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「詳解」汽車渦輪增壓技術

2022-01-29由 計算機筆記 發表于 歷史

增壓技術,勤勞的中國勞動人民最有發言權,為什麼這麼說?

直到上世紀包括現在有些農村家裡做飯還是在廚房裡建一個灶臺,灶臺上放一口鍋,燃料在底下燃燒,燃燒物主要是莊稼秸稈、木柴等,藉助於燃料釋放的熱量烹飪食物。

「詳解」汽車渦輪增壓技術

由於燃燒空間較小,空間較密閉,空氣不流通,導致很多時候燃料未完全燃燒,火勢不旺,需要花費很長時間才能把飯做好。

後來勤勞的中國勞動人民發揮聰明才智,創造性地發明了拉風箱,它藉助人的週期往復拉動,將空氣壓縮後送入鍋底,燃料充分燃燒,釋放更多熱量。

「詳解」汽車渦輪增壓技術

拉風箱售價低,做飯效率高,很快在千家萬戶的廚房得到普及,有了這個做飯”神器“,可以用更少的燃料更快地做好飯,從此中國勞動人民解決困擾幾十年的做飯難題。

汽車工程師將廚房神器創造性地應用到汽車上,拉風箱成為汽車渦輪增壓的雛形

什麼是渦輪增壓?

渦輪增壓是透過壓縮透過空氣濾清器管道送來的空氣,使單位時間內進氣量增加,可以使氣缸內燃料更充分燃燒,增加發動機輸出功率的大小。

常見的渦輪增壓技術分為四類:

1.機械增壓

由發動機曲軸透過齒輪驅動增壓器,藉助於發動機來壓縮空氣,跟目前車上使用的發電機,空調空氣壓縮機類似,都是藉助於車上發動機提供能量。

「詳解」汽車渦輪增壓技術

優點:由於機械增壓的增壓機是在曲軸的帶動下持續地運轉,因此不動產生像渦輪增壓的渦輪遲滯現象。

缺點:藉助於發動機的運轉來壓縮空氣,必然要消耗部分發動機功率,機械增壓發動機的熱效率改善提高有限,有時反而比非增壓內燃機還低些。為什麼呢?大家在原地怠速時,注意開啟空調和關閉空調時觀看發動機轉速錶變化,開啟空調時發動機轉速要高,是因為要帶動空調空氣壓縮機工作必然要消耗發動機部分功率,為了滿足怠速時功率要求,發動機轉速必須提高,同理機械增壓原理。

2.廢氣渦輪增壓

影片載入中。。。

透過發動機排出的廢氣帶動渦輪葉輪轉動,渦輪葉輪轉動時會驅動同軸的壓氣機葉輪轉動,對新鮮的空氣進行壓縮後送入氣缸。

優點:不消耗發動機功率,增加發動機的功率,而且可以提高其熱效率,降低燃油消耗率。

缺點:發動機處在低轉速區間時,發動機無法提供充足的廢氣來推動渦輪,這時在進氣道正中央的渦輪壓縮端葉片反而成了影響發動機進氣效率的累贅,會出現所謂的渦輪遲滯。

「詳解」汽車渦輪增壓技術

3.氣波增壓

氣波增壓是使用發動機做功後尾氣的動力,藉助一系列由發動機帶動的轉子和定子的調節箱,直接將進氣壓縮輸入氣缸。

「詳解」汽車渦輪增壓技術

優點:氣波增壓器具有良好的速度和負荷特性。

缺點:該種增壓形式噪音很大,增壓部件體積很大,通常只用於大型柴油機之上,所以民用汽車不常見。

4.電子增壓

根據發動機轉動狀態,在合適時機選擇廢氣渦輪增壓和電動機對進氣進行壓縮,低轉速運用電動機增壓,中高轉速下廢氣渦輪增壓。

「詳解」汽車渦輪增壓技術

優點:解決低轉速下的渦輪遲滯問題,發動機動力輸出較平順。

缺點:成本高,技術未完全成熟,目前只有豪華品牌汽車在使用。

總結

隨著技術技術進步,電子增壓器成本進一步降低,渦輪增壓效率的提高,就像目前電動助力轉向(EPS)取代液壓助力轉向(HPS)技術一樣,電子渦輪增壓技術會逐步取代自然吸氣發動機,成為汽車發動機的標配。

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