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渦輪的工作原理

時(shí)間:2010/4/13閱讀:1356
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         渦輪增壓器的zui大優(yōu)點(diǎn)是能在不加大發(fā)動(dòng)機(jī)排量就能較大幅度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭力,一般而言,加裝增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩要增大20%~30%。渦輪增壓器的缺點(diǎn)是滯后,即由于葉輪的慣性作用對(duì)油門(mén)驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩,使發(fā)動(dòng)機(jī)延遲增加或減少輸出功率,這對(duì)于要突然加速或超車(chē)的汽車(chē)而言,瞬間會(huì)有點(diǎn)提不上勁的感覺(jué)。
        以前,渦輪增壓器大都用在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上,現(xiàn)在一些汽油發(fā)動(dòng)機(jī)也采用渦輪增壓器。因?yàn)槠秃筒裼偷娜紵绞讲灰粯樱虼税l(fā)動(dòng)機(jī)采用渦輪增壓器的形式也有所區(qū)別
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)不同于柴油發(fā)動(dòng)機(jī),它進(jìn)入氣缸的不是空氣,而是汽油與空氣的混合氣,壓力過(guò)大容易爆燃。因此,安裝渦輪增壓器必須要避免爆燃,這里涉及兩個(gè)相關(guān)問(wèn)題,一個(gè)是高溫控制,另一個(gè)是點(diǎn)火時(shí)間控制。
        強(qiáng)制性增壓后,汽油機(jī)壓縮和燃燒時(shí)的溫度和壓力都會(huì)增加,爆燃傾向增加。另外,汽油機(jī)排氣溫度比柴油機(jī)高,而且不宜采用增大氣門(mén)重疊角(進(jìn)、氣排門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的時(shí)間)方式來(lái)加強(qiáng)排氣的降溫,降低壓縮比又會(huì)造成燃燒不充分。還有,汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速比柴油機(jī)高,空氣流量變化大,很容易造成渦輪增壓器反應(yīng)滯后。針對(duì)汽油機(jī)使用渦輪增壓器出現(xiàn)的一系列問(wèn)題,工程師有針對(duì)性地一一做了改進(jìn),使汽油機(jī)也能用上廢氣渦輪增壓器。
中冷器
        渦輪增壓器吸進(jìn)的空氣經(jīng)壓縮溫度增高了,在流動(dòng)時(shí)與進(jìn)氣管壁摩擦還會(huì)進(jìn)一步增高,這樣不僅影響充氣效率,還容易產(chǎn)生爆燃。因此要裝置降低進(jìn)氣溫度的設(shè)備,這就是中間冷卻器。它安裝在渦輪增壓器出口與進(jìn)氣管之間,對(duì)進(jìn)入氣缸的空氣進(jìn)行冷卻。中間冷卻器就象散熱器,用風(fēng)冷卻或者水冷卻,空氣的熱量通過(guò)l冷卻而逸散到大氣中去。據(jù)測(cè)試,性能良好的中間冷卻器不但可以使發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比能保持一定值而不會(huì)產(chǎn)生爆燃,同時(shí)降低溫度也可提高進(jìn)氣壓力,進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率。
 
 
葉輪
        由于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍寬,空氣流量變化大,因此渦輪增壓器的壓縮葉輪外形是復(fù)雜的三元曲面超薄壁葉輪片,一般有12~30片葉,呈放射線(xiàn)狀曲線(xiàn)排列,葉片厚度在0.5毫米以下,采用鋁材用特殊鑄造法制作。葉片形狀的優(yōu)劣直接影響到到渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。葉輪形狀角度越合理,質(zhì)量越輕,葉輪的啟動(dòng)就越靈敏,渦輪增壓器的天生缺陷“反應(yīng)滯后”也就越小。
 
爆燃傳感器
        除了降低溫度來(lái)減少爆燃的可能外,還要采用爆燃傳感器,它的作用就是在產(chǎn)生爆燃之時(shí),傳感器感到不正常的振動(dòng)會(huì)立即將信息反饋至發(fā)動(dòng)機(jī)ECU(電子控制單元)控制系統(tǒng),將點(diǎn)火定時(shí)稍推遲一點(diǎn),不產(chǎn)生爆燃的時(shí)候再恢復(fù)正常點(diǎn)火定時(shí)。
        由于轎車(chē)汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速比柴油機(jī)高,空氣流速快而且變化范圍大,因此它的渦輪增壓器有更高的要求?,F(xiàn)代轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)已普遍采用電子噴射系統(tǒng),在電子控制技術(shù)及新材料的配合下,渦輪增壓器在汽油機(jī)上的應(yīng)用也會(huì)日益普遍。

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