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1,汽车发动机涡轮增压是什么意思工作原理

涡轮增压系统的工作原理: 内燃机是一种耗气机械,因为燃油需要与空气混合才能完成燃烧冲程。一旦空燃比达到某一值后,再增加燃油,除了将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外,不会产生更多功率。发动机供油越多,黑烟就越浓。因此,在超过空燃比极限后,增加供油量只会造成燃油消耗量过多、大气污染、废气温度升高,并使柴油机寿命缩短。由此可见,增加空气量的能力对发动机来说是多么重要。 涡轮增压器实际上就是一个空气压缩机,它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮(位于进气道内),叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,再送入气缸。
涡轮是一个物体,其功能就是压缩气体!涡轮增压就是 使用涡轮来压缩空气进入汽缸,增压就是增大空气压力,使更多的空气进入汽缸,空气变多了,那么爆炸的力度就变大了,马力就是通过爆炸推动活塞得来!工作原理,涡轮装在排气管附近,涡轮总共有3个接口,一个接排气管,一个接进气口,一个是排气口。涡轮里面有一个扇叶,转速非常高,它是通过发动机排出的废气推动工作的!扇叶工作时就会把进气部分的空气吸过来压缩入汽缸,从而使汽缸有更多的空气!
轮增压简称Turbo,如果在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。涡轮增压器实际上是种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与祸轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。涡轮增压器的最大优点是能在不加大发动机排量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力,一般而言,加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20%—30%。涡轮增压器的缺点是滞后,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,使发动机延迟增加或减少输出功率,这对于要突然加速或超车的汽车而言,瞬间会有点提不上劲的感觉。

汽车发动机涡轮增压是什么意思工作原理

2,涡轮增压的工作原理是怎样的

  现在国内很多车型的汽油发动机都应用了废气涡轮增压器技术,这项技术不仅可以提高功率,还可以增大扭矩,但是具有这种结构的发动机在使用时应注意一些问题,否则会造成涡轮增压器的过早损坏。  首先说说涡轮增压器的大概结构原理,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。  所以针对这种结构原理,在使用这种发动机时应注意一些问题:  1.发动机启动后应怠速运转一会儿,使润滑油达到一定的工作温度和压力,以免突然增加负荷时因轴承无油而加速磨损,甚至卡死。2.车辆停车时由于增压器转子转动具有一定惯性,所以发动机不要立即熄火,应怠速运转一段时间,以使增压器转子的温度和转速逐渐下降。立即熄火会使机油丧失压力,转子靠惯性转动时得不到润滑而损坏。3.经常检查机油油量,避免因缺少机油而导致轴承失效及转动件卡死。4.定期更换机油及机滤,因全浮动轴承对润滑油的要求很高,应使用厂家规定牌号机油。5.定期清洗更换空气滤芯,空滤过脏会造成进气阻力增加,使发动机功率下降。6.经常检查进气系统的密闭性,漏气会使灰尘吸入增压器及发动机,损坏增压器和发动机。7.由于涡轮增压器转子轴承精密度很高,维修及安装时的工作环境要求很严格,所以增压器出现故障或损坏时应到指定的维修站进行维修。  简单区别  涡轮增压一般是由废气驱动涡轮,机械增压的涡轮是由曲轴输出的动力通过皮带驱动的。  具体的可以看:老式的往复式空压机,是属于机械增压,而现在用的很多的螺杆式空压机属于涡轮增压。  涡轮增压一般是由废气驱动涡轮,机械增压的涡轮是由曲轴输出的动力通过皮带驱动的。  详细区别http://gb.cri.cn/13524/2006/11/12/2245@1298352.htm

涡轮增压的工作原理是怎样的

3,涡轮增压工作原理是什么

涡轮增压器是安装在汽车发动机配气系统的一个装置 它的作用就是依靠由发动机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. 它的优势就是:在同样的排气量的条件下,涡轮增压发动机会使发动机的功率和扭矩都有明显的提高,使车子的加速性能更好,车子的最快速度更快,也就从另一个方面意味着更经济和环保!~
涡轮增压,是一种利用内燃机(Internal Combustion Engine)运作所产生的废气驱动空气压缩机(Air-compressor)的技术。与超级增压器(机械增压器, Super-Charger)功能相若,两者都可增加进入内燃机或锅炉的空气流量,从而令机器效率提升。常见用于汽车引擎中,透过利用排出废气的热量及流量,涡轮增压器能提升内燃机的马力输出。  增压目的  涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说,经过增压之后,动力可以达到2.4L发动机的水平,但是耗油量却比1.8发动机并不高多少,在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。  负面影响  不过在经过了增压之后,发动机在工作时候的压力和温度都大大升高,因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短,而且机械性能、润滑性能都会受到影响,这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。  增压原理  最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的,这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面,发动机就能够获得更大的功率。  众所周知,发动机是靠燃料在汽缸内燃烧做功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量,从而提高燃烧做功能力。因此在目前的技术条件下,涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。  大家可能会觉得涡轮增压装置非常复杂,其实并不复杂,涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连,排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连,排气口接在进气歧管上,最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内,二者同轴刚性联接。这样一个整体的涡轮增压装置就做好,你的发动机就好像电脑CPU一样被“超频”了。  我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。  优缺点  诚然,涡轮增压的确能够提升发动机的动力,不过它的缺点也有不少,其中最明显的就是动力输出反应滞后。我们看看前面有关涡轮增压的工作原理就知道了,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,也就是说从你大脚踩油门加大马力,到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差,而且这个时间还不短。一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。如果你要突然加速的话,瞬间会有提不上速度的感觉。  随着技术的进步,虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进,但是由于设计原理问题,因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。譬如说我们买了1.8T的涡轮增压汽车,在实际的行驶之中,加速肯定不如2.4L的,但是只要度过了那段等待期,1.8T的动力同样会窜上来,因此如果你追求驾驶的感觉的话,涡轮增压引擎并不适合你,如果你是跑高速之类的,涡轮增压才显得特别有用。  如果你的爱车经常在城市内行驶,那么有必要考虑需要什么样的涡轮增压,因为涡轮并不是随时都在启动的。对于那些启动转速高的涡轮增压发动机,就拿斯巴鲁(富士)翼豹的涡轮增压来说,它的启动是在3500转左右,5挡能够上到3500转估计速度都破120了,除非你故意停留在低档位,否则不超过120公里的时速翼豹的涡轮增压根本无法启动。这时那些低转速启动的涡轮增压发动机更为合适,例如大众的1.4Tsi/1.8Tsi发动机,在1750甚至1500转的时候涡轮增就介入了,即使在2000~3000换档,也能保证换档前后转速保持在燃油应用效率更高的涡轮增压区域。  此外涡轮增压还有维护保养方面的问题,就拿宝来的1.8T来说,6万公里左右就要更换涡轮了,虽然次数不算多,毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保养费,这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。

涡轮增压工作原理是什么

4,请问涡轮机的原理是什么

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。 但是涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用,但也有它的缺点,其中最明显的是,“滞后响应”,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即使经过改良后的反应时间也要1.7秒,使发动机延迟增加或减少输出功率。这对于要突然加速或超车的汽车而言,瞬间会有点提不上劲的感觉。但是随着技术的改进,这一缺点正在被逐步克服。 在最近30年时间里,涡轮增压器已经普及到许多类型的汽车上,它弥补了一些自然吸气式发动机的先天不足,使发动机在不改变汽缸工作容积的情况下可以提高输出功率10%以上,因此许多汽车制造公司都采用这种增压技术来改进发动机的输出功率,藉以实现轿车的高性能化。 使用注意事项 由于涡轮增压器经常处于高速、高温下工作,增压器废气涡轮端的温度在600℃左右,增压器转子以832-1040r/min 的高速旋转,因此为了保证增压器的正常工作,使用中应注意以下几点: 1、不能着车就走。发动机发动后,特别是在冬季,应让其怠速运转一段时间,以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。所以刚启动后千万不能猛轰油门,以防损坏增压器油封。 2、不能立即熄火。发动机长时间高速运转后,不能立即熄火。发动机工作时,有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的。正在运行的发动机突然停机后,机油压力迅速下降为零,增压器涡轮部分的高温传到中间,轴承支承壳内的热量不能迅速带走,而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转,因此,发动机热机状态下如果突然停机,会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以发动机大负荷、长时间运行后,在熄火前应怠速运转3-5min,让增压器转子的转速降下来以后再熄火。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火。 3、 保持清洁。拆卸增压器时,要保持清洁,各管接头一定要用清洁的布堵塞好,防止杂物掉进增压器内,损坏转子。维修时应注意不要碰撞损坏叶轮,如果需要更换叶轮,应对其做动平衡试验。重新装复完毕后,要取出堵塞物。 4、由于增压器经常处于高温下运转,它的润滑油管线因受高温作用,内部机油容易有部分的结焦,这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。因此,润滑油管线在运行一段时间后要进行清洗。 5、经常注意检查增压器的运转情况。在出车前、收车后,应检查气道各管的连接情况,防止松动、脱落而造成增压
涡轮喷气式发动机应用于喷气推进避免了火箭和冲压喷气发动机固有的弱点,因为采用了涡轮驱动的压气机,因此在低速时发动机也有足够的压力来产生强大的推力。涡轮喷气发动机按照“工作循环”工作。它从大气中吸进空气,经压缩和加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610米/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持“工作循环”。涡轮发动机的机械布局比较简单,因为它只包含两个主要旋转部分,即压气机和涡轮,还有一个或者若干个燃烧室。然而,并非这种发动机的所有方面都具有这种简单性,因为热力和气动力问题是比较复杂的。这些问题是由燃烧室和涡轮的高工作温度、通过压气机和涡轮叶片而不断变化着的气流、以及排出燃气并形成推进喷气流的排气系统的设计工作造成的。 飞机速度低于大约450英里/小时(724公里/小时)时,纯喷气发动机的效率低于螺旋桨型发动机的效率,因为它的推进效率在很大程度上取决于它的飞行速度;因而,纯涡轮喷气发动机最适合较高的飞行速度。然而,由于螺旋桨的高叶尖速度造成的气流扰动,在350英里/小时(563公里/小时)以上时螺旋桨效率迅速降低。这些特性使得一些中等速度飞行的飞机不用纯涡轮喷气装置而采用螺旋桨和燃气涡轮发动机的组合 -- 涡轮螺旋桨式发动机。 螺旋桨/涡轮组合的优越性在一定程度上被内外涵发动机、涵道风扇发动机和桨扇发动机的引入所取代。这些发动机比纯喷气发动机流量大而喷气速度低,因而,其推进效率与涡轮螺旋桨发动机相当,超过了纯喷气发动机的推进效率。 涡轮/冲压喷气发动机将涡轮喷气发动机(它常用于马赫数低于3的各种速度)与冲压喷气发动机结合起来,在高马赫数时具有良好的性能。这种发动机的周围是一涵道,前部具有可调进气道,后部是带可调喷口的加力喷管。起飞和加速、以及马赫数3以下的飞行状态下,发动机用常规的涡轮喷气式发动机的工作方式;当飞机加速到马赫数3以上时,其涡轮喷气机构被关闭,气道空气借助于导向叶片绕过压气机,直接流入加力喷管,此时该加力喷管成为冲压喷气发动机的燃烧室。这种发动机适合要求高速飞行并且维持高马赫数巡航状态的飞机,在这些状态下,该发动机是以冲压喷气发动机方式工作的。 涡轮/火箭发动机与涡轮/冲压喷气发动机的结构相似,一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机,而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度,在燃气进入涡轮前,需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释,残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻,但是,其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能,通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。

5,涡轮增压器的工作原理是什么

我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。 大家可能会觉得涡轮增压装置非常复杂,其实并不复杂,涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连,排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连,排气口接在进气歧管上,最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内,二者同轴刚性联接。这样一个整体的涡轮增压装置就做好,你的发动机就好像电脑CPU一样被“超频”了。 常见涡轮增压可分为四种:机械增压系统,气波增压系统,废气涡轮增压系统,复合增压系统。 自从人类发明内燃发动机以来,汽车工程师、追求极速的车手和赛车设计师们一直都在寻找提升其动力的方法。 其中一种方法是建造更大的发动机。 但大型发动机也并不总是尽如人意,发动机越大,重量就越重,制造和维护成本也就越高。另一种方法是提高普通规格发动机的效率。 可以通过将更多的空气压入燃烧室来实现这一目的。 更多的空气意味着可以注入更多的燃油,而更多燃油则意味着更强劲的爆发力和更大的马力。 安装机械增压器是实现强制进气的好方法。 在本文中,老夫将解释机械增压器的概念、工作原理以及其与涡轮增压器的差异。机械增压器基础知识机械增压器是将吸入的空气加压到超过正常气压的装置。 机械增压器和涡轮增压器均是如此。 实际上,“涡轮增压器”一词是其正式名称“涡轮式机械增压器”的简写。这两种装置的不同之处在于它们的能量来源不同。 涡轮增压器是借助排出的巨大气流来驱动涡轮的。 而机械增压器则由发动机曲轴通过传动带或传动链带动的。 普通四冲程发动机有一个冲程专门用于进气。 这一过程有三个步骤: 1、活塞往下运动。 2、制造真空状态。 3、依靠大气压将空气吸入燃烧室。 当空气被吸入发动机后,便和燃油混合形成油气混合物。此混合物能够通过燃烧这一化学反应转换成动能。 火花塞通过点燃空气和燃油的混合气体引起此化学反应。 当燃油发生氧化时,会释放大量能量。 此过程产生的力量集中在气缸盖上,这股力量将推动活塞,使活塞产生往复运动,最终这股动力会传递到车轮上。 向燃烧室注入更多的燃油将会产生更为强劲的燃烧爆发力。 但不能仅仅向发动机中增加燃油,因为燃烧燃油需要严格数量的氧气。 这种经过化学反应产生的混合物,空气和燃油的比例应控制在14:1,这对发动机的有效运转至关重要。 所以重点在于:若要注入更多的燃油,就必须吸入更多的空气。 这就是机械增压器的作用。 机械增压器通过将空气压缩至正常大气压以上来吸入更多的空气,而不是通过制造真空状态来吸入空气。 这样就可以强制更多的空气进入发动机,从而导致“增压”。 发动机增压后会吸入更多空气,从而向燃烧室注入更多的燃油,发动机的动力也会增强。 机械增压器平均可提高46%的马力和31%的扭矩。 在海拔较高的地方,发动机性能会降低,因为那里的空气密度和压力都比较低,而机械增压器只有向发动机提供压力更高的空气,才能保证其运转状态最佳。 涡轮增压器利用燃烧产生的废气向压缩机提供动力,与之不同的是,机械增压器直接从曲轴获取动力。 大部分机械增压器都通过一条附属的传动带获得动力,这根传动带缠绕在皮带轮上,皮带轮连接在一个主动齿轮上。 而主动齿轮则会旋转压缩机齿轮。 压缩机的转子可以有多种设计,但它的任务是吸入空气,将空气压入更小的空间,并注入进气岐管中。为了压缩空气,机械增压器必须急速旋转,甚至比发动机本身转得还要快。 将主动齿轮做得比压缩机齿轮大,就能使压缩机旋转得更快。 机械增压器的转速每分钟能高达5-6.5万转。 5万转的压缩机能产生大约41-62千帕的压强。 在特定海拔高度,这会产生比大气压高41-62千帕的压力。 而海平面的大气压为1012.8百帕,因此大约会多出50%的空气被机械增压器压入发动机中。 空气受到压缩会变热,这意味着空气密度会降低,同时也会减少爆炸过程中空气的膨胀程度。 这就无法在火花塞点燃混合气体后产生足够的动力。 为使机械增压器发挥全部效率,从排气装置排出的压缩空气必须在进入进气歧管前加以冷却。 中间冷却器的出现解决了这一问题。 中间冷却器有两种基本设计: 风冷和水冷。 它们的工作原理类似于散热器,即让较凉的空气或水流过导管,带走热量。 当热空气离开机械增压器碰到较凉的导管时,它便会冷却下来。 随着空气温度降低,其密度会变高,这样就会使密度较高的混合燃气进入燃烧室。机械增压器的优缺点机械增压器最大的优点是可以增加汽车的马力。 给一辆普通汽车或卡车安装机械增压器,会使其像一台大马力发动机汽车一样动力十足。 但是在机械增压器和涡轮增压器之间应该如何选择呢? 汽车工程师和车迷们一直在激烈地争论这个问题,但通常而言,机械增压器与涡轮增压器相比有一定的优势。 机械增压器没有增压延时——驾驶员踩下油门到发动机响应这段时间的长短。 涡轮增压器存在增压延时,因为它需要一段时间,让排出的气体达到一定速度以加快叶轮/涡轮的转速。 机械增压器没有延时,是因为它们直接通过曲轴获得动力。 某些机械增压器在低转速时效率比较高,而另一些在高转速时效率比较高。 安装一台涡轮增压器需要对排气系统做大幅度的调整,但机械增压器只要拴在发动机顶部或旁边就可以了。 因此,机械增压器的安装更方便,同时也更容易使用和维护。 最后,机械增压器停止工作时不需要专门关闭。 因为它们不用发动机机油进行润滑,便可以正常关闭。 而涡轮增压器必须等待30秒或预先关闭,以便润滑油冷却。 也就是说,预热对于机械增压器十分重要,它们在正常温度下的效率最高。 机械增压器普遍应用于飞机的内燃发动机。 如果您设想飞机长时间在高海拔飞行(此时缺少足够用于燃烧的氧气),就会感觉到一定是机械增压器在起作用。 借助机械增压器,飞机能够飞得更高而且不会降低发动机的性能。飞机发动机使用的机械增压器与汽车使用的一样。 它们直接从发动机获得动力,利用压缩机把压缩空气送入燃烧室。 第一次在飞机上使用机械增压器是在二战末期。 最著名的例子是Supermarine Spitfire,这是英国皇家空军所使用的飞机,将机械增压器安装在罗尔斯罗伊斯“莫林”发动机上。 机械增压器最大的缺点是: 由于由曲轴带动,所以它们必须损耗一部分发动机马力。 这也是机械增压器的特点之一机械增压器会占用一台发动机20%的动力。 但是,由于机械增压器可以提升46%的马力,所以多数人认为这笔交易是值得的。 由于增压会增加发动机的负担,所以发动机必须得到强化以承受额外的压力和更强的爆发力。 大部分制造商在设计一台带有机械增压器的发动机时,都会专门采用重载元件以提高发动机的寿命。 同时这也抬高了汽车的价格。 机械增压器的维护成本也较高,同时许多制造商建议使用高标号汽油。 尽管有这些缺点,机械增压器仍然是一种最经济有效地增强马力的方法。 机械增压器可以提高50%-100%的动力,使汽车更适合比赛、重载运输或单纯增加驾驶的刺激性。
涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。

6,涡轮增压工作原理

涡轮增压器的大概结构原理,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。
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。 -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。 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,是一种利用内燃机(internal combustion engine)运作所产生的废气驱动空气压缩机(air-compressor)的技术。与超级增压器(机械增压器, super-charger)功能相若,两者都可增加进入内燃机或锅炉的空气流量,从而令机器效率提升。常见用于汽车引擎中,透过利用排出废气的热量及流量,涡轮增压器能提升内燃机的马力输出。  增压目的  涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我们最常见的1.8t涡轮增压发动机来说,经过增压之后,动力可以达到2.4l发动机的水平,但是耗油量却比1.8发动机并不高多少,在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。  负面影响  不过在经过了增压之后,发动机在工作时候的压力和温度都大大升高,因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短,而且机械性能、润滑性能都会受到影响,这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。  增压原理  最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的,这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面,发动机就能够获得更大的功率。  众所周知,发动机是靠燃料在汽缸内燃烧做功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量,从而提高燃烧做功能力。因此在目前的技术条件下,涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。  大家可能会觉得涡轮增压装置非常复杂,其实并不复杂,涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连,排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连,排气口接在进气歧管上,最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内,二者同轴刚性联接。这样一个整体的涡轮增压装置就做好,你的发动机就好像电脑cpu一样被“超频”了。  我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。  优缺点  诚然,涡轮增压的确能够提升发动机的动力,不过它的缺点也有不少,其中最明显的就是动力输出反应滞后。我们看看前面有关涡轮增压的工作原理就知道了,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,也就是说从你大脚踩油门加大马力,到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差,而且这个时间还不短。一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。如果你要突然加速的话,瞬间会有提不上速度的感觉。  随着技术的进步,虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进,但是由于设计原理问题,因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。譬如说我们买了1.8t的涡轮增压汽车,在实际的行驶之中,加速肯定不如2.4l的,但是只要度过了那段等待期,1.8t的动力同样会窜上来,因此如果你追求驾驶的感觉的话,涡轮增压引擎并不适合你,如果你是跑高速之类的,涡轮增压才显得特别有用。  如果你的爱车经常在城市内行驶,那么有必要考虑需要什么样的涡轮增压,因为涡轮并不是随时都在启动的。对于那些启动转速高的涡轮增压发动机,就拿斯巴鲁(富士)翼豹的涡轮增压来说,它的启动是在3500转左右,5挡能够上到3500转估计速度都破120了,除非你故意停留在低档位,否则不超过120公里的时速翼豹的涡轮增压根本无法启动。这时那些低转速启动的涡轮增压发动机更为合适,例如大众的1.4tsi/1.8tsi发动机,在1750甚至1500转的时候涡轮增就介入了,即使在2000~3000换档,也能保证换档前后转速保持在燃油应用效率更高的涡轮增压区域。  此外涡轮增压还有维护保养方面的问题,就拿宝来的1.8t来说,6万公里左右就要更换涡轮了,虽然次数不算多,毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保养费,这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。
以不增加引擎排气量为前提,使动力轮输出提升的方法。是直接利用引擎出力来驱动增压器,再将高密度空气送入汽缸内以提高引擎的输出功率

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