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                  渦輪增壓器執行器價格
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                  什么是渦輪增壓器

                  發布日期:2017-02-07 00:00:00 作者: 點擊:

                        渦輪增壓器的結構和原理
                        大家目前聽得多的,當然是渦輪增壓了。渦輪增壓現在風頭正勁,歐美中級車已經大規模使用并且向緊湊級車型延伸。關于渦輪增壓器,還是有很多有意思的話題的。
                  渦輪增壓器的來源
                        20世紀20年代,船舶開始配備渦輪增壓柴油發動機。第二次時間大戰期間,美國戰機也大量使用渦輪增壓,目的就是我們在第一篇提到的,解決戰機在高空吸入空氣量不足的問題,其中有不少都是“名機”:例如B-17空中堡壘、B-24轟炸機、P-38閃電和P-47雷電這兩款戰斗機。
                  廢氣的能量
                        發動機在燃燒后的混合氣體叫做廢氣,不過這個廢氣其實其實還是蘊藏很大能量的。正常發動全負荷工作時的排氣溫度大概在750-900攝氏度。排氣壓力視乎發動機的工作狀態而定,但往往具有數倍的的大氣壓力值。這些廢氣在排氣門打開的瞬間,流速可以達到500-700m/s,這個動能是相當大的,不利用可就浪費了。
                  渦輪增壓器原理很簡單 工藝極復雜
                          由于廢氣具備的能量依然很大,不用可就浪費了。因此工程師想到了利用廢氣的動能,就好比水電站利用水的沖擊力一樣,利用廢氣推動增壓器產生增壓效果,因而得名廢氣渦輪增壓。 
                  渦輪增壓器的核心部件就是渦輪和壓氣機葉輪,這兩者是通過轉軸連接在一塊的。渦輪增壓器的工作很簡單,高壓廢氣沖擊渦輪使其高速旋轉,同時也就帶動了葉輪高速轉動,葉輪就能高速壓縮空氣了。這個轉速非常高,現在車用渦輪增壓的轉速在12-20萬轉之間。
                          渦輪的作用是將廢氣的動能轉化為轉軸的高速旋轉,葉輪的作用是對空氣進行壓縮,因此兩者的形狀是完全不同的的,氣流的運動方向也完全不一致。由于渦輪承受的是發動機高溫高壓的廢氣,所以對材料的要求極高。
                  渦輪增壓器的優勢
                          渦輪增壓器的動力來源于高溫高壓廢氣,因此不會額外消耗發動機自身功率,這和機械增壓器會消耗發動機7%功率的情況是完全不一樣的。此外,渦輪增壓器直接連接在排氣管上,結構緊湊。
                        “壓力越大,動力越大”這是渦輪增壓的真實寫照。上篇我們提到過的機械增壓器增壓值一般在0.5bar以下(以后數據都以bar為單位),并且隨著轉速的提升消耗發動機的功率也越多。但渦輪增壓完全沒有這樣的缺點,反而會因為轉速的上升而更具威力。因為隨著發動機轉速的升高,排氣壓力也會越來越大,沖擊渦輪的力量也更大,整個轉子的轉速將會快速上升,壓氣葉輪也能高速轉動起來。
                        渦輪增壓則很容易超過1bar的增壓值,例如高爾夫R能達到1.3。不少改裝車經過缸體強化和電腦調教之后也能夠輕易實現1.5的高增壓值,例如十代翼豹STI原廠增壓值0.9,調整發動機電腦后能夠輕易達到1.5。不過我們一般購買的家用非性能車,例如家用的高爾夫1.4T,君威2.0T,增壓值都遠低于1,一般在0.3-0.5之間,這樣可以平衡性能、油耗和發動機的壽命。從中看出,渦輪增壓比機械增壓的增壓值高得多,相應而獲得的發動機功率提升也更大。
                      渦輪增壓器的認識誤區
                  高溫是渦輪增壓器大的殺手
                        渦輪增壓器結構簡單、不消耗發動機自身的功率、增壓值高,這些因素導致渦輪增壓具備強大的優勢。不過渦輪增壓的原理使其具備一個大的隱患:高溫。也正是這個隱患導致渦輪增壓遲遲沒有進入民用領域。
                        熱量的來源有幾個方面。第一是廢氣溫度、前面我們講過,汽油發動機的排氣溫度在全負荷工作時能夠達到750-900度,在一般工作狀態下也有將近700度。這些廢氣在推動渦輪旋轉的過程中自身會降溫,這個溫度跑去哪呢?就是被渦輪葉片所吸收了。
                        其次,連接渦輪和葉輪的轉軸以十多萬轉的轉速高速旋轉,轉軸和軸承之間的摩擦就會產生大量的熱量。進氣葉輪不斷地吸入空氣,壓縮空氣,自身的溫度也會升高。這些因素加起來,使整個渦輪增壓器處于“熱火”之中。
                        高溫導致的渦輪失效主要在于渦輪葉片變形燒蝕、轉軸拉傷失效。多年來工程師為了對付這個問題想出了各種方法,概括來說無非就是兩種:使用更耐熱的材料和采用更有效的降溫方法。
                  渦輪增壓真的有“遲滯”嗎
                        “渦輪遲滯”曾經是用戶詬病的缺點。所謂的遲滯是我們踩下油門踏板那一刻,到發動機輸出相應功率所需要的時間。實際上所有的發動機都會存在這個遲滯,只是多少而已。因為如果您仔細感覺的話,都可以感覺出來。我們在踩下油門踏板的瞬間,發動機需要吸入更多的空氣、調整噴油量,這些都需要時間。
                        因為早期的渦輪增壓發動機在“遲滯”方面表現突出,因為被廣為認知。那么渦輪的遲滯是從哪里來的呢?一是渦輪轉動的慣性、要將其加速需要時間;二是轉軸和軸承之間的摩擦;因為葉輪攪動空氣所形成的阻力了。在這三個因素里,葉輪攪動空氣所產生的阻力是為主要的。正是因為整個渦輪轉子的轉速提升需要時間,葉輪越大,增壓值越大,所需要的加速時間就越長,形成的“遲滯”就越明顯。
                        改善渦輪遲滯的方法有很多,一方面可以借助直噴技術,間接提升低速時的扭矩特性,從而使發動機轉速快速上升,增加廢氣能量推動渦輪,減少渦輪遲滯。另一方面,可以通過減少增壓值,減少整個渦輪轉子的尺寸和重量,一方面可以減少慣性和摩擦,更為重要的是減少了葉輪阻力。
                        早期的渦輪增壓發動機由于沒有直噴的幫助,加上為了追求性能而采用高增壓大渦輪,遲滯現象相當明顯?,F在的渦輪增壓器執行器價格普遍采用直噴技術,另外采用低增壓技術,渦輪遲滯現象已經得到很大改善,在日常普通駕駛幾乎難以察覺,唯有在急加速時方能有所察覺,但這種遲滯現象和自然吸氣發動機在加速時的動力提升緩慢又有多大區別呢?(除非你開大排量自然吸氣)目前的低增壓直噴渦輪發動機的“遲滯”現象根本不能和早期的高增壓發動機相比,只不過由于遲滯的說法已經存在多年,先入為主而已。
                  渦輪介入的說法準確嗎
                        我們經常會在聽到“渦輪介入”的說法,例如大眾1.8T發動機在1500轉的時候能夠達到扭矩250牛米,通常的說法是“渦輪在1500轉的時候介入”。事實上這一說法并不準確。其實只要渦輪達到一定轉速,葉輪產生的進氣壓力高于自然吸氣時的壓力,就可以說渦輪介入工作了,而1500轉則是達到了增壓壓力狀態,我們可以稱為渦輪全開。因此,渦輪介入工作的時間遠遠比我們看到的扭矩出現的時間要早,但具體在什么轉速開始介入則要視乎不同的發動機而定。

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