什麼是渦輪增壓汽車發動機？

渦輪增壓發動機

渦輪發動機。 增加發動機功率和扭矩的任務一直很重要。 發動機功率與氣缸的排量和供應給它們的空氣燃料混合物的量直接相關。 也就是說，氣缸中燃燒的燃料越多，動力裝置產生的功率就越大。 然而，最簡單的解決方案是增加發動機功率。 其工作體積的增加導致結構尺寸和重量的增加。 可以通過增加曲軸的旋轉速度來增加供應的工作混合物的量。 換句話說，單位時間內氣缸執行更多的工作循環。 但是會出現慣性力增加和動力裝置部件機械負荷急劇增加相關的嚴重問題，這將導致發動機壽命縮短。

渦輪發動機效率

在這種情況下，最有效的方法就是電源。 想像一下內燃機的進氣沖程。 發動機作為泵工作時，效率也很低。 空氣導管帶有空氣濾清器，進氣歧管彎頭，汽油發動機也帶有節氣門。 當然，所有這些減少了氣缸的填充。 為了增加進氣門上游的壓力，更多的空氣將進入氣缸。 加油可以改善氣缸中的新鮮燃料，從而使它們能夠在氣缸中燃燒更多的燃料，從而獲得更大的發動機動力。 內燃發動機中使用三種類型的放大。 利用進氣歧管中空氣量的動能產生共振。 在這種情況下，不需要額外的充電/升壓。 機械的，在此版本中，壓縮機由電機皮帶驅動。

燃氣輪機或渦輪發動機

燃氣渦輪機或渦輪增壓器，渦輪機由廢氣流驅動。 每種方法都有其自身的優缺點，這決定了應用領域。 個人進氣歧管。 為了更好地填充氣缸，必須增加進氣門前面的壓力。 同時，通常不需要增加壓力。 在關閉閥門時將其升高，並將另外一部分空氣加載到氣缸中就足夠了。 對於短期的壓力累積，理想的是在發動機運轉時沿著進氣歧管傳播的壓縮波。 計算管道本身的長度就足夠了，這樣從末端反射幾次的波就會在正確的時間到達閥門。 該理論很簡單，但是其實現需要很多獨創性。 氣門在不同的曲軸轉速下不會打開，因此會產生共振放大效應。

渦輪發動機 - 動態功率

進氣歧管短時，發動機在高轉速時表現更好。 而在低速時，較長的抽吸路徑會更有效。 可變長度的入口管可以通過兩種方式創建。 通過連接諧振腔，或切換到所需的輸入通道或連接它。 後者也稱為動態強度。 共振和動態壓力會加速進氣塔的流動。 由氣流壓力波動引起的放大作用範圍為5到20 mbar。 相比之下，使用渦輪增壓器或機械增壓器，您可以獲得的數值在750到1200毫巴之間。 要完整顯示圖片，請注意還有一個慣性放大器。 其中，在閥上游產生超壓的主要因素是入口管中流體的高壓頭。

增加渦輪發動機的功率

在每小時140公里以上的高速行駛時，功率會略有增加。 主要用於摩托車。 機械填充物提供了一種相當簡單的方法來顯著提高發動機功率。 通過直接從發動機曲軸驅動發動機，壓縮機能夠以最小速度無延遲地將空氣泵入氣缸，從而與發動機速度成比例地增加增壓壓力。 但是它們也有缺點。 它們降低了內燃機的效率。 因為電源產生的某些功率用於驅動它們。 機械壓力系統佔用更多空間，並且需要特殊的執行器。 正時皮帶或變速箱發出很多噪音。 機械填料。 機械鼓風機有兩種類型。 體積和離心。 典型的散裝填料是羅茨超級發生器和Lysholm壓縮機。 羅茨的設計類似於油齒輪泵。

渦輪增壓器功能

這種設計的獨特之處在於，空氣不是在增壓器中被壓縮，而是在管道外，進入外殼和轉子之間的空間。 主要缺點是收益有限。 無論填料部件設置得多麼精確，當達到一定壓力時，空氣就會開始回流，從而降低系統的效率。 有幾種戰斗方式。 提高轉子轉速或將增壓器做成兩級甚至三級。 因此，可以將最終值增加到可接受的水平，但多級設計沒有其主要優勢 - 緊湊性。 另一個缺點是出口的排放不均勻，因為空氣是分段供應的。 現代設計採用三角形旋轉機構，進出窗呈三角形。 多虧了這些技術，笨重的增壓器幾乎擺脫了脈動效應。

渦輪發動機安裝

低轉子速度和耐用性，加上低噪音水平，導致戴姆勒克萊斯勒、福特和通用汽車等知名品牌慷慨地裝備他們的產品。 排量增壓器在不改變其形狀的情況下增加了功率和扭矩曲線。 它們在中低速下已經很有效，這最好地反映了加速度動態。 唯一的問題是這種系統的製造和安裝非常花哨，這意味著它們非常昂貴。 工程師 Lisholm 提出了另一種同時增加進氣歧管中氣壓的方法。 Lysholm 配件的設計有點讓人想起傳統的絞肉機。 兩個額外的螺桿泵安裝在外殼內。 它們向不同方向旋轉，捕獲部分空氣，將其壓縮並將其放入圓柱體中。

渦輪發動機 - 調整

該系統的特點是內部壓縮和由於精確校準的間隙而造成的最小損失。 此外，螺旋槳壓力在幾乎整個發動機轉速範圍內均有效。 安靜，非常緊湊，但是由於製造複雜而極其昂貴。 但是，諸如AMG或Kleemann之類的著名調音工作室並沒有忽略它們。 離心式填料的設計與渦輪增壓器相似。 進氣歧管中的壓力過大也會形成壓縮機葉輪。 它的徑向葉片利用離心力捕獲並推動隧道周圍的空氣。 與渦輪增壓器的區別僅在於驅動器。 離心鼓風機具有類似的，但不太明顯的慣性缺陷。 但是還有一個更重要的功能。 實際上，產生的壓力與壓縮機葉輪的平方速度成正比。

渦輪發動機

簡而言之，它必須旋轉得非常快，以便將所需的充氣泵入氣缸。 有時是發動機轉速的十倍。 高效的高速離心風機。 與氣體離心機相比，機械離心機不那麼用戶友好，更耐用。 因為它們在較低的極端溫度下工作。 在業餘調音領域中，其設計的簡單性和便宜性已廣受歡迎。 發動機中冷器。 機械過載控制電路非常簡單。 滿載時，旁路蓋關閉，節流閥打開。 所有氣流都流向發動機。 在部分負荷運行期間，蝶閥關閉，管道風門打開。 多餘的空氣返回到鼓風機入口。 中間冷卻器的增壓冷卻空氣不僅是機械系統，而且是燃氣輪機加電系統中幾乎不可缺少的組成部分。

渦輪增壓發動機運行

壓縮空氣在送入發動機氣缸之前在中間冷卻器中進行預冷卻。 通過設計，這是一種常規的散熱器，可以通過進氣流或冷卻液進行冷卻。 將增壓空氣的溫度降低10度可以使其密度提高約3％。 反過來，這允許發動機功率增加大約相同的百分比。 發動機渦輪增壓器。 渦輪增壓器更廣泛地用於現代汽車發動機中。 實際上，這是同一台離心壓縮機，但驅動電路不同。 這是機械增壓器和渦輪增壓器之間最重要的，也許是根本的區別。 驅動鏈在很大程度上決定了各種設計的特性和應用。

渦輪發動機的優勢

在渦輪增壓器中，葉輪與葉輪（渦輪）位於同一軸上。 它內置在發動機排氣歧管中，並由廢氣驅動。 速度可以超過200 rpm。 發動機曲軸沒有直接連接，並且空氣供應由廢氣壓力控制。 渦輪增壓器的優點包括。 提高發動機效率和經濟性。 機械驅動從發動機獲取動力，而發動機則利用來自排氣的能量，因此提高了效率。 不要混淆引擎的特定效率和整體效率。 自然地，由於使用渦輪增壓器而使功率增加的發動機的運轉比具有自然吸氣器的功率較低的類似發動機需要更多的燃料。

渦輪發動機功率

實際上，正如我們記得的那樣，向氣缸填充空氣已得到改善，以便在其中燃燒更多的燃料。 但是，配備有燃料電池的發動機的每小時每單位功率的燃料質量分數始終低於沒有放大的強大單元的類似設計。 渦輪增壓器使您可以以較小的尺寸和重量實現動力裝置的指定特性。 比使用自然吸氣發動機的情況要好。 此外，渦輪發動機具有最佳的環保性能。 燃燒室中的壓力導致溫度降低，結果，氮氧化物的生成減少。 給汽油發動機加油時，尤其是在瞬態條件下，可以實現更完全的燃料燃燒。 在柴油發動機中，額外的空氣供應可讓您突破煙霧外觀的邊界，即控製菸塵顆粒的排放。

柴油渦輪發動機

柴油通常更適合增壓，尤其適合渦輪增壓。 與汽油機不同，汽油機的升壓受爆震危險的限制，他們不知道這種現象。 柴油機在其機構中可以被加壓至極限機械應力。 此外，與汽油發動機相比，缺少進氣節氣門和高壓縮比可提供更高的廢氣壓力和更低的溫度。 渦輪增壓器更易於製造，這具有許多固有的缺點。 在低發動機轉速下，廢氣量低，因此壓縮機效率低。 另外，渦輪增壓發動機通常具有所謂的Turboyama。

陶瓷金屬渦輪轉子

主要困難是廢氣的高溫。 陶瓷金屬渦輪轉子比耐熱合金製成的轉子輕約 20%。 而且它還具有較低的轉動慣量。 直到最近，整個設備的壽命僅限於營地生活。 它們本質上是用加壓油潤滑的類似曲軸的襯套。 這種傳統軸承的磨損當然很大，但球面軸承無法承受巨大的速度和高溫。 當可以開髮帶有陶瓷球的軸承時，找到了解決方案。 然而，陶瓷的使用並不奇怪，軸承充滿了源源不斷的潤滑劑。 擺脫渦輪增壓器的缺點不僅可以減少轉子的慣性。 而且還使用額外的、有時相當複雜的增壓壓力控制電路。

渦輪發動機的工作原理

在這種情況下，主要任務是在發動機高轉速時降低壓力，在發動機低轉速時提高壓力。 使用可變幾何渦輪，可變噴嘴渦輪可以完全解決所有問題。 例如，對於可移動刀片，其參數可以在很寬的範圍內更改。 VNT渦輪增壓器的工作原理是優化導向渦輪的廢氣流。 在低發動機轉速和低排氣量的情況下，VNT渦輪增壓器會將整個排氣流導向渦輪。 因此，增加了功率並增加了壓力。 在高速度和高氣體流量下，VNT渦輪增壓器可使活動葉片保持打開狀態。 增加橫截面積並從葉輪中去除一些廢氣。

渦輪發動機保護

超速保護和增壓壓力維持在所需的發動機水平，消除了過載。 除了單放大系統外，兩級放大也是常見的。 驅動壓縮機的第一階段在低發動機轉速下提供了有效的增壓。 第二個是渦輪增壓器，它利用廢氣的能量。 一旦功率單元達到足以使渦輪正常運行的速度，壓縮機就會自動關閉，如果壓縮機掉落，它將再次啟動。 許多製造商一次在其發動機上安裝了兩個渦輪增壓器。 這樣的系統稱為雙渦輪增壓或雙渦輪增壓。 它們之間沒有根本區別，只有一個例外。 Biturbo假定使用不同直徑的渦輪機，因此具有不同的性能。 另外，包含它們的算法可以是並行的或順序的。

問題與解答：

渦輪增壓有什麼用？ 氣缸中增加的新鮮空氣壓力可確保空氣燃料混合物更好地燃燒，從而增加發動機功率。

渦輪增壓發動機是什麼意思？ 在這種動力裝置的設計中，有一種機制可以提供增強的新鮮空氣流入氣缸。 為此，使用渦輪增壓器或渦輪。

渦輪增壓如何在汽車上工作？ 廢氣使渦輪葉輪旋轉。 在軸的另一端，有一個安裝在進氣歧管內的壓力葉輪。