渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是依靠渦輪增壓器來(lái)加大發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的一種發(fā)動(dòng)機(jī),渦輪增壓器(Turbo)實(shí)際上就是一個(gè)空氣壓縮機(jī)。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣作為動(dòng)力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪(位于排氣道內(nèi)),渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪(位于進(jìn)氣道內(nèi)),葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來(lái)的新鮮空氣,再送入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步加快,空氣壓縮程度就得以加大,發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量就相應(yīng)地得到增加,就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。
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)裝上渦輪增壓器后,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。這樣也就意味著同樣一臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)在經(jīng)過(guò)增壓之后能夠產(chǎn)生更大的功率。就拿我們最常見(jiàn)的1.8T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),經(jīng)過(guò)增壓之后,動(dòng)力可以達(dá)到2.4L發(fā)動(dòng)機(jī)的水平,但是耗油量卻比1.8發(fā)動(dòng)機(jī)并不高多少,在另外一個(gè)層面上來(lái)說(shuō)就是提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放。
不過(guò)在經(jīng)過(guò)了增壓之后,發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)候的壓力和溫度都大大升高,因此發(fā)動(dòng)機(jī)壽命會(huì)比同樣排量沒(méi)有經(jīng)過(guò)增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)要短,而且機(jī)械性能、潤(rùn)滑性能都會(huì)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(dòng)機(jī)上的應(yīng)用。
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(dòng)機(jī)排量受到限制的賽車比賽里面,發(fā)動(dòng)機(jī)就能夠獲得更大的功率。
眾所周知,發(fā)動(dòng)機(jī)是靠燃料在汽缸內(nèi)燃燒做功來(lái)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(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率也會(huì)受到限制,如果發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能已處于最佳狀態(tài),再增加輸出功率只能通過(guò)壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸來(lái)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(dòng)機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機(jī)械裝置。
大家可能會(huì)覺(jué)得渦輪增壓裝置非常復(fù)雜,其實(shí)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(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。這樣一個(gè)整體的渦輪增壓裝置就做好,你的發(fā)動(dòng)機(jī)就好像電腦CPU一樣被"超頻"了。
我們平常所說(shuō)的渦輪增壓裝置其實(shí)就是一種空氣壓縮機(jī),通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量,一般來(lái)說(shuō),渦輪增壓都是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)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(lái)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。
向一支正在燃燒的香煙吹氣,吹出的混合加壓氣體可產(chǎn)生類似原理,使火焰溫度提升。
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是靠汽油與空氣形成的可燃混合氣在缸內(nèi)燃燒做功輸出動(dòng)力的,電噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和轉(zhuǎn)矩的的大小取決于進(jìn)入汽缸內(nèi)的空氣量,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能已處于最佳狀態(tài)時(shí),要想提高其輸出功率只有通過(guò)壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸來(lái)增加可燃混合氣量,從而提高燃燒做功能力,提高其輸出功率。渦輪增壓器即是利用壓力推動(dòng)殼體里的泵輪葉輪旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)進(jìn)氣增壓室渦輪葉輪將空氣壓進(jìn)汽缸,從而使提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的控制裝置。
廢氣渦輪增壓器的工作原理如圖1所示。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管1接在渦輪增壓器的渦輪殼4上(渦輪室進(jìn)氣口)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的具有一定壓力的高溫廢氣經(jīng)渦輪殼4進(jìn)入噴嘴環(huán)3時(shí),由于此處面積由大到小,因而廢氣的壓力和溫度下降,流速迅速提高。高溫高速的廢氣氣流沖擊渦輪2,使渦輪高速旋轉(zhuǎn),廢氣的壓力、溫度、流速越高,渦輪轉(zhuǎn)速也越高。通過(guò)渦輪的廢氣后排入大氣。這時(shí)與渦輪2同裝在一根轉(zhuǎn)子軸5上的壓氣機(jī)葉輪9也以相同的速度,將經(jīng)空氣濾清器濾清過(guò)的空氣吸入壓氣機(jī)殼10。高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪9把空氣甩向葉輪的外緣,使其速度和壓力增加,并進(jìn)入形狀做成進(jìn)口小出口大的擴(kuò)壓器8,使氣流的速度下降,壓力升高。再通過(guò)斷面由小到大的環(huán)形壓氣機(jī)殼10,使空氣壓力繼續(xù)升高。最后,高壓空氣流經(jīng)中冷器11和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管6進(jìn)入汽缸。由于增大了充氣效率,使燃油燃燒更加充分,在排量不變的情況下使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出更大的功率。
渦輪增壓器的發(fā)明者是誰(shuí),比較公認(rèn)的說(shuō)法是瑞士工程師比希,于1905年申報(bào)了此項(xiàng)專利,當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和坦克發(fā)動(dòng)機(jī),直到1961年美國(guó)通用汽車公司才將渦輪增壓器試探性的裝在其生產(chǎn)的某種車型上,20世紀(jì)70年代成為了渦輪增壓器的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),裝配增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的保時(shí)捷911問(wèn)世。但讓渦輪增壓技術(shù)煥發(fā)青春的非瑞典SAAB紳寶公司莫屬,它于1977年推出的SAAB99車型將渦輪增壓技術(shù)傳播的更廣泛,但那時(shí)的渦輪增壓器僅限于裝配在小車的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上面,一直到80年代中期,歐美的卡車制造商才將渦輪增壓技術(shù)應(yīng)用在各自的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上面,而國(guó)產(chǎn)車是在最近10年才開(kāi)始逐漸流行帶渦輪增壓器車型的。
渦輪系統(tǒng)是增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中最常見(jiàn)的增壓系統(tǒng)之一。如果在相同的單位時(shí)間里,能夠把更多的空氣及燃油的混合氣強(qiáng)制擠入汽缸(燃燒室)進(jìn)行壓縮燃爆動(dòng)作(小排氣量的引擎能“吸入”和大排氣量相同的空氣,提高容積效率),...
Turbo的套件有很多廠家生產(chǎn) 這其中HKS的比較出名 也有廠車用的普及型號(hào)Turbo可以流用 比如K03 &nb...
19世紀(jì)末期,隨著葉輪式機(jī)械的誕生,人們便認(rèn)識(shí)到它與活塞式內(nèi)燃機(jī)的不同。1905年11月瑞士工程師布希( Alfred Buchi)提出了活塞式內(nèi)燃機(jī)與葉輪式機(jī)械相結(jié)合的方案即廢氣渦輪增壓器。1925年布希獲得“脈沖增壓”專利,21世紀(jì)仍作為提高內(nèi)燃機(jī)性能的重要手段繼續(xù)被研究。
20世紀(jì)20年代,瑞士某公司首先設(shè)計(jì)并試制成第一臺(tái)廢氣渦輪增壓器,和四沖程柴油機(jī)匹配。這臺(tái)增壓器增壓比為1.3,采用兩級(jí)離心式壓氣機(jī),是柴油機(jī)發(fā)展史上另一個(gè)里程碑。1926年,世界上第一家增壓器公司在瑞士成立,同年德國(guó)生產(chǎn)出第一批渦輪增壓柴油機(jī),使柴油機(jī)的功率由423 kW提高到551 kW,提高了30%。但其增壓比不超過(guò)15,使用壽命也比較短。
20世紀(jì)40年代,渦輪增壓器的技術(shù)逐步成熟起來(lái),如美國(guó)某公司早期生產(chǎn)低壓比的BF、E系列,1949 年開(kāi)始生產(chǎn)的L、H系列,60 年代生產(chǎn)的C系列,瑞士某公司公司制定的VTR系列,英國(guó)某公司制定的MS和HP系列等。這一時(shí)期代表性的增壓器是法國(guó)某公司于1962年在漢諾威展覽會(huì)上首次展出的HS-400渦輪增壓器,增壓比達(dá)25,渦輪進(jìn)(最高溫度600,最高轉(zhuǎn)速為20000r/min,增壓器重145 kg,用于功率294.2~441.3kW馬力的柴油機(jī)。
從20世紀(jì)50年代初到60年代初,船用柴油機(jī)增壓度從30%提高到了60%,這兩者使柴油機(jī)功率達(dá)到了22065kW。20世紀(jì)70年代,渦輪增壓器朝著高壓比、超高壓比的方向發(fā)展。如瑞士某公司1978年底完成的VTR4系列將壓比提高到了4.0-4.5,總效率達(dá)到了64%一65%,而其開(kāi)發(fā)的TPS系列船用增壓器,致力于高流通能力和高壓比,全負(fù)荷時(shí)壓比達(dá)到4.7。在壓比升高的同時(shí),增壓器的流量范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大?,F(xiàn)在,渦輪增壓器的壓氣機(jī)在相同的殼體下,在高效率區(qū)域內(nèi)最大流量和最小流量之比可達(dá)3.5以上。在研制高壓比、流量的增壓器同時(shí),渦輪增壓器的可靠性、壽命也不斷提高,其制造工藝也相應(yīng)的簡(jiǎn)化。如一種新的潤(rùn)滑油泵,它能利用離心力的作用分離出潤(rùn)滑油中的雜質(zhì),從而提高軸承的壽命。再如某公司的SUPER MET渦輪增壓器采用新的進(jìn)氣消音器后使壓氣機(jī)效率提高1.5%~3.5%。
今天,中重型車輛已經(jīng)普遍選用柴油機(jī)作為動(dòng)力。在西歐,轎車選用柴油機(jī)的比例逐年上升,其中柴油機(jī)轎車市場(chǎng)占有率已達(dá)30%~50%。現(xiàn)代柴油機(jī)已是高新技術(shù)產(chǎn)品的代表之一,現(xiàn)代柴油機(jī)具有節(jié)能、低污染的先天優(yōu)勢(shì),能滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求,這得益于普遍采用了渦輪增壓技術(shù)。通過(guò)采用渦輪增及渦輪增壓中冷技術(shù)可提高氣缸充量容積效率,提高空燃比,大大增加功率;如功率保持不變,可降低廢氣煙度、廢氣溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷。在內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展歷程中,渦輪增壓技術(shù)的應(yīng)用在提高內(nèi)燃機(jī)的比功率和燃油經(jīng)濟(jì)性、降低排放等方面發(fā)揮了重要的作用,被答為內(nèi)燃機(jī)發(fā)展史上的第二個(gè)里程碑。
汽油機(jī)渦輪增壓系統(tǒng)是由渦輪增壓器和中冷器兩部分組成,通過(guò)渦輪增壓器壓縮空氣,由中冷器對(duì)壓縮后的空氣進(jìn)行冷卻。渦輪增壓器由渦輪室和增壓器組成。渦輪室的進(jìn)氣口與排氣歧管相連,排氣口接在排氣管上;增壓器的進(jìn)氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在通往進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣管路上。渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi),二者同軸鋼性聯(lián)接。中冷器是渦輪增壓系統(tǒng)的一部分??諝獗桓弑壤龎嚎s后溫度會(huì)升高,容積率反而降低。所以,增壓后的空氣在進(jìn)入汽缸前要對(duì)其進(jìn)行冷卻。原理是在發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器之間加裝一個(gè)散熱器(稱作中央冷卻器,簡(jiǎn)稱中冷器),結(jié)構(gòu)類似于水箱散熱器,將高溫高壓空氣分散到許多細(xì)小的管道里,管道外有常溫空氣高速流過(guò)(有的采用循環(huán)水冷或冷卻風(fēng)扇),達(dá)到降溫的目的(可以將壓縮空氣的溫度從150℃降到50℃左右),在提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的同時(shí),降低了發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮始點(diǎn)的溫度和整個(gè)循環(huán)的平均溫度,從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度、熱負(fù)荷和 NOx的排放。
渦輪增壓增壓類型
機(jī)械增壓系統(tǒng):
渦輪增壓
這個(gè)裝置安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上并由皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連接,從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸獲得動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)增壓器的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),從而將空氣增壓吹到進(jìn)氣岐道里。其優(yōu)點(diǎn)是渦輪轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)相同,因此沒(méi)有滯后現(xiàn)象,動(dòng)力輸出非常流暢。但是由于裝在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸里面,因此還是消耗了部分動(dòng)力,增壓出來(lái)的效果并不高。
氣波增壓系統(tǒng):利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統(tǒng)增壓性能好、加速性好但是整個(gè)裝置比較笨重,不太適合安裝在體積較小的轎車?yán)锩妗?/p>
廢氣渦輪增壓系統(tǒng):這就是我們平時(shí)最常見(jiàn)的渦輪增壓裝置了,增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)任何機(jī)械聯(lián)系,實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī),通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)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(lái)的空氣,使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快,廢
渦輪增壓技術(shù)
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)入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。一般而言,加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩要增大20%-30%。但是廢氣渦輪增壓器技術(shù)也有其必須注意的地方,那就是泵輪和渦輪由一根軸相連,也就是轉(zhuǎn)子,發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪,渦輪帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn),泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)后給進(jìn)氣系統(tǒng)增壓。增壓器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣一側(cè),所以增壓器的工作溫度很高,而且增壓器在工作時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常高,可達(dá)到每分鐘十幾萬(wàn)轉(zhuǎn),如此高的轉(zhuǎn)速和溫度使得常見(jiàn)的機(jī)械滾針或滾珠軸承無(wú)法為轉(zhuǎn)子工作,因此渦輪增壓器普遍采用全浮動(dòng)軸承,由機(jī)油來(lái)進(jìn)行潤(rùn)滑,還有冷卻液為增壓器進(jìn)行冷卻。.
Structure of a exhaust turbo charger
The exhaust turbo charger consists of the turbine wheel and the shaft, the compressor wheel, the bearing case with the bearing, the compressor housing and the turbine housing. Furthermore small exhaust turbo charger need a unit to control the charge-air pressure (Waste Gate) which is integrated in the turbine housing.
Structure of a exhaust turbo charger
Legend:
1 Compressor back plane 2 Axial bearing 3 Bearing case 4 Heat shield 5 Turbo housing 6 Turbine wheel 7 Turbine exhaust 8 Waste Gate 9 Turbine intake 10 Oil exhaust 11 Bearing case insert | 12 Main bearing 13 Compression ring and retainer 14 Compressor wheel 15 Force cartridge 16 Air intake 17 Pressure hose 18 Diffuser 19 Compressor housing 20 Oil intake 21 Air exhaust |
Structure of a exhaust turbo charger
復(fù)合增壓系統(tǒng):即廢氣渦輪增壓和機(jī)械增壓并用,機(jī)械增壓有助于低轉(zhuǎn)速時(shí)的扭力輸出,但是高轉(zhuǎn)速時(shí)功率輸出有限;而廢氣渦輪增壓在高轉(zhuǎn)速時(shí)擁有強(qiáng)大的功率輸出,但低轉(zhuǎn)速時(shí)則力不從心。發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)師們于是就設(shè)想把機(jī)械增壓和渦輪增壓結(jié)合在一起,來(lái)解決兩種技術(shù)各自的不足,同時(shí)解決低速扭矩和高速功率輸出的問(wèn)題。這種裝置在大功率柴油機(jī)上采用比較多,汽油機(jī)上采用雙增壓系統(tǒng)(復(fù)合增壓系統(tǒng))的車型還比較少,大眾的1.4 TSI發(fā)動(dòng)機(jī)(這款發(fā)動(dòng)機(jī)兼顧了低速扭力輸出和高速功率輸出。在低轉(zhuǎn)速時(shí),由機(jī)械增壓提供大部分的增壓壓力,在1 500rpm時(shí),兩個(gè)增壓器同時(shí)提供增壓壓力。隨著轉(zhuǎn)速的提高,渦輪增壓器能使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更大的功率,與此同時(shí),機(jī)械增壓器的增壓壓力逐漸降低。機(jī)械增壓通過(guò)電磁離合器控制,它與水泵集合在一起。在轉(zhuǎn)速超過(guò)3500rpm時(shí),由渦輪增壓器提供所有的增壓壓力,此時(shí)機(jī)械增壓器在電磁離合器的作用下完全與發(fā)動(dòng)機(jī)分離,防止消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率)采用了這一系統(tǒng)。其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大、燃油消耗率低、噪聲小,只是結(jié)構(gòu)太復(fù)雜,技術(shù)含量高,維修保養(yǎng)不容易,因此很難普及。
渦輪增壓優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):在相同排量的前提下,能大幅提升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩,大約40%左右,也就是1.8T大約能相當(dāng)于2.4L。燃料燃燒的更充分。
缺點(diǎn):維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用貴不少,并且在城市中大部分時(shí)候渦輪增壓器是不工作的,因?yàn)橐话愣荚O(shè)定在3500轉(zhuǎn)左右才會(huì)啟動(dòng)渦輪增壓。而且安了渦輪增壓的車動(dòng)力輸出反應(yīng)滯后,油門踩下去提速會(huì)有一個(gè)延時(shí),因?yàn)閺U氣渦輪增壓器需要發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣驅(qū)動(dòng),當(dāng)你踩下油門后渦輪增壓器并沒(méi)有馬上提高工作效率,要等個(gè)兩秒以上才會(huì)反應(yīng)過(guò)來(lái)。
渦輪增壓原理圖冊(cè)(6張)
誠(chéng)然,渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力,不過(guò)它的缺點(diǎn)也有不少,其中最明顯的就是動(dòng)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(duì)油門驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩,也就是說(shuō)從你大腳踩油門加大馬力,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,而且這個(gè)時(shí)間還不短。一般經(jīng)過(guò)改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來(lái)增加或者減少發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出。如果你要突然加速的話,瞬間會(huì)有提不上速度的感覺(jué)。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,雖然各個(gè)使用渦輪增壓的廠家都在對(duì)渦輪增壓技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),但是由于設(shè)計(jì)原理問(wèn)題,因此安裝了渦輪增壓器的汽車駕駛起來(lái)的感覺(jué)是和大排量的汽車有一定差異的。譬如說(shuō)我們買了1.8T的渦輪增壓汽車,在實(shí)際的行駛之中,加速肯定不如2.4L的,但是只要度過(guò)了那段等待期,1.8T的動(dòng)力同樣會(huì)竄上來(lái),因此如果你追求駕駛的感覺(jué)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(ài)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?yàn)闇u輪并不是隨時(shí)都在啟動(dòng)的。對(duì)于那些啟動(dòng)轉(zhuǎn)速高的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),就拿斯巴魯(富士)翼豹的渦輪增壓來(lái)說(shuō),它的啟動(dòng)是在3500轉(zhuǎn)左右,5擋能夠上到3500轉(zhuǎn)估計(jì)速度都破120了,除非你故意停留在低檔位,否則不超過(guò)120公里的時(shí)速翼豹的渦輪增壓根本無(wú)法啟動(dòng)。這時(shí)那些低轉(zhuǎn)速啟動(dòng)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)更為合適,例如大眾的1.4Tsi/1.8Tsi發(fā)動(dòng)機(jī),在1750甚至1500轉(zhuǎn)的時(shí)候渦輪增壓就介入了,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。
目前主要的渦輪增壓技術(shù)有混流式渦輪增壓技術(shù)、可變渦輪增壓技術(shù)、兩級(jí)渦輪增壓技術(shù)、電輔助渦輪增壓技術(shù)。
混流式渦輪也稱斜流式渦輪,是一種介于徑流式渦輪和軸流式渦輪的一種中間形式。如圖2所示,由于葉片進(jìn)口傾斜,使得氣流能很好地適應(yīng)葉型的變化而平緩地過(guò)渡至軸向,并且可以有效地防止葉輪出口外徑增大帶來(lái)的輪緣處氣流脫離現(xiàn)象,使葉輪的內(nèi)部流場(chǎng)大為改善,與同樣輪徑的徑流式渦輪相比,流通能力增加約40%,可以滿足渦輪增壓器向高速、大容量變化發(fā)展要求。世界各國(guó)最新車用增壓器產(chǎn)品上,已采用大容量混流式渦輪和寬流量范圍的前傾后彎壓氣機(jī)來(lái)獲得高效率的增壓器性能。
渦輪流通部分起作用的共有三處截面,即渦輪進(jìn)氣截面、蝸殼出口環(huán)形截面以及葉輪出口截面。其中葉輪出口截面處調(diào)節(jié)因?qū)崿F(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜且易造成較大損失,調(diào)節(jié)效果不如前兩者,故一般不予考慮?;诖丝勺儨u輪增壓器有兩種結(jié)構(gòu),即可動(dòng)舌片增壓結(jié)構(gòu)和可變噴嘴增壓結(jié)構(gòu)。對(duì)于無(wú)葉徑流式渦輪機(jī),采用可動(dòng)舌片增壓結(jié)構(gòu)。如圖3所示,在渦輪進(jìn)氣截面后加擺動(dòng)舌片,通過(guò)舌片的擺動(dòng),改變蝸殼的面徑比A/R值,對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。在發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí),減小A/R值,提高渦輪轉(zhuǎn)速,增加進(jìn)氣壓力;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí),增加A/R值,提高進(jìn)氣量,保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出??蓜?dòng)舌片增壓結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)節(jié)方便,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,但由于流動(dòng)損失較大且調(diào)節(jié)范圍有一定限制,增壓器總效率低。
對(duì)于有葉徑流式渦輪機(jī),采用可變噴嘴增壓結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)主要適用于在大排量重型車用渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖4所示,渦輪外圍的葉片就是可變噴嘴葉片,在發(fā)動(dòng)機(jī)低速或怠速時(shí),噴嘴葉片關(guān)閉或開(kāi)度很小,增加進(jìn)氣壓力,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的低速轉(zhuǎn)矩和響應(yīng)性;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí),噴嘴葉片全開(kāi)或開(kāi)度加大,提高進(jìn)氣量,保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。但可變噴嘴渦輪增壓器仍不能徹底消除渦輪遲滯問(wèn)題,在設(shè)計(jì)和制造上難度較大,生產(chǎn)成本高。
二級(jí)渦輪增壓技術(shù),就是在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中采用兩個(gè)相互獨(dú)立的渦輪增壓器,實(shí)現(xiàn)增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)在更大工況范圍的良好匹配的一種技術(shù)。如圖5所式該渦輪增壓系統(tǒng)由一大一小兩個(gè)渦輪增壓器串聯(lián)搭配而成。在發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí),只有一個(gè)質(zhì)量小的渦輪增壓器工作,這時(shí)較少的排氣即可驅(qū)動(dòng)這只渦輪高速旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生足夠的進(jìn)氣壓力,改善發(fā)動(dòng)機(jī)的低速轉(zhuǎn)矩和渦輪遲滯問(wèn)題。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí),質(zhì)量大的渦輪增壓器開(kāi)始介人工作,提高進(jìn)氣量,保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。
二級(jí)渦輪增壓技術(shù)在提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和加速性的同時(shí),可以改善渦輪遲滯現(xiàn)象,但與單級(jí)系統(tǒng)相比,在部分負(fù)荷時(shí)采用二級(jí)增壓系統(tǒng)增壓比下降快,使得發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷性能惡化。此外,二級(jí)渦輪增壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本較高。
如圖6所示,電輔助渦輪增壓系統(tǒng)主要增加了電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、電路控制單元、電池、高功率逆變電源和一些傳感器。其中,電控單元和電池可與發(fā)動(dòng)機(jī)共用。在發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí),電控單元發(fā)出控制信號(hào),電機(jī)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)工作,電池中儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)化為壓氣機(jī)的動(dòng)能,增壓進(jìn)氣壓力,改善發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性和低速轉(zhuǎn)矩問(wèn)題。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定程度,壓氣機(jī)能夠提供足夠的空氣時(shí),電機(jī)就可以關(guān)閉或脫開(kāi)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速大負(fù)荷工況時(shí),電控單元發(fā)出控制信號(hào)起動(dòng)發(fā)電機(jī),回收渦輪能量中的一部分,通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中心。電輔助技術(shù)改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的低速轉(zhuǎn)矩和渦輪遲滯問(wèn)題,降低了燃油消耗率,擴(kuò)大了發(fā)動(dòng)機(jī)的高效、經(jīng)濟(jì)區(qū)域。但由于輔助電機(jī)加人使得轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加,對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和增壓器軸提出了很高的要求。
主要表現(xiàn)在動(dòng)力下降,冒黑煙、藍(lán)煙,燃油經(jīng)濟(jì)性差,機(jī)油消耗量明顯過(guò)多。其原因有三方面:
①空氣濾清器太臟,不能向發(fā)動(dòng)機(jī)提供高密度的潔凈空氣;
②葉輪破損,引起進(jìn)氣量不足;
③進(jìn)氣的灰塵太多,葉輪和增壓器殼接縫處有油泥,影響了增壓器葉輪轉(zhuǎn)速,造成進(jìn)氣量不足。
增壓壓力偏低是指與正常情況相比(增壓壓力低于正常值的 90%))。增壓壓力偏低,使氣缸內(nèi)充量減少,不但柴油機(jī)功率下降,而且會(huì)使氣缸內(nèi)燃燒過(guò)程惡化,油耗和排氣溫度升高。
這是比較常見(jiàn)的故障,也是影響增壓器使用壽命的主要原因。增壓器轉(zhuǎn)速很高,其浮動(dòng)軸承的潤(rùn)滑全靠來(lái)自油底殼的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。以正常壓力進(jìn)入軸承間隙的機(jī)油在通過(guò)軸承工作面后,機(jī)油壓力變?yōu)榱悖孔陨碇亓α骰赜偷讱?,不?huì)從增壓器兩端流出。在正常工作時(shí),增壓器兩葉輪之間有一定的壓力,機(jī)油是不會(huì)從低壓的軸承區(qū)流向兩端高壓區(qū)的,而且兩葉輪和浮動(dòng)軸承之間還有密封環(huán),一般情況下不會(huì)發(fā)生漏油現(xiàn)象,但在下列情況下機(jī)油有可能從增壓器兩端漏出。
①浮動(dòng)軸承磨損
長(zhǎng)期不換機(jī)油或空氣濾清器失效造成太多沙塵進(jìn)入增壓器,嚴(yán)重磨損浮動(dòng)軸承,造成軸承間隙過(guò)大,油膜不穩(wěn)定,在高轉(zhuǎn)速下,增壓器很快就出現(xiàn)不平衡,轉(zhuǎn)子軸系振動(dòng)加劇,破壞了兩端的密封,造成潤(rùn)滑油泄漏。
②空氣濾清器太臟或堵塞
當(dāng)空氣濾清器因灰塵過(guò)多或其他原因造成供氣不良時(shí),會(huì)導(dǎo)致壓氣機(jī)進(jìn)氣負(fù)壓太高,使壓氣機(jī)一端內(nèi)壓高于外壓,機(jī)油在壓力差的作用下從進(jìn)氣管一端流出。
③回油不暢
當(dāng)機(jī)油從增壓器浮動(dòng)軸承流出后,靠自身重力流回油底殼。但當(dāng)回油管路發(fā)生 變形或堵塞,或當(dāng)曲軸箱內(nèi)因廢氣壓力過(guò)高造成回油管內(nèi)有壓力時(shí),從浮動(dòng)軸承流出的機(jī)油就不會(huì)很暢快地流回油底殼,而沿轉(zhuǎn)子軸從兩端密封環(huán)流出,造成漏油。
④發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)造成增壓器漏油
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)在增壓器渦 輪及壓氣機(jī)葉輪后產(chǎn)生負(fù)壓,從而造成從浮動(dòng)軸承流出的機(jī)油在壓力差作用下向外泄漏。
除因增壓器與柴油機(jī)匹配不當(dāng)而引起壓氣機(jī)喘振外,,匹配良好的增壓器在運(yùn)行條件變化時(shí),仍可能出現(xiàn)喘振現(xiàn)象,其根本原因是壓氣機(jī)空氣流量減少。
排氣溫度過(guò)高,將影響渦輪壽命,原因是氣缸后燃嚴(yán)重,可能是增壓壓力偏低,氣缸內(nèi)空氣不足;或因噴油提前角偏小,噴油器霧化不良,供油量偏大等。
增壓器轉(zhuǎn)速過(guò)高的原因是渦輪進(jìn)氣口處能量相對(duì)過(guò)高或壓氣機(jī)的負(fù)荷相對(duì)過(guò)小。
增壓器產(chǎn)生異常振動(dòng)和噪聲,直接影響增壓器的使用壽命。其主要原因有:
①增壓器轉(zhuǎn)子軸彎曲變形或葉片變形。
②軸承損壞使葉輪外弧與殼體間隙消失,發(fā)生摩擦。
③轉(zhuǎn)子積炭造成動(dòng)平衡精度下降。
④與增壓器連接的管路局部漏氣。
渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪,它再怎么先進(jìn)還是一套機(jī)械裝置,由于它工作的環(huán)境經(jīng)常處于高速、高溫下工作,增壓器廢氣渦輪端的溫度在600度以上,增壓器的轉(zhuǎn)速也非常高,因此為了保證增壓器的正常工作,對(duì)它的正確使用和維護(hù)十分重要。主要我們要遵循以下的方法:
1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之后,不能急踩加速踏板,應(yīng)先怠速運(yùn)轉(zhuǎn)三分鐘,這是為了使機(jī)油溫度升高,流動(dòng)性能變好,從而使渦輪增壓器得到充分潤(rùn)滑,然后才能提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,起步行駛,這點(diǎn)在冬天顯得尤為重要,至少需要熱車5分鐘以上。
2、發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后,不能立即熄火。原因是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),有一部分機(jī)油供給渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承潤(rùn)滑和用于冷卻的,正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)突然停機(jī)后,機(jī)油壓力迅速下降為零,機(jī)油潤(rùn)滑會(huì)中斷,渦輪增壓器內(nèi)部的熱量也無(wú)法被機(jī)油帶走,這時(shí)增壓器渦輪部分的高溫會(huì)傳到中間,軸承支承殼內(nèi)的熱量不能迅速帶走,而同時(shí)增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn)。這樣就會(huì)造成渦輪增壓器轉(zhuǎn)軸與軸套之間"咬死"而損壞軸承和軸。此外發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火后,此時(shí)排氣歧管的溫度很高,其熱量就會(huì)被吸收到渦輪增壓器殼體上,將停留在增壓器內(nèi)部的機(jī)油熬成積炭。當(dāng)這種積炭越積越多時(shí)就會(huì)阻塞進(jìn)油口,導(dǎo)致軸套缺油,加速渦輪轉(zhuǎn)軸與軸套之間的磨損。因此發(fā)動(dòng)機(jī)熄火前應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)三分鐘左右,使渦輪增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降。此外值得注意的就是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)同樣不適宜長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn),一般應(yīng)該保持在10分鐘之內(nèi)。
3、選擇機(jī)油的時(shí)候一定要注意。由于渦輪增壓器的作用,使進(jìn)入燃燒室的空氣質(zhì)量與體積有大幅度的提高,發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊、更合理,較高的壓縮比,使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作強(qiáng)度更高。機(jī)械加工精度也更高,裝配技術(shù)要求更嚴(yán)格。所有這些都決定了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫、高轉(zhuǎn)速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點(diǎn)。同時(shí)也就決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部零部件要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪切力的工作條件。所以在選用渦輪增壓轎車車用機(jī)油時(shí),就要考慮到它的特殊性,所使用的機(jī)油必須抗磨性好,耐高溫,建立潤(rùn)滑油膜快,油膜強(qiáng)度高和穩(wěn)定性好。而合成機(jī)油或半合成機(jī)油恰好可以滿足這一要求,所以機(jī)油除了最好使用原廠規(guī)定機(jī)油外還可以選用合成機(jī)油、半合成機(jī)油等高品質(zhì)潤(rùn)滑油。
4、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油和濾清器必須保持清潔,防止雜質(zhì)進(jìn)入,因?yàn)闇u輪增壓器的轉(zhuǎn)軸與軸套之間配合間隙很小,如果機(jī)油潤(rùn)滑能力下降,就會(huì)造成渦輪增壓器的過(guò)早報(bào)廢。
5、需要按時(shí)清潔空氣濾清器,防止灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的壓氣葉輪,造成轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或軸套和密封件加劇磨損。
6、需要經(jīng)常檢查渦輪增壓器的密封環(huán)是否密封。因?yàn)槿绻芊猸h(huán)沒(méi)有密封住,那么廢氣會(huì)通過(guò)密封環(huán)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng),將機(jī)油變臟,并使曲軸箱壓力迅速升高,此外發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)油也會(huì)通過(guò)密封環(huán)從排氣管排出或進(jìn)入燃燒室燃燒,從而造成機(jī)油的過(guò)度消耗產(chǎn)生"燒機(jī)油"的情況。
7、渦輪增壓器要經(jīng)常檢查有沒(méi)有異響或者不尋常的震動(dòng),潤(rùn)滑油管和接頭有沒(méi)有滲漏。
8、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承精密度很高,維修及安裝時(shí)的工作環(huán)境要求很嚴(yán)格,因此當(dāng)增壓器出現(xiàn)故障或損壞時(shí)應(yīng)到指定的維修站進(jìn)行維修,而不是到普通的修理店。
9、要保持空氣濾清器的清潔,與普通發(fā)動(dòng)機(jī)相比,渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)清潔的要求更高。因?yàn)槿綦s質(zhì)進(jìn)入壓氣葉輪,會(huì)造成轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或軸套和密封件加劇磨損。
10、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油保持清潔,渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)機(jī)油的要求也比較高,必須保持清潔。另外如果機(jī)油變質(zhì)要及時(shí)更換。否則機(jī)油的潤(rùn)滑能力下降,會(huì)造成增壓器軸承的潤(rùn)滑不足而損壞,增加保養(yǎng)成本,甚至造成渦輪增壓器的過(guò)早報(bào)廢。
11、著車就走和立即熄火對(duì)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)都不好,發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)后最好怠速運(yùn)轉(zhuǎn)一陣,使?jié)櫥统浞譂?rùn)滑軸承,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起到很好的保護(hù)作用。另外,發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后,應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3-5分鐘再熄火,否則,會(huì)引起渦輪增壓器內(nèi)滯留的機(jī)油過(guò)熱而損壞軸承和軸。
渦輪增壓器經(jīng)常處于高速、高溫下工作,增壓器廢氣渦輪端的溫度在600℃以上,增壓器的轉(zhuǎn)速也非常高,達(dá) 12000rpm以上。因此為了保證渦輪增壓器的正常工作,對(duì)它的正確使用和維護(hù)十分重要。渦輪增壓汽油機(jī)在使用中的注意事項(xiàng)主要有以下幾點(diǎn):
(1)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,不能立即起步或猛轟油門。一般要怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3分鐘,特別是在冬季,至少需要熱車5min 以上,以使機(jī)油溫度升高,流動(dòng)性能變好,在增壓器轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)之前讓潤(rùn)滑油充分潤(rùn)滑轉(zhuǎn)子軸承。同時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)后,由于機(jī)油溫度低、粘度大,如猛轟油門,會(huì)使機(jī)油壓力過(guò)高而損壞增壓器油封。
(2)發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)狀態(tài)下不能立即熄火(未單獨(dú)安裝增壓 器冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī))。渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子軸承是靠一定壓力的機(jī)油來(lái)潤(rùn)滑和冷卻的。熱機(jī)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)如突然熄火,機(jī)油壓力會(huì)迅速降低,則增壓器渦輪部分的溫度會(huì)迅速上升。同時(shí)增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn),這樣就會(huì)造成渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸與軸承“咬死”而損壞軸承和軸。
(3)發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火后,排氣歧管上的熱量會(huì)被吸收到渦輪增壓器殼體上,將停留在增壓器內(nèi)部的機(jī)油熬成積炭,阻塞進(jìn)油口,導(dǎo)致軸承缺油,加速渦輪轉(zhuǎn)軸與軸承之間的磨損。因此發(fā)動(dòng)機(jī)熄火前應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3~5min,使渦輪增壓器的溫度和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速下降。特別要防止猛踩幾腳油門后突然熄火。此外值得注意的是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)不適宜長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn),一般應(yīng)限制在10min之內(nèi),否則會(huì)因?yàn)闄C(jī)油壓力過(guò)低造成轉(zhuǎn)子軸承潤(rùn)滑不良而損壞。
(4)嚴(yán)禁采用“加速-熄火-空擋滑行”的操作方法,因發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷高溫下突然熄火,機(jī)油泵停止工作,潤(rùn)滑油不能帶走增壓器內(nèi)零件的熱量,會(huì)導(dǎo)致增壓器的損壞。
(5)使用廠家規(guī)定牌號(hào)機(jī)油,并定期更換機(jī)油及機(jī)濾;增壓器的潤(rùn)滑油管線在高溫作用下內(nèi)部機(jī)油容易結(jié)焦,應(yīng)定期進(jìn)行清洗。
(6)定期清潔或更換空氣濾清器,防止灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪,造成轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或軸套和密封件加速磨損。
(7)檢查渦輪增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。在出車前、收車后,應(yīng)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管路的連接部分,防止出現(xiàn)松動(dòng)、脫落情況造成渦輪增壓器失效或空氣短路直接進(jìn)入氣缸。檢查渦輪增壓 器是否有漏油、漏氣現(xiàn)象;增壓器殼體是否有過(guò)熱、變色、裂紋等現(xiàn)象,如有立即查明原因加以排除或更換。當(dāng)渦輪增壓器出現(xiàn)異響時(shí),決不能繼續(xù)使用,應(yīng)找出原因,加以排除。
為解決發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)矩和渦輪遲滯等問(wèn)題,降低燃油消耗率,減少有害物的排放。渦輪增壓技術(shù)主要向以下三個(gè)方向發(fā)展:
可變混流式渦輪增壓技術(shù)綜合了可變截面渦輪增壓技術(shù)和混流式渦輪增壓技術(shù)。事實(shí)證明:使用可變噴嘴渦輪增壓器后能夠有效的改善發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)矩和渦輪遲滯問(wèn)題,降低有害物的排放。而混流式渦輪則在高轉(zhuǎn)速、小型化、大容量的發(fā)展方向下較徑流式渦輪有著較為顯著的優(yōu)點(diǎn)。因此,將可變噴嘴與混流式渦輪結(jié)合,設(shè)計(jì)出可變混流式渦輪增壓(VN-MT)成為目前增壓器的研究方向之一。
可變二級(jí)增壓技術(shù)融合了可變截面渦輪增壓技術(shù)和二級(jí)渦輪增壓技術(shù),極大拓寬了增壓器高效流量范圍,在重型柴油機(jī)和高性能轎車柴油機(jī)上都有良好的應(yīng)用前景。如圖7所示,在發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí),調(diào)節(jié)閥關(guān)閉,所有廢氣先經(jīng)高壓級(jí)渦輪膨脹,再經(jīng)低壓級(jí)渦輪膨脹;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速大負(fù)荷工況時(shí),調(diào)節(jié)閥打開(kāi),部分廢氣不經(jīng)高壓級(jí)渦輪而直接經(jīng)低壓級(jí)渦輪膨脹后排出,以降低高壓級(jí)渦輪功,從而降低高壓級(jí)壓氣機(jī)壓比,使總進(jìn)氣壓比不超過(guò)設(shè)定值。
此外,對(duì)于高原柴油機(jī),由于空氣密度較低,進(jìn)氣量減少,只采用單級(jí)渦輪增壓技術(shù)不能夠滿足柴油機(jī)動(dòng)力性要求??勺兌?jí)渦輪增壓技術(shù)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在全海拔具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性??梢哉J(rèn)為可變二級(jí)增壓技術(shù)是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率、低速轉(zhuǎn)矩,滿足未來(lái)嚴(yán)格排放法規(guī)和滿足未來(lái)高功率密度發(fā)動(dòng)機(jī)需求的重要技術(shù)。
復(fù)合增壓技術(shù)同時(shí)采用機(jī)械增壓技術(shù)和渦輪增壓技術(shù),理論上可以徹底消除渦輪遲滯問(wèn)題。但由于復(fù)合增壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此長(zhǎng)期以來(lái)在應(yīng)用上受到一定的限制,一般只用在二沖程柴油機(jī)和一些特殊場(chǎng)合。如圖8所示,在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí),用機(jī)械增壓器提供進(jìn)氣,從而消除渦輪介人前由于壓縮比不夠高造成的功率下降問(wèn)題;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定程度,渦輪完全啟動(dòng)后,機(jī)械增壓器自動(dòng)斷開(kāi),由渦輪增壓器提供進(jìn)氣。復(fù)合增壓型發(fā)動(dòng)機(jī)很好地發(fā)揮了機(jī)械增壓技術(shù)和渦輪增壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),在發(fā)動(dòng)機(jī)全工況范圍,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩,徹底消除渦輪遲滯問(wèn)題,它代表著未來(lái)渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展方向。
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【機(jī)械課件】渦輪增壓
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柴油機(jī)渦輪增壓器 現(xiàn)代柴油機(jī)上越來(lái)越多地使用了渦輪增壓器, 渦輪增壓器能提高發(fā)柴油機(jī)功率和改善經(jīng)濟(jì)性 能。 柴油機(jī)使用了渦輪增壓器后發(fā)動(dòng)機(jī)具有升功率高,油耗率低,排污較少 ,指示功率和有效功 率都提高了, 也就是提高了機(jī)械效率, 自然可以明顯改善高負(fù)荷區(qū)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 渦輪增壓 器不僅使功率范圍增大, 而且高負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍也擴(kuò)大了。 在低負(fù)荷區(qū), 渦輪增壓器對(duì) 經(jīng)濟(jì)性沒(méi)有明顯改善。 渦輪增壓器這一特點(diǎn), 對(duì)于經(jīng)常滿負(fù)荷高速運(yùn)轉(zhuǎn)的重型柴油機(jī)汽車十 分有利。渦輪增壓器由于滯燃期短,壓力升高率低,可以使燃燒噪音降低。對(duì)于中、輕型載 貨柴油機(jī)汽車及經(jīng)常處于中等負(fù)荷或部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的柴油機(jī)汽車也是有利的 渦輪增壓器按增壓方式分為廢氣渦輪增壓器、復(fù)合式廢氣渦輪增壓器和組合式渦輪增壓器。 他們的作用分別如下: 、 廢氣渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的具有一定能量的廢氣進(jìn)入渦輪并膨脹作功,廢氣渦 輪的全部功
你對(duì)渦輪增壓汽車了解嗎?你知道渦輪增壓的優(yōu)劣嗎?今天成都北方汽車學(xué)院就跟我們聊聊渦輪增壓那點(diǎn)事。
渦輪增壓到底怎樣?
渦輪增壓器屬于低溫部件,因?yàn)轵?qū)動(dòng)它工作的氣體直接來(lái)自氣缸內(nèi)排出的廢氣,溫度高達(dá)900°C-1000°C,如此惡劣的條件會(huì)對(duì)建議機(jī)壽數(shù)構(gòu)成一些影響,但建議機(jī)本體仍是適當(dāng)抗造的。渦增部分一般10Wkm只需做好保護(hù)。即使渦輪增壓到了“壽數(shù)”,也并不意味著就不能使用了。這兒的“壽數(shù)”是指渦輪扇葉的老化壽數(shù),功率會(huì)變差,但仍可持續(xù)運(yùn)用。
在擁堵的市區(qū)無(wú)用武之地?
渦輪增壓器以發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣推進(jìn),前期的渦輪需要在較高轉(zhuǎn)速時(shí)介入,所以會(huì)呈現(xiàn)低速行駛時(shí)動(dòng)力遲滯的現(xiàn)象,缺點(diǎn)也會(huì)顯得特別明顯。如大眾1.8T,2500轉(zhuǎn)才發(fā)動(dòng)渦輪。但現(xiàn)在的許多渦輪車型都在2000轉(zhuǎn)以下介入,大眾1.4TSI、通用1.6T,渦輪介入通常在1500-2000轉(zhuǎn),雪鐵龍1.6THP發(fā)動(dòng)機(jī),1000轉(zhuǎn)時(shí)就發(fā)動(dòng)渦輪,起步之后就能發(fā)揮作用,1400轉(zhuǎn)時(shí)就能輸出最大扭矩。
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)如何保養(yǎng)?
●選用全合成機(jī)油
渦輪增壓器的工作溫度高,對(duì)機(jī)油的要求更高,主要體現(xiàn)在:
粘溫特性要好,在高溫時(shí)潤(rùn)滑可靠,在低溫時(shí)流動(dòng)性好;抗氧化性要好,在高溫高壓環(huán)境下,機(jī)油內(nèi)的化合物氧化速率會(huì)加快,良好的抗氧化性保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作穩(wěn)定性;油膜強(qiáng)度要好,零件之間進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng),表面的油膜不能夠輕易被破壞,不然等于白加了,而全合成機(jī)油全都達(dá)到了。
●必須保持渦輪清潔
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)清潔的要求更高,若雜質(zhì)進(jìn)入壓氣葉輪,會(huì)造成轉(zhuǎn)速不穩(wěn),軸套和密封件加劇磨損。需要時(shí)更換或清洗空氣濾清器。
●定期檢查很關(guān)鍵
檢查渦輪增壓器的密封環(huán)是否密封,沒(méi)有異響或者不尋常的震動(dòng),潤(rùn)滑油管和接頭有沒(méi)有滲漏,增壓器廢氣排出口是否有殘留機(jī)油。小i提醒,渦輪增壓器的拆卸與更換很有講究,車主最好不要自己私自拆卸零部件。
●養(yǎng)成良好的用車習(xí)慣
不要一啟動(dòng)就轟油門。渦輪增壓器是靠機(jī)油冷卻,涼車啟動(dòng)時(shí)機(jī)油潤(rùn)滑不佳,磨損會(huì)很大。應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)兩三分鐘,機(jī)油溫度慢慢上升后,增壓器得到充分潤(rùn)滑。
不要立即熄火。長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后,突然熄火,機(jī)油壓力迅速下降為零,軸承支承殼內(nèi)的熱量不能迅速帶走,引起渦輪增壓器內(nèi)滯留的機(jī)油過(guò)熱而損壞軸承和軸,最好是怠速運(yùn)轉(zhuǎn)兩三分鐘后熄火。
網(wǎng)上有人說(shuō),當(dāng)初買車時(shí)候,有個(gè)1.6L的和1.4T的,聽(tīng)了很多人的建議,買了個(gè)1.6L自然吸氣的。沒(méi)選擇渦輪增壓,怕出問(wèn)題。,要不要買渦輪增壓車型!這個(gè)問(wèn)題,探討一下!
什么是渦輪增壓?
渦輪增壓(Turbo Boost),是一種利用內(nèi)燃機(jī)(Internal Combustion Engine)運(yùn)作所產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)(Air-compressor)的技術(shù)。與超級(jí)增壓器(機(jī)械增壓器, Super-Charger)功能相若,兩者都可增加進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)或鍋爐的空氣流量,從而令機(jī)器效率提升。常見(jiàn)用于汽車引擎中,通過(guò)利用排出廢氣的熱量及流量,渦輪增壓器能提升內(nèi)燃機(jī)的馬力輸出。
渦輪增壓需要怠速熱車?
早期的渦輪增壓技術(shù)可能需要熱車,但是現(xiàn)在的技術(shù)相對(duì)成熟,完全沒(méi)有必要!早期的渦輪增壓技術(shù)依靠發(fā)動(dòng)機(jī)本身散熱,如果發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有工作,散熱就沒(méi)法進(jìn)行!而如今,大多使用的電子水泵散熱, 即便熄火了,還可以依靠電能繼續(xù)散熱!
渦輪會(huì)壞,早晚要換!
這話就是完全的扯淡,現(xiàn)在渦輪制造的技術(shù)相對(duì)成熟,只要車沒(méi)事,都不用特意去保養(yǎng),即便真是由于駕駛不慎等情況壞掉了,那換一個(gè)就好了!沒(méi)有那么難!
渦輪增壓車型要加高標(biāo)號(hào)汽油?
這就是無(wú)稽之談,汽油標(biāo)號(hào)和渦輪增壓沒(méi)有半毛錢關(guān)系,按照廠家的要求加,廠家要求多少號(hào)就多少號(hào),沒(méi)問(wèn)題!汽油標(biāo)號(hào)是和抗爆震有直接關(guān)系的。和渦輪什么的根本就沒(méi)有關(guān)系!
熄火前要怠速1-2分鐘在停車?
這些統(tǒng)統(tǒng)的都是流言,原地怠速只會(huì)消耗燃油、機(jī)油和增加積碳的產(chǎn)生。根本不會(huì)對(duì)車輛有什么好處!因此,完全沒(méi)有必要去怠速等。直接熄火即可,沒(méi)有什么問(wèn)題!
渦輪增壓已經(jīng)成為一種相對(duì)成熟的技術(shù),在使用保養(yǎng)方面并沒(méi)有我們所說(shuō)的那么難。根據(jù)自己的需求,選擇車型的排量,這才是最科學(xué)的!
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是依靠渦輪增壓器來(lái)加大發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的一種發(fā)動(dòng)機(jī),渦輪增壓器(Turbo)實(shí)際上就是一個(gè)空氣壓縮機(jī)。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣作為動(dòng)力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪(位于排氣道內(nèi)),渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪位于進(jìn)氣道內(nèi),葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來(lái)的新鮮空氣,再送入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步加快,空氣壓縮程度就得以加大,發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量就相應(yīng)地得到增加,就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是它可在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量的基礎(chǔ)上,大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)裝上渦輪增壓器后,其輸出的最大功率與未裝增壓器相比,可增加大約40%甚至更多。
私家車的發(fā)動(dòng)機(jī)是否需要購(gòu)買渦輪增壓?成都北方汽車學(xué)院為大家分析。。
“T”與“L”兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的的區(qū)別
汽車標(biāo)志“T”指的是是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),而“L”指的是自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。說(shuō)白了,在普通的自然吸氣的發(fā)動(dòng)機(jī)上加裝上一個(gè)渦輪增壓器就是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪增壓器在動(dòng)力系統(tǒng)中的的主要作用是提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩和燃油經(jīng)濟(jì)性。
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):相同油耗和排量的情況下,能更大的提升發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率,提升的幅度大于40%,甚至達(dá)到60%。。燃料燃燒的更充分,也減少了尾氣的排放。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是2.0T的發(fā)動(dòng)機(jī)能提供接近3.0L排量的動(dòng)力輸出。
缺點(diǎn):?jiǎn)?dòng)渦輪增壓之后,發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候,溫度和壓力都大幅度的提高了,相對(duì)而言,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命就相應(yīng)變短。同時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的機(jī)械性能、潤(rùn)滑性能都會(huì)受到一定的影響。部分車型還有渦輪遲滯甚至是燒機(jī)油的情況出現(xiàn)。
自然吸氣的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn):技術(shù)已經(jīng)可靠成熟,有較高的穩(wěn)定性和耐用性。缺點(diǎn):跟相同排量的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比,功率偏低,動(dòng)力輸出小。
自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)比較好,因?yàn)楸pB(yǎng)成本低且動(dòng)力基本夠用。由于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,制造成本和維修成本相對(duì)較高,日常的保養(yǎng)和后期的維修上都會(huì)貴上不少。而自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)不僅在保養(yǎng)上要比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)便宜,并且在車輛的售價(jià)上也要便宜一些。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力對(duì)于代步車而言,已經(jīng)足夠。只要肯踩油門,轉(zhuǎn)速上去后,輸出也是不錯(cuò)的。
如果你是屬于第二種類型的話,帶“T”的車型是你最好的選擇?,F(xiàn)在市場(chǎng)上排量小型化的趨勢(shì),偶爾來(lái)點(diǎn)激烈駕駛,油門一下去,推背感馬上就來(lái)。
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),它的渦輪介入也是在一定條件下才開(kāi)始的。一般發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1500轉(zhuǎn)/分鐘以上,渦輪增壓器才開(kāi)始工作。所以,在渦輪介入之前,渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)跟自吸發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有太大差別。作為主要代步和城市駕駛來(lái)說(shuō),渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的加成并不大。