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保時捷渦輪增壓器

來源: 發布時間:2021-11-09

渦輪增壓器已經普及到許多類型的汽車上,它彌補了一些自然吸氣式發動機的先天不足,使發動機在不改變排氣量的情況下可以提高輸出功率30%以上。因此許多汽車制造公司都采用這種增壓技術來改進發動機的輸出功率,藉以實現轎車的高性能化。對增壓器和發動機進行理論計算,選擇合適的增壓器增壓度和發動機的一些參數,鑒于增壓器的工作特點以及發動機很好匹配的原則,確定合適的匹配參數。國內的增壓器廠家也對增壓器的匹配有過一些研究,介紹了如何合理選用國產增壓器代替已損壞的進口增壓柴油機增壓器的方法,并給出了國內生產的各種渦輪增壓器的技術參考。多種進口機械的增壓柴油機進行了國產增壓器的匹配試驗,,都取得了成功 。振動篩式氣液增壓器可輕松將低壓空氣能轉換為高壓油能,可替代復雜的機械液壓裝置,如液壓泵。保時捷渦輪增壓器

增壓器安裝在發動機的排氣一側,所以增壓器的工作溫度很高,而且增壓器在工作時轉子的轉速非常高,可達到每分鐘十幾萬轉,如此高的轉速和溫度使得常見的機械滾針或滾珠軸承無法為轉子工作,因此渦輪增壓器普遍采用全浮動軸承,由機油來進行潤滑,還有冷卻液為增壓器進行冷卻。以前,渦輪增壓器大都用在柴油發動機上,因為汽油和柴油的燃燒方式不一樣,因此發動機采用渦輪增壓器的形式也有所區別。汽油發動機不同于柴油發動機,它進入氣缸的不是空氣,而是汽油與空氣的混合氣,壓力過大容易爆燃。因此,安裝渦輪增壓器必須要避免爆燃,這里涉及兩個相關問題,一個是高溫控制,另一個是點火時間控制。上汽依維柯渦輪增壓器增壓壓力值的選取應在功率和燃油消耗率兩者之間尋求很好的妥協方案。

    發動機是靠燃料在汽缸內燃燒作功來產生功率的,由于輸入的燃料量受到吸入汽缸內空氣量的限制,因此發動機所產生的功率也會受到限制,如果發動機的運行性能已處于**佳狀態,再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入汽缸來增加燃料量,從而提高發動機作功能力。渦輪系統是增壓發動機中**常見的增壓系統之一。如果在相同的單位時間里,能夠把更多的空氣及燃油的混合氣強制擠入汽缸(燃燒室)進行壓縮燃爆動作(小排氣量的引擎能“吸入”和大排氣量相同的空氣,提高容積效率),便能在相同的轉速下產生較自然進氣發動機更大的動力輸出。情形就像你拿一臺電風扇向汽缸內吹,硬是把風往里面灌,使里面的空氣量增多,以得到較大的馬力,只是這個扇子不是用電動馬達,而是用引擎排出的廢氣來驅動。一般而言,引擎在配合這樣的一個“強制進氣”的動作后,起碼都能提升30%-40%的額外動力,如此驚人的效果就是渦輪增壓器令人愛不釋手的原因。況且,獲得完美的燃燒效率以及讓動力得以大幅提升,原本就是渦輪增壓系統所能提供給車輛**大的價值所在。那渦輪增壓器的工作原理到底是怎么樣的呢?首先發動機排出的廢氣,推動渦輪排氣端的渦輪葉輪(上圖右邊),并使之旋轉。

雙螺旋式機械增壓器:類似于“魯式”機械增壓器,雙螺旋式機械增壓器/羅茨風機通過兩根類似于一組渦輪傳動的嚙合凸緣轉子吸入空氣,增壓器中的空氣也是通過轉子凸緣集中起來吸入的。但不同的是,雙螺旋式機械增壓器還會壓縮轉子殼體內的空氣。其原因在于這些轉子具有錐度,這意味著隨著空氣從增壓器進氣口流向排氣口,氣道會變小。隨著氣道的收縮,空氣便被壓入到更小的空間,使得空氣的壓縮可以連續進行,提高增壓器的效率,使得增壓器不需要造得十分龐大。不過,因轉子凸緣的形制需要,在制造過程中需要精密的加工,這增加了增壓器的制造成本。有些雙螺旋式機械增壓器與魯式機械增壓器一樣,也放在發動機的上方,當然也可以放置在引擎的一側。因原理與“魯式”增壓器的相似性,從排氣口排出的壓縮空氣和“魯式”增壓器一樣會呼呼作響,因此必須使用降噪技術消除這些聲音。渦輪增壓器具有很高的可靠性和良好的匹配特性,高瞬態響應特性。

    發動機排氣經蝸殼引導進入葉片式噴管。噴管是由相鄰葉片構成的漸縮形流道。排氣流過噴管時降壓、降溫、增速、膨脹,使排氣的壓力能轉變為動能。由噴管流出的高速氣流沖擊葉輪,并在葉片所形成的流道中繼續膨脹作功,推動葉輪旋轉。渦輪機葉輪經常在900℃高溫的排氣沖擊下工作,并承受巨大的離心力作用,所以采用鎳基耐熱合金鋼或陶瓷材料制造。用質量輕并且耐熱的陶瓷材料可使渦輪機葉輪的質量大約減小2/3,渦輪增壓加速滯后的問題也在很大程度上得到改善。噴管葉片用耐熱和抗腐蝕的合金鋼鑄造或機械加工成形。蝸殼用耐熱合金鑄鐵鑄造,內表面應該光潔,以減少氣體流動損失。3.轉子渦輪機葉輪、壓氣機葉輪和密封套等零件安裝在增壓器軸上,構成渦輪增壓器轉子。轉子以超過100000r/min,比較高可達200000r/min的轉速旋轉,因此,轉子的平衡是非常重要的。增壓器軸在工作中承受彎曲和扭轉交變應力,一般用韌性好、強度高的合金鋼40Cr或18CrNiWA制造。4.增壓器軸承增壓器軸承的結構是車用渦輪增壓器可靠性的關鍵之一。現代車用渦輪增壓器都采用浮動軸承。浮動軸承實際上是套在軸上的圓環。圓環與軸以及圓環與軸承座之間都有間隙,形成雙層油膜。圓環浮在軸與軸承座之間。要十分注意機油的質量,不宜將渦輪增壓器汽車視同一般汽車進行操作。本田思域1.0渦輪增壓器

為了保證增壓器的正常工作,使用中應注意不能著車就走。保時捷渦輪增壓器

增壓器引起喘振的原因的具體分析:柴油機突降轉速或突卸負載時或載荷出現較動,由于增壓器轉子轉速不能很快地跟隨柴油機轉速的下降而下降,造成柴油機過渡過程的喘振。增壓器與柴油機是需匹配工作的,壓氣機轉速愈高,吸氣量愈大,而柴油機發出的功率愈大,所需的空氣量也愈多。當柴油機降轉速、卸負載時,氣缸內所需的空氣量也急劇減少,而增壓器轉子的轉速卻一時無法同步下降,使增壓器壓氣機吸氣量與柴油機氣缸所需要的相比顯得過多,反而使部分多余的空氣堵塞在壓氣機進口處而發生喘振,只有增壓器轉子轉速下降到與柴油機基本匹配時才會趨于正常。在裝車功率下,柴油機轉速從1000r/min下降到430r/min,相當于增壓器轉子轉速從23000r/min左右下降到3000r/min,根據聯合調節器升、降速特性規定柴油機約需18s,增壓器約需30s。因此,兩者本身轉速下降的速率即有著很大的差異。保時捷渦輪增壓器

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