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卡車小百科(7):渦輪增壓器如何工作?

【卡車之家 原創】想必大部分的卡友都知道,現在幾乎所有的中重卡發動機都有渦輪增壓器。但渦輪增壓如何工作,如何為發動機提供更高的功率和效率。本文將用通俗易懂的方式為卡友解釋。

卡車小百科(7):渦輪增壓器如何工作?

為什么要增壓,有什么好處?

1、馬力更大,保證時效

發動機增壓是提高功率密度的主要方法。用大白話說,就是提高發動機進氣量,從而提高發動機的功率和扭矩,讓車子更有勁。

舉個例子來說:假設一臺發動機的空氣燃料比是1:3,加裝渦輪增壓后,進入的空氣可以到達2或者3,那么相應的通過多噴油,活塞做功的能量更大,功率自然而然就提升了。

2、最大扭矩來的早,區間更寬泛

對于重型柴油機的意義除了提升了功率,最重要的是提高了重型柴油機的效率,最大扭矩的轉速更低,并且讓發動機最大扭矩區間更寬泛

3、輔以直噴技術,更環保,燃燒更充分

在另外一個角度上來說,搭載渦輪增壓器的發動機也同時帶有高壓缸內直噴的技術。燃油霧化更佳,燃燒更充分,也間接降低了尾氣排放。

為何需要強制進氣?

熟悉發動機原理的卡友肯定知道,發動機做功,除了燃料之外,還需要氧氣才可以。自然進氣發動機依靠活塞工作時將空氣吸入氣缸內。空氣沒有外力助推,無法吸入更多的空氣,功率和扭矩受到限制。

卡車小百科(7):渦輪增壓器如何工作?

為了提高功率,人們從排量上下手,排量大了,一次吸進去的空氣更多,燃燒更多的燃料,就提高了功率。

但一味依靠排量來提升功率不可行。

畢竟越大的排量,缸徑和活塞行程隨之變大,缸數也增多。

由此帶來的問題就是發動機體積變大,布局更加緊張,更加笨重。

卡車小百科(7):渦輪增壓器如何工作?

而通過提供更多空氣,將空氣強行送入發動機的燃燒室,發動機只需要多噴油就能增大輸出功率,效果立竿見影。

因此,強制進氣就是最主要的提升功率的手段之一了。

用什么來增壓?

增壓器按照工作原理,可以分為2類:容積式增壓器和渦輪壓氣增壓器。

卡車小百科(7):渦輪增壓器如何工作?博格華納的渦輪壓氣增壓器

這里我們只說渦輪壓氣增壓器(以下簡稱渦輪增壓)。

渦輪增壓是利用發動機排出的廢氣的沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入氣缸。

●  源于航空科技 渦輪增壓誕生

世界上第一臺廢氣渦輪增壓器是由瑞士工程師Alfred Büchi發明,并于1905年取得發明專利。

在第一次世界大戰中,渦輪增壓技術就被應用到戰斗機上,用于解決高空中發動機因氧含量不足而導致的動力下降問題。

原理和來歷都說清楚了,下面正式介紹渦輪增壓器如何帶你起飛

卡車小百科(7):渦輪增壓器如何工作?

渦輪增壓器可以大致分為渦輪倉和壓氣倉,每個倉各有1個葉輪。為了方便說明,我們將2個葉輪稱為葉輪1(進氣)和葉輪2(排氣)。

卡車小百科(7):渦輪增壓器如何工作?

其工作原理是:

1、發動機排氣能量推動葉輪2轉動

2、葉輪2再帶動同軸的葉輪1轉動

3、葉輪1利用這個動力壓送來自進氣道的空氣

4、氣體通過葉輪1增壓后,送入氣缸,完成燃燒。

這樣,通過渦輪增壓器葉輪的泵送,將源源不斷的新鮮空氣強制輸送到氣缸內參與燃燒,就達到帶你起飛的目的了。

用好你的渦輪增壓器

一般來說,渦輪增壓器無需特別維護,但是渦輪是非常精密的部件,一些維護不到位、操作方法的不當,也會導致渦輪增壓器磨損。下面舉幾個例子說明。

卡車小百科(7):渦輪增壓器如何工作?

●  異常磨損

由于潤滑不良導致的異常磨損。

使用劣質機油機油濾清器,導致機油壓力不足,或機油中的雜質無法有效過濾造成渦輪軸承磨損。

外來異物導致的異常磨損。

空濾過臟或劣質空濾無法有效過濾空氣中的雜質,導致葉輪磨損等,都可能造成渦輪增壓器異常磨損。

●  散熱不良

卡車小百科(7):渦輪增壓器如何工作?

由于渦輪轉速極高,需要潤滑油來為渦輪軸承潤滑并帶走熱量。

當發動機大負荷運轉后,不要立即熄火,否則渦輪增壓器可能由于缺乏機油潤滑和散熱,導致軸承過熱。大負荷運轉后,應當使發動機怠速運轉3-5分鐘后再熄火,確保渦輪得到充分的散熱。

介紹完渦輪增壓器的工作原理后,想必大家都對這個好幫手有所了解了吧。但是,單單一個渦輪增壓器并不能讓發動機變得完美無缺。

有了渦輪增壓之后,要讓發動機在最佳狀態下工作,還需要一個小伙伴——中冷器,才能讓發動機更好的工作。關于中冷器的介紹,下期文章見。(文/朱鵬飛)

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