没有涡轮增压的车 就不算高科技?
1905年,Alfred Buchi博士申请第一款涡轮增压器专利的时候,估计怎么都没有想到,他给汽车发动机领域带来的,是影响如此之大的一款黑科技。究竟什么是涡轮增压器,日常用车到底需不需要他,又是什么让涡轮增压器越来越普及?今天我们先来简单解答第一个问题——究竟什么是(废气)涡轮增压。
我们都知道,气缸进行排气冲程的时候,气缸内的废气会通过排气门高速排出。不同于自然吸气发动机,涡轮增压器将排气的能量收集起来,并将这部分能量用于增加发动机的进气量从而增强性能。这好比是机枪将子弹出膛时的反作用力用于上膛,比起打一发子弹上一次膛的三八大盖,汤姆逊冲锋枪的火力自然杠杠的。
如上图所示,涡轮增压器主要由两部分组成--涡轮机(左)、压气机(右)。涡轮机连接发动机排气歧管,废气驱动转子高速转动,能量通过轴传递给压气机,压气机将空气压缩再输送给进气歧管,气缸进行进气冲程的时候,进来的就是被压缩过的高密度空气了。这也解释了为何涡轮增压机型压缩比普遍不高的原因,进来的已经是压缩过的空气了,再玩高压缩比,那发动机可就扛不住了。所以各位车友如果下了狠心给爱车上涡轮,可千万别忘了换个活塞增大燃烧室容积。
这货这么多零件,有没有一种吊炸天的感觉?柴油机的涡前温度一般在750℃以下,特殊情况可以达到800℃;汽油机的涡前温度通常在850℃-1050℃,对零部件的材料性能提出很高的要求。
增压器工作的主体在转子,转子的工作速度少则每分钟数万转,多则每分钟二十多万转。高速长时间运动会将零部件的任何瑕疵最大化,所以转子的加工必须经过动平衡来保证正常工作。
再举个例子,增压器的浮动轴承是通过油膜来进行润滑和密封的,这对零件的加工精度提出了极高的要求,所以没有雄厚的实力,一般厂家很难生产涡轮增压器。精密的制造带来了高精尖的性能,同样对稳定性带来了极大的挑战。相对于汽车的发动机本体来说,涡轮增压器精贵的多,对恶劣环境的耐受能力也差,也许进了点杂质就能要了增压器的命,老款帕萨特的增压器不是跑了多少万公里就要换的么(不记得了,汗。。)。
随着技术的升级进步,现在增压器的寿命已经不是大问题,但还是很难做到与自然吸气发动机相同的寿命,没事漏个油什么的真是让人头疼又揪心
压气机出气压力大于设定值的时候,旁通阀打开,排气压力给释放掉了一部分,转子的速度就被限定在了这个设定值,限定转速也是出去自身保护的目的。我们常常看改装案例的时候,里面提到增压器的增压值,在满足设计的前提下,就是由这个旁通阀控制。旁通阀不同于收油放气的泄压阀,这里不多做说明,需要了解的可自行脑补。
可以看到,增压器压缩过的空气不是直接送进进气歧管,而是要经过一个巨大的冷却装置。我们都知道,进气温度高会造成进气密度降低,影响气缸的燃烧,而增压器的工作温度很高,从压气机出来的高温空气必须经冷却装置的冷却才能被使用。这也解释了为什么改装车加装涡轮增压器的时候,会在车的前端再加装一块散热装置。
粗略介绍了一下增压器的结构特点,有什么不对的也欢迎各位车友补充指正。最后问题来了,最近很流行的问题:挖掘机技术哪家强??到底是哪家强啊??
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