渦輪增壓器的工作原理及其設計 - 阿夫托·塔基（AvtoTachki）

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渦輪增壓器（渦輪）是汽車中用於將空氣泵入內燃機氣壓缸的機構。在這種情況下，渦輪機僅由廢氣流驅動。使用渦輪增壓器可將引擎功率提高高達 40%，同時保持其緊湊的尺寸和低油耗。

渦輪機是如何運作的以及它是如何運作的？

標準渦輪增壓器包括：

房屋。 由耐熱鋼製成。它具有螺旋形狀，具有兩個配備法蘭的多向管道，用於安裝在增壓系統中。
渦輪機葉輪。 它將廢氣能量轉化為剛性安裝在其上的軸的旋轉。由耐熱材料製成。
壓縮機輪。 它接收來自渦輪機葉輪的旋轉並迫使空氣進入引擎氣缸。壓縮機葉輪通常由鋁製成，這可以減少能量損失。該區域的溫度狀況接近正常，不需要使用耐熱材料。
渦輪軸。 連接渦輪機葉輪（壓縮機和渦輪機）。
滑動軸承或滾珠軸承。 需要將軸連接到外殼。此結構可配備一個或兩個支撐件（軸承）。後者由通用引擎潤滑系統潤滑。
旁通閥。磷設計用於調節作用在渦輪葉輪上的廢氣流量。這允許您控制升壓功率。閥門採用氣動驅動。它的位置由引擎 ECU 控制，引擎 ECU 接收來自速度感知器的訊號。

汽油引擎和柴油引擎渦輪運轉的基本原理如下：

與曲軸驅動的機械壓縮機相比，渦輪機的優點是它不消耗引擎的能量，而是利用其副產品的能量。它的生產成本更低，使用成本也更便宜。

儘管從技術上講，柴油引擎的渦輪與汽油引擎幾乎相同，但它在柴油引擎中更為常見。主要特點是操作模式。因此，柴油引擎可以使用耐熱性較低的材料，因為柴油引擎的廢氣溫度平均為 700°C，汽油引擎的平均廢氣溫度為 1000°C。這意味著在汽油引擎上安裝柴油渦輪機是不可能的。

另一方面，這些系統也有不同程度的增壓壓力。應該考慮到渦輪機的效率取決於其幾何尺寸。吹入汽缸的氣壓由兩部分組成：1 大氣壓加上渦輪增壓器產生的多餘壓力。它的範圍可以是 0,4 到 2,2 大氣壓或更高。由於柴油引擎中渦輪的工作原理允許吸入大量廢氣，因此即使在柴油引擎中也無法安裝汽油引擎設計。

渦輪機的主要缺點是「渦輪遲滯」效應，該效應會在引擎低速運轉時發生。它代表對引擎轉速變化的反應的時間延遲。為了克服這個缺點，開發了各種類型的渦輪增壓器：

雙渦流系統。 該設計提供了兩個通道，將渦輪室分開，從而分隔廢氣流。這確保了更快的反應時間、最大的渦輪效率並防止排氣口堵塞。
可變幾何渦輪（可變幾何噴嘴）。 這種設計最常用於柴油引擎。由於葉片的移動性，它確保了渦輪機入口橫截面的變化。改變旋轉角度可以調節廢氣的流量，從而調節廢氣的速度和引擎的速度。在汽油引擎中，可變幾何渦輪機通常安裝在跑車上。