渦輪增壓器工作原理

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1、渦輪增壓器工作原理 當(dāng)人們談?wù)撡愜?chē)或高性能跑車(chē)時(shí)，渦輪增壓器通常都是必談的話題。 渦輪增壓器也用于大型柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中。 渦輪可以顯著提升發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力，而不會(huì)大幅度增加發(fā)動(dòng)機(jī)重量，這也是渦輪增壓器如此受歡迎的一個(gè)重要因素。 點(diǎn)擊查看原圖 (20.5 KB) 2010-02-18 22:59 渦輪增壓器 在本文中，我們將了解渦輪增壓器在極端工作條件下如何增加發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。 同時(shí)我們也將了解“廢氣泄放閥”、陶瓷渦輪葉片以及滾珠軸承如何幫助渦輪增壓器提高性能。 渦輪增壓器是一種強(qiáng)制引導(dǎo)系統(tǒng)。 它對(duì)流入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)行壓縮（有關(guān)普通

2、發(fā)動(dòng)機(jī)中氣流的介紹，請(qǐng)參考汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理）。 壓縮空氣可以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)⒏嗟目諝鈮旱綒飧桌铮嗫諝饩鸵馕吨芟驓飧變?nèi)注入更多的燃料。 因此，每個(gè)氣缸的燃燒沖程就能產(chǎn)生更多動(dòng)力。 渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力要比相同普通發(fā)動(dòng)機(jī)大得多。 這樣就可顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力重量比（有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參考馬力及其應(yīng)用）。 為了獲得這種性能上的提升，渦輪增壓器使用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，而渦輪則帶動(dòng)氣泵旋轉(zhuǎn)。 渦輪在渦輪機(jī)中的最高轉(zhuǎn)速為每分鐘150,000轉(zhuǎn)——這相當(dāng)于大多數(shù)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的30倍。 同時(shí)由于與排氣管相連，渦輪的溫度通常非常高。 渦輪增壓器基礎(chǔ)知識(shí) 增加發(fā)動(dòng)機(jī)所能燃

3、燒的燃料和空氣是提升發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力最可靠的方法之一。 增加燃料和空氣的方法之一是增加氣缸數(shù)或增大氣缸容積。 有時(shí)這些方法并不可行。這時(shí)使用渦輪將是增加動(dòng)力更簡(jiǎn)便、有效的方法，尤其在購(gòu)買(mǎi)后自行改裝時(shí)更是如此。 點(diǎn)擊查看原圖 (40.7 KB) 2010-02-18 23:01 渦輪增壓器在汽車(chē)中的位置 渦輪增壓器使發(fā)動(dòng)機(jī)能將更多的燃料和空氣注入氣缸，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠燃燒更多的燃料和空氣。 渦輪增壓器通常能夠產(chǎn)生41-55千帕的氣壓。 由于在海平面大氣壓力為1012.8千帕，因此發(fā)動(dòng)機(jī)中注入的空氣會(huì)增加50%。 從而發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部動(dòng)力可增加50%。 但上述過(guò)

4、程并不能完全實(shí)現(xiàn)，實(shí)際動(dòng)力可能增加30-40%。 在使用渦輪增加發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力過(guò)程中，有一個(gè)原因會(huì)導(dǎo)致渦輪效率低下，那就是需要?jiǎng)恿?dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。 將渦輪裝在排氣管內(nèi)會(huì)增加排氣管內(nèi)的空氣阻力。 這意味著，發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣沖程時(shí)，不得不克服更高的負(fù)壓。 這會(huì)稍微減少發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)力。 渦輪增壓器適用于高海拔 渦輪增壓器在空氣較為稀薄的高海拔地區(qū)很有用。 在高海拔地區(qū)，通常普通發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力會(huì)減小，因?yàn)樵诨钊拿總€(gè)沖程中，發(fā)動(dòng)機(jī)都只能獲得少量的空氣。 渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可能同樣會(huì)減小動(dòng)力，但減小量會(huì)少很多，因?yàn)橄”〉目諝鈺?huì)更容易被渦輪增壓器抽入發(fā)動(dòng)機(jī)。 裝有化油器的老式汽車(chē)為了

5、適應(yīng)氣缸內(nèi)增加的空氣，會(huì)自動(dòng)增加燃料。 使用燃料直噴技術(shù)的現(xiàn)代汽車(chē)一定程度上也會(huì)在作相同的調(diào)整。 燃料噴射系統(tǒng)通過(guò)裝在排氣管內(nèi)的氧氣含量傳感器來(lái)判斷空燃比是否正確，因此加裝渦輪后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增加燃料。 在采用燃料直噴技術(shù)的汽車(chē)中，如果渦輪增壓器過(guò)多地增加空氣壓縮率，系統(tǒng)可能無(wú)法提供足夠的燃料（要么是控制器的軟件程序不允許，要么是燃料泵和噴射器無(wú)法提供如此多的燃料）。 在這種情況下，為了最大程度地利用渦輪增壓器，必須對(duì)車(chē)輛進(jìn)行其他改進(jìn)。 渦輪增壓器的工作原理 渦輪增壓器連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管。 氣缸內(nèi)排出的尾氣帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，與燃?xì)廨啓C(jī)類(lèi)似。 渦輪通過(guò)軸與安裝在空氣過(guò)濾器與吸氣管

6、之間的壓縮機(jī)相連。 壓縮機(jī)把空氣壓縮到氣缸中。 點(diǎn)擊查看原圖 (25.59 KB) 2010-02-18 23:02 渦輪增壓器在汽車(chē)中的連接方式 氣缸排出的尾氣流過(guò)渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)。 流過(guò)葉片的尾氣越多，渦輪旋轉(zhuǎn)速度就越快。 點(diǎn)擊查看原圖 (31.99 KB) 2010-02-18 23:04 渦輪增壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 在連接渦輪的軸另一端，壓縮機(jī)將空氣抽到氣缸中。 壓縮機(jī)是一種離心泵，它在葉片的中心位置吸入空氣，并在旋轉(zhuǎn)時(shí)將空氣甩到外面。 為了適應(yīng)高達(dá)150,000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速，必須小心支撐渦輪軸。 大部分軸承在這樣的高速下會(huì)爆炸，所以絕大多數(shù)的渦輪增壓機(jī)使用的是液壓軸承。 這類(lèi)軸承能使軸浮于一層薄薄的油膜上，這些油從軸四周恒定抽入。 這可以起到兩個(gè)作用： 一方面能夠降低軸和一些其他渦輪增壓機(jī)部件的溫度，另一方面能夠減小軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)遇到的摩擦。 點(diǎn)擊查看原圖 (12.66 KB) 2010-02-18 23:06 渦輪壓縮機(jī)葉片 在為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)渦輪增壓機(jī)時(shí)，需要權(quán)衡許多利弊。