什么是废气涡轮增压原理

废气涡轮增压原理就是利用发动机排出的废气来增加进气压力和密度从而提升发动机的功率。

废气涡轮增压器主要由涡轮和压缩机组成。发动机排出的废气被引入涡轮利用废气的能量驱动涡轮高速旋转。涡轮和压缩机共用一个旋转轴涡轮的转动带动同轴的压缩机工作。

压缩机就像一个打气筒把从空气滤清器送来的空气进行压缩然后增压送入气缸。这样进入气缸的空气压力和密度增大能燃烧更多的燃油。相应地增加燃油量和调整发动机转速就能增加发动机的输出功率。

涡轮是将发动机排气能量转化为机械功的装置由固定喷嘴环、旋转叶轮和涡轮壳组成。在一些小型涡轮增压器中为减小体积和重量可能会取消喷嘴环涡轮壳体承担喷嘴环的功能。

压缩机又称离心式压缩机由进气口、工作轮、扩压器和出气口蜗壳组成。在小型涡轮增压器中进口蜗壳和出口蜗壳布置在同一个壳体上。

废气涡轮增压器工作时内部压力会非常高。虽然涡轮体有释放高压气体的孔但面对持续增压还是不够这时就需要减压阀快速释放高压气体用于下一次增压动作。这既能保护涡轮又能消除一些涡轮迟滞。

普通车型常用单级增压系统即一个废气涡轮增压器。还有双级增压系统主要用于大排量车用柴油机根据两个增压器的连接方式不同分为直列双级复合增压和并列双级复合增压两种系统。

根据排气管中压力状况和排气能量的利用方式废气涡轮增压系统一般分为定压增压系统和脉冲增压系统两类。定压增压系统中内燃机所有气缸的排气都通入一根粗大的排气总管然后再流入涡轮机涡轮在稳定气流下工作效率较高但内燃机加速和低负荷性能较差适用于高增压、工况变化少的场合。脉冲增压系统的特点是在排气管中造成尽可能大的压力脉动排气支管做得细且短涡轮靠近内燃机气缸能充分利用排气能量改善变工况性能但涡轮在脉动气流下工作效率较低。为克服两种系统的缺点还研制出了脉冲转换系统和多脉冲系统。

发动机的涡轮增压是指装有涡轮增压器的发动机。其工作原理是利用发动机排出的废气惯性冲力推动涡轮室内的涡轮带动同轴叶轮高速旋转迫使更多空气进入进气歧管提高燃烧做功效率。

涡轮增压有不少优点。首先能在不增加发动机排量的情况下大幅提高发动机的功率和扭矩比如同一台发动机使用涡轮增压后最大功率可提升 40%左右。其次它能让燃油燃烧更充分提高燃油经济性减少废气排放像 1.8T 涡轮增压发动机的动力能达到 2.4L 发动机的水平油耗却更低。再者涡轮增压发动机结构简单安装方便技术适应性广噪音也相对较小。

不过涡轮增压也有一些缺点。动力输出响应滞后踩下油门加速会有延迟大概需要两秒多的时间才能反应过来乘坐舒适性有待提高。后期维护成本较高保养费用贵而且在城市里多数时候涡轮增压器不工作因为一般设定在 3500 转左右才启动。工作时发动机的压力和温度大幅升高会影响发动机寿命。

使用涡轮增压发动机要注意一些事项。汽车发动机启动后最好怠速到转速回落到最低让发动机和涡轮充分润滑。发动机长时间高速运转后不能立即熄火否则容易损坏轴承和轴。要选择抗磨性好、耐高温、油膜强度高和稳定性好的机油并且按时清洁机油和滤清器、空气滤清器防止杂质进入高速旋转的压气叶轮。涡轮增压器的转子轴承精密度高不建议在普通修理店维修。

总之涡轮增压能带来更强动力但也有相应的不足使用时要多加留意。