涡轮增压器是一种离心压缩机,由排气涡轮驱动,以提高发动机的充气气压。涡轮增压器的性能影响发动机的所有基本指标,包括燃油效率、动力和排放。在进入涡轮增压器的力学之前,掌握一些基本的概念是至关重要的。
涡轮增压器是一种由发动机发动机提供动力的容积式压缩机。它是一个带有两个旋转轴的同轴轴系统。所述涡轮轴与所述排气涡轮连接,所述排气涡轮位于发动机排气通道内,以废气能量为动力。空气压缩机通过联轴器与压缩机轴连接。压缩机轴是封闭在机匣内的。
请阅读全文,因为我们将讨论各种可用的涡轮增压器。
涡轮增压器是什么?
涡轮增压器是涡轮增压器整体的总称。虽然这是准确的,但它是误导。涡轮和压缩机是涡轮增压器的旋转部件。整个涡轮增压器总成由三个部件组成:旋转部件、涡轮壳体和压缩机壳体。
由于涡轮是由废气推动的,所以被称为离心流动装置。当气体从涡轮机的内边缘向外移动时轮,它的速度增加。因此,涡轮内的废气速度条件产生了各种各样的流量,使涡轮增压器能够在高效率的水平上运行。
它们是如何工作的?
空气压缩机、涡轮和控制器包括涡轮增压器系统。通过空气压缩机将空气压缩并输送到涡轮增压器。这种压缩机是独一无二的,因为它的速度与输入速度同步增长,可与涡轮相媲美。
压缩空气从压缩机被送入涡轮,在释放到大气之前对其进行加速。这种高速空气压力驱动压缩机。压缩机由于温差(加热能)从涡轮获得能量(压力能)。
控制器是一种计算机控制的装置,用于管理涡轮增压器的运行。它控制进气歧管的空气压力和压缩机的空气压力来管理发动机的速度。该控制器监控发动机,并有方法在涡轮增压器出现故障时关闭发动机。
涡轮增压器的6种类型
在汽车行业中,有6种不同类型的涡轮增压器,下面提到:
- Single-Turbo
- Twin-Turbo
- 双涡旋涡轮
- 可变几何涡轮
- 可变双涡旋涡轮
- 电动涡轮
1.Single-Turbos
单涡轮增压器是大多数人认为存在的涡轮增压器,其不同的部件尺寸和容量产生明显不同的扭矩和特性。
较大的涡轮增压器几乎总是提供更大的高端功率,而较小的涡轮增压器可以更快地旋转,产生更多的低端功率。
事实证明,这是一种具有成本效益的提高发动机功率的方法,因此受到了广泛的欢迎,它可以使较小的发动机产生与较大的自然吸气发动机相同的功率,同时更轻。
这些涡轮增压器针对特定转速范围内的性能进行了优化,但在启用涡轮增压器并达到转速带最大值之前,司机通常会报告涡轮增压器滞后。
优点
- 与其他提高发动机功率和效率的技术相比,这是一种非常划算的方法。
- 易于操作,通常是最直接的涡轮增压方式,具有一系列的安装选项。
- 它能使较小的发动机产生与较大的正常吸气发动机相同的功率水平,从而节省重量。
缺点
- 由于单个涡轮的有效转速范围有限,尺寸是复杂的,因为你必须在适当的低端扭矩和更大的高端功率之间进行选择。
- 涡轮配置可能比非涡轮配置的响应时间更慢。
2.Twin-Turbo
顾名思义,双涡轮发动机是配备了第二个涡轮增压器的发动机。V6或V8发动机的每一排气缸都分配了一个不同的涡轮增压器。在较低转速时使用较小的涡轮,但在较高转速时使用大得多的涡轮。
此外,双顺序涡轮增压技术提供了更高的RPM范围和增加性能,减少了涡轮滞后。这有助于在高转速下传递力量。此外,这两个涡轮还用于提高系统的复杂性和相关成本。
优点
- 更好的性能,没有重量惩罚
- 扩展引擎的功率波段
- 降低涡轮滞后
缺点
- 比单个涡轮增压系统更复杂
- 增加了成本
3.双涡旋涡轮
双涡旋涡轮增压器包括一个分离的涡轮壳和排气歧管,单独耦合发动机的气缸。例如,在一个发射顺序为1-3-3 -2的四缸发动机中,气缸1和4可以提供单个涡轮涡旋,而气缸2和3可以喂养一个单独的涡轮涡旋。
这种设计使有效的废气能量转移到涡轮增压,导致极其密集和纯净的空气输送到气缸。提供给排气涡轮的能量量决定了产生的功率。这些类型的涡轮是有成本的,因为它们解决了一个复杂的系统,需要复杂的涡轮外壳,排气歧管和涡轮。
优点
- 比单涡旋涡轮更耐用
- 提供高速和低速电源
- 它比其他涡轮更轻
缺点
- 极其复杂的
- 更难控制排气背压
- 更少的空间
4.可变几何涡轮
vgt是一种涡轮增压器,其特点是涡轮进口处有一个气动叶片环。轿车和卡车涡轮可以同步旋转,改变气体旋流角和截面积。内部叶片调整涡轮的面积半径比,以匹配发动机的转速。
低转速意味着低的A/R比,这允许涡轮通过增加排气速度迅速卷起来。更高的转速增加了A/R比,增加了气流。一个低升压阈值,减少涡轮延迟,和一个宽和平滑的扭矩带。
由于废气的冷却作用,vgt在柴油机上得到了广泛的应用,但由于成本高和需要特殊的材料,vgt在汽油机上的应用受到了限制。叶片应采用耐热材料制成,以避免损坏。这仅限于高档汽车和高性能发动机。
优点
- 扭矩曲线相对平坦和宽阔。这是一个强大的涡轮增压技术,运行在一个广泛的RPM范围。
- 它只需要一个涡轮增压,而顺序涡轮增压需要两个。
缺点
- 这些最常用于柴油应用,因为较低的废气,防止叶片被热破坏。
- 虽然汽油的应用非常昂贵,但必须使用它们来保持可靠性。虽然保时捷997采用了该技术,但由于成本过高,目前只有少数VGT汽油发动机使用。
5.变量双涡旋涡轮
顾名思义,VTS涡轮增压器是一种结合了双涡旋涡轮增压器和可变几何涡轮增压器优点的涡轮增压器。这可以通过使用一个阀来引导排气气流进入单个涡旋,或通过简单地调整持续时间来完成阀门的开启位置使废气在两个卷轴之间分开。
VTS涡轮增压器比VGT涡轮增压器更具性价比和耐用性,使其适用于汽油发动机。因此,汽油发动机比柴油发动机更受青睐。
优点
- 它们的价格大大低于vgt,这使得汽油涡轮增压成为可能。
- 它使扭矩曲线宽而平。
- 这些涡轮增压器比可变几何涡轮增压器具有更强的弹性结构,而可变几何涡轮增压器依赖于材料。
缺点
- 昂贵的技术
- 更大的空间需求
- 更难管理
6.电动涡轮
电动涡轮增压器是一种用于消除涡轮滞后的涡轮增压器,在传统涡轮增压器效率低下的低速发动机工况下,它可以帮助普通涡轮增压器。
这是通过集成一个电动马达来完成的,该马达在涡轮增压器的压气机启动时和较低转速时旋转,直到排气量达到最大,使涡轮增压器运行。
这种策略引入了延迟到涡轮,同时也增加了涡轮可以高效工作的RPM范围。它也可以作为一种电子涡轮增压器,这是所有与传统涡轮增压器相关的缺点的最终解决方案,但它也有一定的缺点。
这些问题大多是财务和技术问题,因为电机必须安装、充电和冷却,以尽量减少可靠性问题。
优点
- 涡轮滞后可以通过直接连接电机到压缩机轮避免。当需要电力时,旋转压缩机产生的废气不足,实际上可以消除电力。
- 通过将电动机连接到排气涡轮,似乎被浪费的能量可以被回收。
- 扭矩分散在广泛的有效转速。
缺点
- 一个复杂而昂贵的电机,在恒定的温度下运行,以消除可靠性的困难,以及额外的控制。
- 当飞机上需要第二块电池随时为涡轮提供足够的动力时,包装和重量就成了问题。
- 人们发现,双联纸可以产生完全相同的效果,但成本要低得多。
可能导致Turbo失败的因素
涡轮增压器相当可靠。事实上,只有大约1%的保修检查发现一个涡轮的错;相反,吹气的涡轮通常是由于发动机润滑问题或外来物品的进入。
油/润滑
一辆车机油过滤器简直就是它的命脉。在使用时,它保持关键的运动部件润滑,无腐蚀和冷却。
涡轮增压器需要稳定供应清洁、高质量的油。如果机油不足(缺油),如果发动机使用的机油等级不正确,或者机油质量低(机油污染),污染物就会在发动机中积聚。这可能会导致涡轮内部磨损。
按制造商建议的时间间隔更换机油和机油滤清器是至关重要的。
受损的海豹
如果压缩机和发动机之间的密封件磨损或破裂,油就会渗入排气系统。因此,涡轮增压器必须更努力地工作来产生额外的空气压力。
超速是这个问题的另一个术语。因此,涡轮的效率和升力会下降。要避免这种失败,一个可靠的人爱游戏安装下载发动机零部件OEM及售后供应商谁能提供最好的产品是需要的。
外国对象/存款
涡轮增压器由两个基本部件组成:前部的压气机和后部的涡轮。偶尔,灰尘、污垢、树叶和小石子可以进入涡轮增压器或涡轮进口。
异物通常通过空气过滤器进入压缩机外壳。然而,当异物损坏涡轮时,发动机就会出现典型的故障。
当异物开始对压气机轮毂或涡轮叶片造成损伤时,涡轮的效率会受到影响。为了避免这种情况,空气过滤器应该定期维修和更换。另外,检查涡轮是否有碎片。
磨损和撕裂
涡轮增压发动机应该能维持车辆的使用寿命(约15万英里);尽管如此,取决于您的客户如何努力驾驶汽车和涡轮增压的最初质量的建设,他们可能会随着时间的推移而失败。
最后的话
这些不同类型的涡轮增压器各有其优点和缺点。它们不同技术的共同之处在于,都是通过提高压缩比来降低涡轮滞后。
涡轮增压器可以调整和调整,以适应特定的应用,以帮助给予发动机额外的推进它需要。毕竟,它们的成本不像增压机那么高,而且它们能带来巨大的性能提升。
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