Wheel) ③也同时转动。 二,压气机叶轮把空气从进风口强制吸进,并经叶片的旋转压缩后,再进入管径越来越小的压缩通道作二次压缩,这些经压缩的空气被注入汽缸内燃烧。 三,有的发动机设有中冷器,以此降低被压缩空气的温度、提高密度,防止发动机产生爆震。 四,被压缩(并被冷却后)的空气经进气管进入汽缸,参与燃烧做功。 五,燃烧后的废气从排气管排出,进入涡轮,再重复以上(一)的动作。 涡轮增压器 涡轮增压器本体是涡轮增压系统中最重要的部件,也就是我们一般所说的“蜗牛”或“螺仔”。因涡轮的外形与蜗牛背上的壳或海产摊内的海螺十分近似而得名。 涡轮增压器本体是提高容积效率的核心部件,其基本结构分为:进气端、排气端和中间的连接部分。 其中进气端包括压气机壳体(Compressor Housing,包括压气机进风口(Compressor Inlet)、压气机出风口(Compressor Discharge)、压气机叶轮(Compressor Wheel)。 而排气端包括涡轮壳体(Turbine Housing, 其中包括涡轮进风口(Turbine Inlet)、涡轮出风口(TurbineDischarge)、涡轮叶轮(Turbine Wheel)。 在两个壳体间负责连接两者的,还有一个轴承室(CenterHousing),安装有负责连接并承托起压气机叶轮、涡轮叶轮,应付上万转速的涡轮轴(Shaft),以及与之对应的机油入口(Oil Inlet)、机油出口(OilOutlet)等(甚至包括水入口和出口)。 “高温”是涡轮增压器运作时面临的最大考验。涡轮运转时,首先接触的便是由引擎排出的高温废气(第一热源),其推动涡轮叶轮并带动了另一侧的压气机叶轮同步运转。整个叶片轮轴的转速动辄120000-160000rpm。所以涡轮轴高速转动所产生的热量非常惊人(第二热源),再加上空气经压气机叶轮压缩后所提高的温度(第三热源),这三者成为涡轮增压器最最严峻的高温负担。涡轮增压器成为一个集高温原件于一体的独立工作系统。所以“散热”对于涡轮增压器非常重要。涡轮本体内部有专门的机油道(散热及润滑),有不少更同时设计有机油道以及水道,通过油冷及水冷双重散热,降低增压器温度。 涡轮轴 涡轮轴(Bearing)看起来只是简单的一根金属管,但实际上它是一个肩负120000-160000rpm 转动及超高温的精密零件。其精细的加工工差、精深的材料运用和处理正是所有涡轮厂最为核心的技术。传统的涡轮轴使用波司轴承(Bushing Bearing)结构。它确实只是一根金属管,其完全倚仗高压进入轴承室的机油实现承托散热,因此才能高速地转动。 而新近出现的滚珠轴承(Ball Bearing)逐渐成为涡轮轴发展的趋势。顾名思义,滚珠轴承就是在涡轮轴上安装滚珠,取代机油成为轴承。滚珠轴承有众多好处:摩擦力更小,因此将有更好的涡轮响应(可减少涡轮迟滞),并对动力的极限榨取更有利;它对涡轮轴的转动动态控制更稳定(传统的是靠机油做轴承,行程漂浮);对机油压力和品质的要求相对可以降低,间接提高了涡轮的使用寿命。但其缺点是耐用性不如传统的波司轴承,大约7 万-8 万公里就到寿命极限,且不易维修、维修费昂贵。因此重视耐久性的涡轮制造厂( 如KKK) 就不会推出此型式涡轮。 涡轮叶轮 涡轮叶轮的叶片型式,可分为“水车式” 叶片(外形是直片设计,让废气冲撞而产生回旋力量,直接与回转运动结合),及“风车式”叶片(外形为弯曲型叶片设计,除了利用冲撞的力量以外,还能有效利用气流进入叶片与叶片之间,获取废气膨胀能量)。涡轮叶轮的轮径及叶片数会影响马力线性,理论上来说,叶片数愈少,低速响应较差,但高速时的爆发力与持续力却不是多叶片可比拟的。 涡轮叶轮的叶片大多以耐高热的钢铁制造(有的使用陶瓷技术),但由于铁本身的质量较大,于是又轻又强的钛合金叶片因此产生。只是在量产车中,现在只有三菱LancerEVO Ⅸ RS 车型有搭载钛合金叶片涡轮(EVO 的钛合金涡轮型号为TD05-HRA,一般的则为TD05-HR 请读者明鉴)。而改装品中,也只有Garrett 出品的赛车专用涡轮使用钛合金,除此以外暂没听说。 压气机叶轮 叶片是涡轮的动力来源。但压气机叶轮及涡轮叶轮各有不同的功用,因此叶片外形当然也不一样。压气机叶轮基本上是把如何将空气有效率地推挤入压缩信道视为首要任务,然后再加以决定其形状。 一般原厂涡轮的压气机叶轮(Compressor Wheel) 都使用全叶片的设计,即叶片是整片从顶端到末端的设计。而为了增加吸入空气的通路面积,提升高速回转时的效率,目前已出现了许多在全叶片旁穿插安装半块叶片的叶轮(此种设计多出现在改装品上)。 而压气机叶轮设计的另一个目的是让压缩空气的流速均等化。传统的叶轮为“放射型压缩轮”,其两叶片之间的气体流速变化很快:位于叶轮运转方向前方的空气,被叶片挤压,故流速很快。但叶片后方的空气则因为吸入阻力及回压力等因素,流速较慢。当节气门半开时,压气机叶轮转速下降,进入压缩轮的空气速度就会降低。而之前已被压缩的空气量如果此时相对过多,便会出现“真空”的状态,无法输送空气(压气机叶轮转速无法产生大于进气管中气压的压力),相对压力也就无法产生了(压力回馈),这也就是所谓的“气体剥离” (Compressor Surge) 现象。 所谓的Surge 效应,就好比我们用手去搅动水桶里的水,当手搅动的速度愈快,水桶里的水就会愈来愈向水桶边缘扩散,接着水桶里的水位也就会愈来愈低,到最后水桶里的水则变成只能在水桶周围旋转,而无法落下。这样的现象也会发生在空气流体力学上。大家可以试想:压气机进风口就好比是一个水桶,周围空气就像是水,至于涡轮叶片就好比是搅动的手,当涡轮叶片转速一旦提升,进气口内的气流就会逐渐向周围扩散,转速提升愈高,气流就愈向周围靠近,导致涡轮叶片中央位置会愈来愈吸不到空气,到最后甚至会呈现真空的状态,使得空气只能从叶片周围进入,进气效率当然也就会跟着下降,这样的现象就是所谓的Surge 效应。而迎风角度大的叶片,进气效率虽较好,但却容易在高转速时发生Surge 效应,而角度较小的叶片则反之。 为了防止“气体剥离”现象,把叶片角度设计成向运转方向缩小(与涡轮轴线方向更接近),以维持流速均一化的“反向”压缩轮渐渐成为改装品的主流,而这也就是改装界所谓的“斜流”叶片。“斜流”叶片通常都在原有的主叶片下,多加半个叶片(一般其角度更接近涡轮轴线方向,即更竖直)。若从进气入口正视压气机叶轮,可看到两个叶片重叠,就代表这是“斜流” 叶轮。而Hybrid Turbine 的压气机叶轮通常亦会使用“斜流”叶片( 后方并加以切平) 搭配漏斗式的加大吸气口来增加出风量。此外,还有压气机进风口处加设循环排气孔,让流失的压缩空气2次循环来减少surge效应的新设计(此处不赘述,HKS T04Z 便有此设计)。 内置式排气旁通阀 内置式排气旁通阀(Internal Wastegate,俗称Actuator),是目前涡轮系统中最常见的泄压装置,一般又被称为连动式排气泄压阀。“Actuator”直接配置在涡轮上,利用一支连杆来控制涡轮排气中的阀门,一旦涡轮压缩空气端的增压值达到限定的程度,进气压力便会推“Actuator”的连杆,使涡轮排气侧内的旁通阀门开启,部分废气不经涡轮叶轮(Turbine Wheel)直接排到排气管。这样减少“吹动”涡轮叶轮的废气流量,涡轮叶轮转速降低,同时带动压气机叶轮转速降低。因此“Actuator”既是限制涡轮最高转速的装置,也是使涡轮进气端增压压力维持一个稳定值(不会长时间过高)的装置。 外置式排气旁通阀 外置式排气旁通阀(External Wastegate,俗称Wastegate)也被称为排气泄压阀,功能与“Actuator”大致相同,但结构与安装位置有别。结构上“Wastegate”省去了连杆和在涡轮内的排气阀门。而位置上“Wastegate”以独立方式安装在涡轮与排气管头段之间,而无须像“Actuator”那样依附于涡轮增压器本体上。一旦涡轮增压值达到设定上限,“Wastegate”排出( 可直接排向大气或导回排气管内) 多余的废气,减少“吹动”涡轮叶轮的废气流量,进而使涡轮保持稳定的增压值。“Wastegate”比“Actuator”有更大的增压容量(可配用大的弹簧)且反应灵敏,所以更适合用在大马力或高增压涡轮发动机上,尤其是使用差异过大的Hybird 涡轮,更是必备用品! 中冷器 中冷器(中央冷却器,Intercooler)位于压气机出风口与节气门之间的“散热排”。其构造有点像水箱,就是运用横向的众多小扁铝管分割压缩空气,然后利用外界的冷风吹过与细管相连的散热鳍片,达到冷却压缩空气的目的,使进气温度较为接近常温。 引擎最不喜欢高温的气体,因为高温空气会使马力下降。特别是四季炎热的亚热带地区。但由于涡轮增压器会把吸进引擎的气体进行强制压缩,从而使空气密度提高,但与此同时,空气的温度也会急剧上升。温度上升又反过来造成被压缩空气的氧含量下降。此外这股热气未经冷却即进入高温的汽缸,将导致燃油的不规则预燃(爆震),使引擎温升进一步加剧,增加了熔毁活塞的可能。 为了提升空气密度,同时兼顾空气中的含氧量,我们需要在压缩空气后(压缩程度较大)降低进气的温度。中冷器因此而产生。中冷器的面积及厚度越大,其散热能力越强。因为面积和厚度大,其内的小扁管数量、长度和散热叶片等皆随之增加,中冷器内的高温压缩空气及中冷器外的大气就有更多的接触面积及接触时间,热交换(散热)的面积和时间更充分,降温效果更好。虽然大容量中冷器有更好的冷却效能,但其加长了散热路径和增大了进气容度,会带来相对的压力损失,TurboLag 容易变大。 进气旁通阀 进气旁通阀(ReliefValve)一般又称为“进气泄压阀”。它安装在靠近节气门的进气管上,它是大部分涡轮增压发动机出厂时原配的泄压装置。 由于涡轮是利用废气排出的力量来驱动,当驾驶过程中收油门(如换挡、急刹车时),节气门关闭。涡轮叶片(压气机叶轮)在惯性作用下仍旧持续转动。此时因节气门的截断和叶片的继续增压所致,进气管路中(在节气门与涡轮之间)的空气压力会迅速提高。为了保护增压系统,当压力达到某一限定值后,进气旁通阀打开,把过剩的空气(压力)导回至滤清器与涡轮之间,实现降压保护的功能。 Blow-Off Valve(BOV)即俗称的“放气哇佬”,同样属于进气旁通阀。只是它一般被用作取代Relief Valve的改装部件。其功能基本上和Relief Valve 相同,唯一的差异仅在于Blow-off Valve的阀门并不会像Relief Valve那样容易受到进气压力的影响而开启(导致进气压力下降)。而且在节气门关闭后,Blow-off Valve 是将剩余压力直接向大气释放,并非再导于涡轮与滤清器之间再度增压。因此BlowoffValve 除了同样具有保护涡轮系统的效果外,在泄压反应上也比起原厂配置的Relief Valve 更为优异。但对于小排量或小增压的涡轮发动机来说,Blow-off Valve对再加油的动力响应会变差。另外Blow-off Valve 泄压时会产生更大的泄气声,令人听得更为兴奋,也成为涡轮增压车最为特殊的音效。机械增压,就是利用发动机的动力来带动一个罗兹压气机,通过发动机本身的动力来压缩空气。它跟空调压缩机很相似。

它的工作原理与发动机机油泵、水泵有些类似,也是与发动机动力相连,只不过压缩的是空气而已。由于它是由发动机来带动的,所以只要发动机在运转,它就可以压缩空气进行工作。

而废气涡轮增压系统是靠排出的废气的动力来推动增压器的扇叶,从而使增压器进行工作的。这个增压器的转速通常能接近10万转/分钟。所以用废气流推动扇叶由0增加到10万转/分钟是需要一个相对较长的响应过程的。这也就是涡轮增压系统的“滞后性”。而机械增压器是靠发动机通过皮带来带动增压器的,故不存在这个问题。(当然,奔驰S600上的双涡轮增压系统上就有一个质量较小的轻便小涡轮,这个小涡轮可以在发动机低速运转时就开始压缩空气)

不过出于经济性考虑,机械增压系统的电磁离合器在怠速工况时是断开的,也就是说怠速时增压器不工作,但是只要踩下油门,电磁离合器就可以迅速连接发动机动力。所以机械增压能够给汽车带来很好的低转扭矩,让起步时冲劲十足。虽然克服了涡轮增压器迟滞的缺陷,但单机械增压也并非完美,因为它要消耗发动力动力的。在低转速时,由于转速低损耗也就小,但如果处于高转速工况,那么这样能量损耗是非常大的。不仅经济性差,高转动力性也要受到影响。这点就不如废气涡轮增压系统好了。

针对自然进气(NA)引擎在高转速区域会出现进气效率低落的问题,从最基本的关键点着手,也就是想办法提升进气歧管内的空气压力,以克服气门干涉阻力,虽然进气歧管、气门、凸轮轴的尺寸不变,但由于进气压力增加的结果,让每次气门开启时间内能挤入燃烧室的空气增加了,因此喷油量也能相对增加,让引擎的工作能量比增压之前更为强大,这就是增压(Charge)的基本原理。

现今运用在汽车的增压系统有两大主流

机械增压(Super Charge)、涡轮增压(Turbo Charge)

本文将机械增压方式,并分析其优缺点。

机械增压器(Super Charge)之构造

机械增压器采用皮带与引擎曲轴皮带盘连接,利用引擎转速来带动机械增压器内部叶片,以产生增压空气送入引擎进气歧管内,整体结构相当简单,工作温度界于70℃-100℃,不同于涡轮增压器靠引擎排放的废气驱动,必须接触400℃-900℃的高温废气,因此机械增压系统对于冷却系统、润滑油脂的要求与NA自然进气引擎相同,机件保养程序大同小异。

机械增压器(Super Charge)之特性

由于机械增压器采用皮带驱动的特性,因此增压器内部叶片转速与引擎转速是完全同步的,基础特性为:

引擎rpm X(R1/R2)= 增压器叶片之rpm

R1 引擎皮带盘之半径

R2 机械增压器皮带盘之半径

由于各类引擎的皮带盘尺寸差异不大,同时受限于引擎安装空间,因此机械增压器的工作转速远低于30,000rpm,与涡轮增压器经常处于100,000rpm以上超高转域的情形相去甚远,同时机械增压器转速是完全连动于引擎转速,两者呈现平起平坐的现象,形成一组稳定之等差数线,而且增压器与引擎之间会互相影响,当一方运转受阻的时候,必定会藉由皮带传输而影响另一方的运作,这就是机械增压器的特性。

由于制造成本的限制,市售车辆的引擎最高转速多半维持在7500rpm以下,理想的机械增压器应该在1000rpm-7500rpm的引擎工作区域之内,产生一足够且稳定之增压值,让引擎输出提升20-40%,因此机械增压器必须在低转速就产生增压效应,通常引擎一脱离怠速区域,在1000rpm-1300rpm即能带动机械增压器产生增压效果,并延续至引擎最高转速,因此整体增压曲线是呈现一缓步上升之平滑曲线,经由供油程序与泄压阀的调整,即可达成“高原型”引擎输出功率曲线的目标。

不过看似完美无缺的机械增压系统,却有一个小问题存在,由于机械增压器的动力来源完全依靠引擎带动,而引擎的负担越轻,转速提升就越快,这就是为什么比赛用房车都事先拆除冷气压缩机的原因,若是方程式(formula)赛车,甚至连激活马达、机油帮浦都改成外部连接,以减少对引擎造成的负担,因此增压器本身的运转阻力必须越小越好,才不会拖累引擎的工作效率。

然而增压器产生的能量(增压值)与阻力成正比关系,如果一味追求增压值,虽然引擎输出的能量大增,但是相对的增压器内部叶片受风阻力也会升高,当阻力达到某一界限时,增压器本身的阻力会让引擎承受极大的负担,严重影响引擎转速的提升,因此设计师必须在增压值与引擎负担之间取得妥协,以避免高增压系统带来的负面效应。

目前欧洲生产的机械增压系统多半采取0.3-0.5kg/c㎡的低增压,着重在于低转速扭力输出与中高转速“高原型”马力输出,而台湾“特嘉”研发的新式低阻抗增压器可以产生0.6-0.9kg/c㎡的中度增压值,动力提升的幅度更为显著,虽然机械增压系统在现阶段仍然无法突破1.0kg/c㎡的高增压范围,而涡轮增压早已突破2.0kg/c㎡的超增压境界,单就效率而言,涡轮增压系统可以用“倍数”来提升引擎输出,但是两者在结构上无法相提并论。

高增压涡轮增压系统必须让引擎承受由负压转变为正压的剧烈变化与高压,因此引擎内部机件的材质与加工精密度要求很高,对于冷却、润滑系统的要求也远较一般引擎来得高,保养间隔短、手续繁杂、工作寿命短..等等都是高增压值涡轮引擎的缺点。

在引擎机件维持原有形式,不用额外制造高单价精密机件的情形下,机械增压系统可以让引擎动力输出增进20-40%,又不至于造成维修体系的负担,因此各大车厂在近年都有开发机械增压引擎的计划,例如:BENZ、Jaugar、Aston Martin..等等欧洲高级车厂都采用机械增压系统来延长现有引擎的生产寿命,并达成环保、省油、高效率的目标,以大幅节省新引擎的开发费用。

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