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本篇文章给大家谈谈《garrett涡轮官网》对应的知识点,希望对各位有所帮助。

本文目录一览:

  • 1、涡轮增压的祥解?
  • 2、涡轮增压起什么作用?工作原理是?
  • 3、涡轮增压风扇发动机是什么工作原理
  • 4、涡轮增压的历史?
  • 5、摩托车如何加装涡轮增压器

涡轮增压的祥解?

涡轮增压原理 

 了解涡轮增压器在极端工作条件下如何增加发动机的动力输出。同时我们也将了解“废气泄放阀”、陶瓷涡轮叶片以及滚珠轴承如何帮助涡轮增压器提高性能。 涡轮增压器是一种强制引导系统。 它对流入发动机的空气进行压缩(有关普通发动机中气流的介绍,请参考汽车发动机工作原理)。压缩空气可以使发动机能够将更多的空气压到气缸里,而更多空气就意味着能向气缸内注入更多的燃料。因此,每个气缸的燃烧冲程就能产生更多动力。 涡轮增压发动机产生的动力要比相同普通发动机大得多。这样就可显著提高发动机的动力重量比(有关详细信息,请参考马力及其应用)。为了获得这种性能上的提升,涡轮增压器使用发动机排出的废气带动涡轮旋转,而涡轮则带动气泵旋转。涡轮在涡轮机中的最高转速为每分钟150,000转——这相当于大多数汽车发动机转速的30倍。同时由于与排气管相连,涡轮的温度通常非常高。涡轮增压器基础知识

增加发动机所能燃烧的燃料和空气是提升发动机动力最可靠的方法之一。 增加燃料和空气的方法之一是增加气缸数或增大气缸容积。有时这些方法并不可行。这时使用涡轮将是增加动力更简便、有效的方法,尤其在购买后自行改装时更是如此。

涡轮增压器在汽车中的位置 涡轮增压器使发动机能将更多的燃料和空气注入气缸,从而使发动机能够燃烧更多的燃料和空气。涡轮增压器通常能够产生41-55千帕的气压。 由于在海平面大气压力为1012.8千帕,因此发动机中注入的空气会增加50%。从而发动机内部动力可增加50%。 但上述过程并不能完全实现,实际动力可能增加30-40%。在使用涡轮增加发动机动力过程中,有一个原因会导致涡轮效率低下,那就是需要动力动涡轮旋转。将涡轮装在排气管内会增加排气管内的空气阻力。 这意味着,发动机在排气冲程时,不得不克服更高的负压。这会稍微减少发动机在燃烧时产生的动力。涡轮增压器适用于高海拔

涡轮增压器在空气较为稀薄的高海拔地区很有用。在高海拔地区,通常普通发动机的动力会减小,因为在活塞的每个冲程中,发动机都只能获得少量的空气。涡轮增压发动机可能同样会减小动力,但减小量会少很多,因为稀薄的空气会更容易被涡轮增压器抽入发动机。装有化油器的老式汽车为了适应气缸内增加的空气,会自动增加燃料。 使用燃料直喷技术的现代汽车一定程度上也会在作相同的调整。燃料喷射系统通过装在排气管内的氧气含量传感器来判断空燃比是否正确,因此加装涡轮后,系统会自动增加燃料。在采用燃料直喷技术的汽车中,如果涡轮增压器过多地增加空气压缩率,系统可能无法提供足够的燃料(要么是控制器的软件程序不允许,要么是燃料泵和喷射器无法提供如此多的燃料)。在这种情况下,为了最大程度地利用涡轮增压器,必须对车辆进行其他改进。涡轮增压器的工作原理

涡轮增压器连接到发动机的排气歧管。气缸内排出的尾气带动涡轮旋转,与燃气轮机类似。 涡轮通过轴与安装在空气过滤器与吸气管之间的压缩机相连。压缩机把空气压缩到气缸中。

Garrett 供图

涡轮增压器在汽车中的连接方式 气缸排出的尾气流过涡轮叶片,使涡轮旋转。 流过叶片的尾气越多,涡轮旋转速度就越快。

Garrett 供图

涡轮增压器的内部结构 在连接涡轮的轴另一端,压缩机将空气抽到气缸中。压缩机是一种离心泵,它在叶片的中心位置吸入空气,并在旋转时将空气甩到外面。 -

Garrett 供图

涡轮压缩机叶片为了适应高达150,000转/分的转速,必须小心支撑涡轮轴。大部分轴承在这样的高速下会爆炸,所以绝大多数的涡轮增压机使用的是液压轴承。这类轴承能使轴浮于一层薄薄的油膜上,这些油从轴四周恒定抽入。 这可以起到两个作用:一方面能够降低轴和一些其他涡轮增压机部件的温度,另一方面能够减小轴在旋转时遇到的摩擦。 在为发动机设计涡轮增压机时,需要权衡许多利弊。在下一节,我们将了解一些需要权衡的因素,并说明其如何影响涡轮增压机的性能。 过度增压由于空气在涡轮增压机的压迫下进入气缸,然后又被活塞进一步压缩(请参考汽车发动机工作原理示例),所以发生爆震的危险会增大。爆震之所以会发生,是因为空气被压缩时温度会上升。 空气温度可能在火花塞点火之前就升高到足以点燃燃料的程度。安装涡轮增压机的汽车通常使用高辛烷值燃料,以防止发动机爆震。如果增压压力确实非常高,就必须降低发动机的空气压缩率,以防止爆震。 涡轮增压器的设计考虑因素涡轮增压机的一个主要问题是:当踩下油门时,发动机不会立即产生增压,而是需要几秒时间使涡轮提升转速,之后才能产生增压。这样就产生了延时感,即踩下油门后,要等涡轮转速上升,汽车才会加速前进。 减少涡轮延时的方法之一是减小旋转件的惯性,这主要通过减少旋转件的重量来实现。这样就使涡轮和压缩机能够更快地加速,更快地产生增压。 减小涡轮增压器的尺寸是降低涡轮及压缩机惯性的一个有效方法。小型涡轮增压机在发动机低转速时能更快地产生增压,但无法在发动机处于高转速、更多空气进入发动机时产生更多的增压。同时,发动机高速运转时,更多的尾气会经过涡轮,还可能存在使涡轮转速过快的危险。大型涡轮可以在发动机高速运转时产生较多的增压,但因为其涡轮和压缩机偏重,以致加速缓慢,从而产生较严重的涡轮延时。幸运的是,我们可以通过一些小窍门来克服这些问题。多数涡轮增压机都有一个废气泄放阀,由于它的存在,我们可在采用小型涡轮增压机降低增压延时的同时,防止发动机高速运转时涡轮旋转过快。废气泄放阀是一个阀门,它使排出的废气绕过涡轮叶片。 废气泄放阀能感知增压压力。如果压力过高,废气泄放阀就会指示涡轮旋转太快,此时废气泄放阀使一部分尾气经过涡轮叶片,从而降低涡轮叶片的转速。一些涡轮增压机用滚珠轴承代替液压轴承来支承涡轮轴。但它们不是普通的滚珠轴承,而是用高级材料制造出的高精度轴承,用以应对涡轮增压器的速度和温度。涡轮轴旋转时,这类滚珠轴承承受的摩擦力小于大多数涡轮增压器液压轴承中的摩擦力。 同时还允许使用略小、略轻的轴。这样涡轮增压器加速更快,进一步降低了涡轮延时。陶瓷涡轮叶片比大多数涡轮增压器中使用的钢制涡轮叶片要轻。 同样,这也使涡轮能更快地加速,从而降低涡轮延时。有些发动机同时使用两个不同尺寸的涡轮增压机。较小的一个可较快地加大转速,降低涡轮延时,而较大的一个在发动机高速旋转时能产生更多增压。空气被压缩时,温度升高;而空气温度升高时,就会发生膨胀。因此当使用涡轮增压时,空气在进入发动机前就已经因为压缩生热而产生了一些膨胀。为了提升发动机动力,需要使更多的空气分子进入气缸,而并不一定要产生更多的气压。

Garrett 供图涡轮增压器在汽车中的连接方式(包括进气冷却器)。 中间冷却器或进气冷却器是外观像散热器一样的附加组件,只不过空气同时从中间冷却器的内部和外部经过。涡轮吸入的空气通过密封管路流过冷却器,而发动机冷却风扇吹出的冷风从它外部的散热片流过。在来自压缩机的压缩空气进入发动机之前,中间冷却器会将其冷却,从而进一步提升发动机的动力。这意味着,如果涡轮增压机在337千帕的增压下运转,中间冷却器就会产生337千帕温度更低的空气,这些空气密度更高,含有的空气分子比温度较高的同气压空气多。

涡轮增压起什么作用?工作原理是?

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。

涡轮增压风扇发动机是什么工作原理

涡轮增压器工作原理 作者:Karim Nice (本文为博闻网版权所有, 未经许可禁止以任何形式转载或使用。违者必究。) 本文包括:

当人们谈论赛车或高性能跑车时,涡轮增压器通常都是必谈的话题。 涡轮增压器也用于大型柴油机发动机中。 涡轮可以显著提升发动机的马力,而不会大幅度增加发动机重量,这也是涡轮增压器如此受欢迎的一个重要因素。

Garrett 供图在本文中,我们将了解涡轮增压器在极端工作条件下如何增加发动机的动力输出。 同时我们也将了解“废气泄放阀”、陶瓷涡轮叶片以及滚珠轴承如何帮助涡轮增压器提高性能。 涡轮增压器是一种强制引导系统。 它对流入发动机的空气进行压缩(有关普通发动机中气流的介绍,请参考汽车发动机工作原理)。 压缩空气可以使发动机能够将更多的空气压到气缸里,而更多空气就意味着能向气缸内注入更多的燃料。 因此,每个气缸的燃烧冲程就能产生更多动力。 涡轮增压发动机产生的动力要比相同普通发动机大得多。 这样就可显著提高发动机的动力重量比(有关详细信息,请参考马力及其应用)。 为了获得这种性能上的提升,涡轮增压器使用发动机排出的废气带动涡轮旋转,而涡轮则带动气泵旋转。 涡轮在涡轮机中的最高转速为每分钟150,000转——这相当于大多数汽车发动机转速的30倍。 同时由于与排气管相连,涡轮的温度通常非常高。 涡轮增压器基础知识

增加发动机所能燃烧的燃料和空气是提升发动机动力最可靠的方法之一。 增加燃料和空气的方法之一是增加气缸数或增大气缸容积。 有时这些方法并不可行。这时使用涡轮将是增加动力更简便、有效的方法,尤其在购买后自行改装时更是如此。

涡轮增压器在汽车中的位置涡轮增压器使发动机能将更多的燃料和空气注入气缸,从而使发动机能够燃烧更多的燃料和空气。 涡轮增压器通常能够产生41-55千帕的气压。 由于在海平面大气压力为1012.8千帕,因此发动机中注入的空气会增加50%。 从而发动机内部动力可增加50%。 但上述过程并不能完全实现,实际动力可能增加30-40%。 在使用涡轮增加发动机动力过程中,有一个原因会导致涡轮效率低下,那就是需要动力动涡轮旋转。 将涡轮装在排气管内会增加排气管内的空气阻力。 这意味着,发动机在排气冲程时,不得不克服更高的负压。 这会稍微减少发动机在燃烧时产生的动力。 涡轮增压器适用于高海拔

涡轮增压器在空气较为稀薄的高海拔地区很有用。 在高海拔地区,通常普通发动机的动力会减小,因为在活塞的每个冲程中,发动机都只能获得少量的空气。 涡轮增压发动机可能同样会减小动力,但减小量会少很多,因为稀薄的空气会更容易被涡轮增压器抽入发动机。 装有化油器的老式汽车为了适应气缸内增加的空气,会自动增加燃料。 使用燃料直喷技术的现代汽车一定程度上也会在作相同的调整。 燃料喷射系统通过装在排气管内的氧气含量传感器来判断空燃比是否正确,因此加装涡轮后,系统会自动增加燃料。 在采用燃料直喷技术的汽车中,如果涡轮增压器过多地增加空气压缩率,系统可能无法提供足够的燃料(要么是控制器的软件程序不允许,要么是燃料泵和喷射器无法提供如此多的燃料)。 在这种情况下,为了最大程度地利用涡轮增压器,必须对车辆进行其他改进。

涡轮增压的历史?

谈到涡轮增压相信很多人都是耳熟能详的,正因为这样一个先进的技术引进,改写了汽车排量决定功率的历史。一般来说,汽车引擎的排量和功率是成正比的,要提高发动机的输出功率,最直接的方法就是提高发动机的排量。但排量提高的同时,发动机制造的精密程度、重量、能耗也被无限量增大,其缺点也是显而易见的。为了化解这一矛盾,那些富有钻研精神的汽车工程师们创新式的使用了发动机增压技术,它使汽车引擎获得额外的大功率动力输出成为了可能。下面我们就具体来看看涡轮增压的历史和使用。说到涡轮增压技术,它已经有100多年历史了。在1905年Alfred Buchi博士就申请了第一款涡轮增压器的专利动力驱动的轴向增压器。 世界上第一台废气驱动的增压器问世于1912年,而涡轮增压器的规模化生产出现在二战时期,由美国首先将其运用在军用飞机上。Saab则是第一家把涡轮增压器应用到汽车产品上的汽车制造商。 到了1961年,小轿车开始试探性地安装增压器,但因为瞬间产生的巨大压力和热量,使安装后效果并不理想。而来自于北欧瑞典的Saab萨博公司则是第一家把涡轮增压器应用到汽车产品上的汽车制造商,1977年问世的Saab萨博99汽车,使汽车发动机在应用涡轮增压技术上,真正开始走向成熟,它的到来同时宣告了汽车产业一个新时代的诞生。涡轮增压技术改写了排量大小决定功率的传统概念。 汽车发动机是靠燃料在发动机汽缸内燃烧作功而对外输出功率。在发动机排量一定的情况下,要提高输出功率,最有效的方法就是提供更多燃料燃烧,但传统发动机进气系统却难以提供充足的空气。涡轮增压是一种提高发动机的进气能力的技术,它采用专门的压气机将气体预先压缩再输入汽缸,这样,气体的质量将大大增加。一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率可提高大约40%。 世界上首个新型带涡轮增压的直喷汽油发动机现已问世。这款2.0l FSI发动机适用于大众集团生产制造的诸多车型:如 A3、 A4、 A6 和高尔夫 GTI等等。曼胡默尔公司有幸参与到大众集团的这个FSI开发项目中,为开发新型发动机做出了重要贡献。曼胡默尔不仅为奥迪发动机生产部提供了进气模块,还提供了机油模块和用于曲轴箱通风的二段式压力调节阀。 2.0l FSI发动机被来自26个国家的56个记者评为今年最有影响力的发动机(Engine of the Year)。此新型带涡轮增压的直喷发动机在发动机直喷的过程中(燃料分层喷射,Fuel Stratified Injection / FSI),燃油在高压下通过喷嘴直接射入燃烧室,与可选择的空气循环一样,FSI也有助于实现最理想的空燃比。结合涡轮增压,FSI拥有性能高和油耗低的特点。一系列数据显示,直喷发动机加强了奥迪车的运动性能。采用该发动机的奥迪各类轿车的马力在70-200匹之间。当每分钟转速在5,100 到6,000转之间时,VW GTI车从该发动机获得的马力为200匹。当每分钟转速在1,800 to 5,000转之间、在相当宽泛的一个速度范围内, 最大扭矩可达 280牛顿/米。它还能使时速在七秒内从0公里/小时加速到100公里/小时。有的车型的最高时速甚至可以达到 240 公里/小时。尽管时速如此之快,而其额外增加的百公里平均油耗仅在7.7升左右。 曼胡默尔为此款新型发动机提供了技术复杂的进气歧管系统。它不仅整合了进气歧管,还引入了活性碳过滤系统、汽油喷射和节气门。在燃烧室内,它还为可选择的空气循环系统提供一个优化气流的下降活塞。有一个电驱动的杠杆系统有效控制每个汽缸内的每个旋涡,风门被铸在钢轴喷射器上,用于控制燃烧室内的气流,确保空燃比达到最佳状态。整个开发小组在设计这个系统时,需正确选用32种零件。而技术人员从开发到量产,总共才用了短短15个月的时间。

摩托车如何加装涡轮增压器

安装步骤:

1、打开发动机外壳,找到动力装置。将电线分离出来。

2、将涡轮增压器按照电线相对应连接起来。注意保证涡轮增压器润滑。

3、对涡轮增压器进行问预润时注意不可以使润滑油浸没增压器。涡轮增压器就是依靠由发动机答排气道的废气驱动涡轮增压器的叶片转动,从而带动另一侧处于发动机进气道的叶片转动,以此来增加发动机的进气量,也就提高了进气效率,使汽缸每次工作所产生的扭矩和功率也都大大提高。

扩展资料:

涡轮增压器的结构原理:

废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成,当然还有其他一些控制元件。泵轮和涡轮由一根轴相连,也就是转子,发动机排出的废气驱动泵轮,泵轮带动涡轮旋转,涡轮转动后给进气系统增压。

增压器安装在发动机的排气一侧,所以增压器的工作温度很高,而且增压器在工作时转子的转速非常高,可达到每分钟十几万转,如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作.

因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承,由机油来进行润滑,还有冷却液为增压器进行冷却。以前,涡轮增压器大都用在柴油发动机上,因为汽油和柴油的燃烧方式不一样,因此发动机采用涡轮增压器的形式也有所区别。

汽油发动机不同于柴油发动机,它进入气缸的不是空气,而是汽油与空气的混合气,压力过大容易爆燃。因此,安装涡轮增压器必须要避免爆燃,这里涉及两个相关问题,一个是高温控制,另一个是点火时间控制。

参考资料:

百度百科-涡轮增压

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