帶你認(rèn)識發(fā)動機(jī)的黑科技--增壓器
發(fā)布日期:2018-01-15 09:20 來源:http://suitcaseofstyle.com 點(diǎn)擊:
1905年,Alfred Buchi博士申請第一款增壓器zhuanli的時候,估計怎么都沒有想到,他給汽車發(fā)動機(jī)領(lǐng)域帶來的,是影響如此之大的一款黑科技。究竟什么是渦輪增壓器,日常用車到底需不需要他,又是什么讓渦輪增壓器越來越普及?今天我們先來簡單解答第一個問題——究竟什么是(廢氣)渦輪增壓。
我們都知道,氣缸進(jìn)行排氣沖程的時候,氣缸內(nèi)的廢氣會通過排氣門高速排出。不同于自然吸氣發(fā)動機(jī),渦輪增壓器將排氣的能量收集起來,并將這部分能量用于增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量從而增強(qiáng)性能。這好比是機(jī)槍將子彈出膛時的反作用力用于上膛,比起打一發(fā)子彈上一次膛的三八大蓋,湯姆遜沖鋒槍的火力自然杠杠的。
渦輪增壓器主要由兩部分組成--渦輪機(jī)(左)、壓氣機(jī)(右)。渦輪機(jī)連接發(fā)動機(jī)排氣歧管,廢氣驅(qū)動轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動,能量通過軸傳遞給壓氣機(jī),壓氣機(jī)將空氣壓縮再輸送給進(jìn)氣歧管,氣缸進(jìn)行進(jìn)氣沖程的時候,進(jìn)來的就是被壓縮過的高密度空氣了。這也解釋了為何渦輪增壓機(jī)型壓縮比普遍不高的原因,進(jìn)來的已經(jīng)是壓縮過的空氣了,再玩高壓縮比,那發(fā)動機(jī)可就扛不住了。所以各位車友如果下了狠心給愛車上渦輪,可千萬別忘了換個活塞增大燃燒室容積。
原理看似簡單,但是實現(xiàn)起來還是需要面對巨大的挑戰(zhàn)。
增壓器工作的主體在轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子的工作速度少則每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn),多則每分鐘二十多萬轉(zhuǎn)。高速長時間運(yùn)動會將零部件的任何瑕疵最大化,所以轉(zhuǎn)子的加工必須經(jīng)過動平衡來保證正常工作。再舉個例子,增壓器的浮動軸承是通過油膜來進(jìn)行潤滑和密封的,這對零件的加工精度提出了極高的要求,所以沒有雄厚的實力,一般廠家很難生產(chǎn)渦輪增壓器。精密的制造帶來了高精尖的性能,同樣對穩(wěn)定性帶來了極大的挑戰(zhàn)。相對于汽車的發(fā)動機(jī)本體來說,渦輪增壓器精貴的多,對惡劣環(huán)境的耐受能力也差,也許進(jìn)了點(diǎn)雜質(zhì)就能要了增壓器的命,老款帕薩特的增壓器不是跑了多少萬公里就要換的么(不記得了,汗。。)。隨著技術(shù)的升級進(jìn)步,現(xiàn)在增壓器的壽命已經(jīng)不是大問題,但還是很難做到與自然吸氣發(fā)動機(jī)相同的壽命,沒事漏個油什么的真是讓人頭疼又揪心。
說到增壓器的壽命,增壓器自身其實也有保護(hù)方法,那就是旁通閥。
壓氣機(jī)出氣壓力大于設(shè)定值的時候,旁通閥打開,排氣壓力給釋放掉了一部分,轉(zhuǎn)子的速度就被限定在了這個設(shè)定值,限定轉(zhuǎn)速也是出去自身保護(hù)的目的。我們常常看改裝案例的時候,里面提到增壓器的增壓值,在滿足設(shè)計的前提下,就是由這個旁通閥控制。旁通閥不同于收油放氣的泄壓閥,這里不多做說明,需要了解的可自行腦補(bǔ)。
增壓器壓縮過的空氣不是直接送進(jìn)進(jìn)氣歧管,而是要經(jīng)過一個巨大的冷卻裝置。我們都知道,進(jìn)氣溫度高會造成進(jìn)氣密度降低,影響氣缸的燃燒,而增壓器的工作溫度很高,從壓氣機(jī)出來的高溫空氣必須經(jīng)冷卻裝置的冷卻才能被使用。這也解釋了為什么改裝車加裝渦輪增壓器的時候,會在車的前端再加裝一塊散熱裝置。