雙渦輪增壓系統
如果默認情況下柴油發動機配備渦輪，那麼汽油發動機無需渦輪增壓器即可輕鬆運行。 儘管如此，在現代汽車工業中，汽車的渦輪增壓器不再被認為是奇特的（詳細描述了它是一種什麼樣的機構以及它是如何工作的， 在另一篇文章中).
在一些新車型的描述中，提到了諸如Biturbo或Twin Turbo的概念。 讓我們考慮一下它是一種什麼樣的系統，它是如何工作的，以及如何在其中連接壓縮機。 在評論的最後，我們將討論雙渦輪增壓器的優缺點。
什麼是雙渦輪增壓器？
讓我們從術語開始。 短語雙渦輪始終意味著，首先，這是一種渦輪增壓型發動機，其次，強制將空氣噴射到氣缸中的方案將包括兩個渦輪。 雙渦輪增壓和雙渦輪增壓之間的區別在於，在第一種情況下使用了兩個不同的渦輪機，而在第二種情況下它們是相同的。 為什麼 - 我們稍後會弄清楚。
在賽車中取得卓越性能的渴望促使汽車製造商尋找無需標準干預即可提高標準內燃發動機性能的方法。 最有效的解決方案是引入額外的鼓風機，由於這使更多的空氣進入氣缸，從而提高了設備的效率。
那些一生中至少使用渦輪發動機駕駛過一次汽車的人注意到，直到發動機旋轉到一定速度之前，這種汽車的動力一直很緩慢。 但是，一旦渦輪增壓器開始工作，發動機的響應能力就會提高，就像一氧化二氮已經進入氣缸一樣。
這種安裝的慣性促使工程師考慮對渦輪機進行另一種修改。 最初，這些機制的目的是消除這種負面影響，這種負面影響影響了進氣系統的效率（了解更多信息）。 在另一則評論中).
隨著時間的流逝，開始使用渦輪增壓以減少燃料消耗，但同時提高了內燃機的性能。 通過安裝，您可以擴大扭矩範圍。 經典渦輪提高了氣流速度。 因此，進入氣缸的容積比吸入的容積大，並且燃油量不會同時改變。
由於此過程，壓縮率增加，這是影響電動機功率的關鍵參數之一（有關如何測量電動機功率的信息，請參見 這裡）。 隨著時間的流逝，汽車改裝愛好者對工廠的設備不再滿意，因此跑車現代化公司開始使用不同的機制將空氣注入氣缸。 由於引入了額外的增壓系統，專家們設法擴大了電動機的潛力。
隨著電機渦輪增壓技術的進一步發展，雙渦輪增壓系統出現了。 與傳統渦輪機相比，這種安裝方式使您可以從內燃機中去除更多的動力，並且對於自動調節愛好者來說，它還具有升級汽車的更多潛力。
雙渦輪增壓器如何工作？
常規的自然吸氣發動機的工作原理是通過進氣道中的活塞產生的真空來吸入新鮮空氣。 當氣流沿著路徑移動時，如果是化油器汽車或由於噴油器的操作而噴入了燃料，則少量汽油會進入（對於汽油內燃機）。 強制燃料供應的類型).
這種電機的壓縮直接取決於連桿的參數，氣缸體積等。 對於傳統的渦輪機，利用廢氣流，其葉輪會增加進入氣缸的空氣。 這增加了發動機的效率，因為在混合氣燃燒期間釋放了更多的能量，並且扭矩增加了。
雙渦輪增壓器的工作方式與此類似。 僅在該系統中，渦輪葉輪旋轉時才消除了電動機“有思想性”的影響。 這是通過安裝其他機制來實現的。 小型壓縮機可加快渦輪機的加速。 當駕駛員踩下油門踏板時，由於發動機幾乎立即對駕駛員的動作做出反應，因此這樣的汽車加速得更快。
值得一提的是，該系統中的第二種機制可以具有不同的設計和操作原理。 在更先進的版本中，較小的渦輪機以較小的廢氣流旋轉，從而以較低的速度增加了進入的流量，並且內燃發動機無需旋轉到極限。
這樣的系統將根據以下方案工作。 當發動機啟動時，在汽車靜止時，該裝置以怠速運轉。 在進氣道中，由於氣缸中的真空，形成了新鮮空氣的自然運動。 小型渦輪機以低rpm轉速開始旋轉，從而促進了這一過程。 該元件使牽引力略有增加。
隨著曲軸轉速的增加，排氣變得更加強烈。 此時，較小的增壓器旋轉得更多，並且多餘的排氣流開始影響主機。 隨著葉輪速度的增加，由於更大的推力，越來越多的空氣進入進氣道。
雙重增壓消除了傳統柴油機所具有的苛刻功率轉換。 在內燃機的中等速度下，當大型渦輪剛剛開始旋轉時，小型增壓器達到其最大速度。 當更多的空氣進入氣缸時，排氣壓力增加，從而驅動主增壓器。 此模式消除了最大發動機轉速的力矩與渦輪的夾雜之間的明顯差異。
當內燃機達到其最大速度時，壓縮機也達到極限水平。 雙升壓設計的目的是，內置大型增壓器，可防止較小的增壓器因過載而過載。
雙車用壓縮機在進氣系統中輸送的壓力是傳統增壓無法實現的。 在使用傳統渦輪機的發動機中，總會出現渦輪滯後現象（功率單元的功率在達到其最大轉速和打開渦輪之間有明顯的差異）。 連接較小的壓縮機可消除這種影響，從而提供平穩的電機動態。
在雙渦輪增壓中，扭矩和功率（了解這些概念之間的區別 在另一篇文章中與帶有一個增壓器的類似電動機相比，功率單元的）轉速範圍更大。
具有兩個渦輪增壓器的增壓方案的類型
因此，渦輪增壓器的運行理論已經證明了其實用性，可在不更改發動機本身設計的情況下安全地增加動力裝置的功率。 因此，來自不同公司的工程師開發了三種有效類型的雙渦輪增壓器。 每種類型的系統都將以其自己的方式進行排列，並且其操作原理會稍有不同。
今天，以下類型的雙渦輪增壓系統已安裝在汽車中：
- 平行;
- 持續的;
- 踩了
每種類型在鼓風機的連接圖，尺寸，每個鼓風機投入運行的時間以及增壓過程的特性方面都不同。 讓我們分別考慮每種類型的系統。
並聯水輪機接線圖
在大多數情況下，具有V形氣缸體設計的發動機使用並聯式渦輪增壓。 這種系統的設備如下。 每個氣缸部分都需要一個渦輪機。 它們具有相同的尺寸，並且彼此平行。
廢氣均勻地分佈在排氣道中，並以相同的量流向每個渦輪增壓器。 這些機構的工作方式與帶有一個渦輪的直列式發動機的工作方式相同。 唯一的區別是這種Biturbo具有兩個相同的鼓風機，但每個鼓風機的空氣都不會分佈在各個部分上，而是不斷地註入進氣系統的公用管道中。
如果我們將這種方案與在線動力裝置中的單個渦輪機系統進行比較，那麼在這種情況下，雙渦輪機設計將由兩個較小的渦輪機組成。 這需要較少的能量來旋轉其葉輪。 因此，增壓器的連接速度比一台大型渦輪機低（慣性較小）。
這種佈置消除了在具有一個增壓器的常規內燃發動機上發生的急劇渦輪滯後的形成。
順序包含
Biturbo系列也可以安裝兩個相同的鼓風機。 只是他們的工作不同。 這種系統中的第一種機制將永久起作用。 僅在發動機運行的特定模式下連接第二個設備（當其負載增加或曲軸轉速增加時）。
這種系統中的控制是通過對通過的水流的壓力做出反應的電子設備或閥門來提供的。 ECU根據編程算法確定何時連接第二台壓縮機。 無需打開單個發動機即可提供驅動（該機構仍僅在廢氣流的壓力下運行）。 控制單元激活控制排氣運動的系統的執行器。 為此，使用電動閥（在較簡單的系統中，它們是對流動氣流的物理力做出反應的普通閥），該電動閥可打開/關閉通往第二台鼓風機的通道。
當控制單元完全打開通向第二齒輪葉輪的通道時，兩個設備並行工作。 因此，此修改也稱為串行並行。 由於兩個送風機的供應葉輪連接到一個進氣道，因此兩個鼓風機的運行可以安排更大的進氣壓力。
在這種情況下，還安裝了比常規系統小的壓縮機。 這也減少了渦輪遲滯效應，並在較低的發動機轉速下提供最大扭矩。
這種雙渦輪增壓器安裝在柴油和汽油動力裝置上。 該系統的設計允許您安裝甚至不是兩台而是三台相互串聯的壓縮機。 這種修改的一個例子是 2011 年推出的 BMW（Triple Turbo）的開發。
步驟方案
分級雙渦管系統被認為是最先進的雙渦輪增壓類型。 儘管它自 2004 年就已存在，但兩級增壓已在技術上證明了其效率。 這款 Twin Turbo 安裝在歐寶開發的某些類型的柴油發動機上。 博格瓦格納渦輪增壓系統的階梯式增壓器對應物安裝在一些寶馬和康明斯內燃機上。
渦輪增壓器方案由兩個不同尺寸的增壓器組成。 它們是按順序安裝的。 廢氣的流量由電動閥控制，電動閥的操作由電子控制（也有由壓力驅動的機械閥）。 此外，該系統還配備了可改變排放方向的閥門。 這將有可能激活第二個渦輪機，並關閉第一個渦輪機，以使它不會發生故障。
該系統具有以下操作原理。 排氣歧管中安裝了一個旁通閥，可切斷從軟管流向主渦輪的流量。 當發動機以低轉速運行時，該分支關閉。 結果，排氣通過小型渦輪機。 由於具有最小的慣性，即使在低ICE負載下，該機構也能提供額外的空氣量。
然後，水流通過主渦輪機葉輪。 由於其葉片開始在較高壓力下旋轉，直到電動機達到中速為止，因此第二個機構保持靜止。
進氣道中還有一個旁通閥。 在低速時，它是關閉的，空氣流幾乎沒有註入。 當駕駛員使發動機升壓時，小型渦輪機旋轉得更厲害，從而增加了進氣道中的壓力。 這繼而增加了排氣的壓力。 隨著排氣管中壓力的增大，廢氣門會稍微打開，從而使小型渦輪機繼續旋轉，並且其中一些氣流會導引至大型鼓風機。
大型鼓風機逐漸開始旋轉。 隨著曲軸轉速的升高，該過程加劇，這使氣門打開得更多，並且壓縮機旋轉得更大。
當內燃機達到中速時，小型渦輪機已經在最大轉速下運轉，而主增壓器剛剛開始旋轉，但尚未達到最大轉速。 在第一階段的操作過程中，廢氣流經小型機構的葉輪（其葉片在進氣系統中旋轉），並通過主壓縮機的葉片移至催化劑。 在這一階段，空氣通過大型壓縮機的葉輪吸入，並通過旋轉的較小齒輪。
在第一階段結束時，廢氣門已完全打開，排氣流已完全導向主增壓葉輪。 這種機制旋轉得更厲害。 調節旁路系統，以使小型鼓風機在此階段完全停用。 原因是，當達到大型渦輪機的中速和最高速度時，它會產生如此強大的揚程，以至於第一級只是簡單地阻止其正確進入氣缸。
在加壓的第二階段，廢氣通過小葉輪，進入的氣流繞著小機構引導-直接進入氣缸。 借助此系統，汽車製造商設法消除了最小轉速時的高扭矩與達到最大曲軸轉速時的最大功率之間的巨大差異。 這種效果一直是任何傳統增壓柴油發動機的不變伴侶。
雙渦輪增壓的利弊
Biturbo很少安裝在低功率發動機上。 基本上，這是功能強大的機器所依賴的設備。 僅在這種情況下，才可以在較低轉速下獲得最佳扭矩指示器。 而且，內燃機的小尺寸也不是增加動力單元的動力的障礙。 得益於雙渦輪增壓，與自然吸氣的雙渦輪增壓發動機相比，該發動機可產生相同的功率，從而實現了體面的燃油經濟性。
一方面，設備的好處是可以穩定主要過程或提高其效率。 但是另一方面，這樣的機制並非沒有其他缺點。 雙渦輪增壓器也不例外。 這樣的系統不僅具有積極的方面，而且具有一些嚴重的缺點，由於這些缺點，一些駕駛者拒絕購買這種汽車。
首先，考慮一下該系統的優點：
- 該系統的主要優點是消除了渦輪滯後現象，這對於配備傳統渦輪機的所有內燃發動機都是典型的。
- 引擎更容易切換到動力模式；
- 最大扭矩和功率之間的差異顯著減小，因為通過增加進氣系統中的氣壓，大多數牛頓可在更寬的發動機轉速範圍內保持可用。
- 降低實現最大功率所需的燃料消耗；
- 由於可以在較低的發動機轉速下獲得汽車的附加動力，因此駕駛員不必將其旋轉太多。
- 通過減少內燃機的負荷，可以減少潤滑劑的磨損，並且冷卻系統不會以增加的模式工作；
- 廢氣不僅僅排放到大氣中，而且有益地利用了該過程的能量。
現在讓我們注意雙渦輪增壓器的主要缺點：
- 主要缺點是進氣和排氣系統設計的複雜性。 對於新的系統修改尤其如此。
- 相同的因素會影響系統的成本和維護-機構越複雜，其維護和調整的成本就越高；
- 另一個缺點也與系統設計的複雜性有關。 由於它們由大量的其他部分組成，因此還有更多的節點可能會發生損壞。
另外，應提及渦輪增壓機運行所在地區的氣候。 由於增壓器的葉輪有時會以高於10 rpm的轉速旋轉，因此需要高質量的潤滑。 當汽車過夜時，油脂會進入油底殼，因此該設備的大部分部件，包括渦輪機，都變乾了。
如果您在早上啟動發動機並在不進行預熱的情況下以適當的負載運行它，則可以殺死增壓器。 原因是乾摩擦會加速摩擦部件的磨損。 為了消除這個問題，在使發動機達到高轉速之前，您需要稍等一會兒，然後將機油泵入整個系統並到達最遠的節點。
在夏天，您不必花很多時間在此上。 在這種情況下，油底殼中的油具有足夠的流動性，以便泵可以快速將其泵出。 但是在冬季，尤其是在嚴寒地區，這一因素是不容忽視的。 最好花幾分鐘的時間對系統進行預熱，而不是短時間後花大量的錢購買新的渦輪機。 另外，應該提到的是，由於與廢氣的持續接觸，鼓風機的葉輪可加熱至一千度。
如果機械裝置沒有得到適當的潤滑，而同時又執行了冷卻裝置的功能，則其各部分將相互摩擦而變乾。 沒有油膜會導致零件溫度急劇上升，使零件產生熱膨脹，並因此加速磨損。
為確保雙渦輪增壓器可靠運行，請遵循與傳統渦輪增壓器相同的程序。 首先，必須及時更換機油，該機油不僅用於潤滑，還用於冷卻渦輪機（關於更換潤滑劑的程序，我們的網站提供 單獨的文章).
其次，由於鼓風機的葉輪與廢氣直接接觸，因此燃料的質量必須很高。 因此，積碳不會積聚在葉片上，這會干擾葉輪的自由旋轉。
總之，我們提供了一個簡短的視頻，介紹了不同的渦輪機修改及其差異：
問題與解答：
雙渦輪增壓和雙渦輪增壓哪個更好？ 這些是發動機渦輪增壓系統。 在配備雙渦輪增壓的發動機中，渦輪遲滯得到了消除，加速動態也變得平穩。 在雙渦輪增壓系統中，這些因素不會改變，但內燃機的性能會提高。
雙渦輪增壓和雙渦輪增壓有什麼區別？ Biturbo 是串聯的渦輪系統。 由於它們的順序包含，在加速過程中消除了渦輪孔。 雙渦輪增壓只是用於增加功率的兩個渦輪。
為什麼需要雙渦輪增壓？ 兩個渦輪為氣缸提供更大體積的空氣。 因此，在 BTC 燃燒期間後坐力增強 - 更多的空氣在同一氣缸中被壓縮。
