渦輪增壓器工作原理

2022-09-02 01:12:05 字數 2591 閱讀 3899

2008-01-03 22:04渦輪增壓器

發動機是靠燃料在氣缸內燃燒作功來產生功率的,輸入的燃料量受到吸入氣缸內空氣量的限制,所產生的功率也會受到限制,如果發動機的執行效能已處於最佳狀態,再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入氣缸來增加燃料量,提高燃燒作功能力。在目前的技術條件下,渦輪增壓器是唯一能使發動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。

構造渦輪增壓器是由渦輪室和增壓器組成的機器,渦輪室進氣口與排氣歧管相連,排氣口接在排氣管上;增壓器進氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進氣歧管上。渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內,二者同軸剛性聯接。

原理渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發動機排出的廢氣慣性衝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。當發動機轉速增快,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量和調整一下發動機的轉速,就可以增加發動機的輸出功率了。

技術渦輪增壓器安裝在發動機的進排氣歧管上,處在高溫,高壓和高速運轉的工作狀況下,其工作環境非常惡劣,工作要求又比較苛刻,因此對製造的材料和加工技術都要求很高。其中製造難度最高的是支承渦輪軸運轉的「浮式軸承」,它工作轉速可達10萬轉/分以上,加上環境溫度可達

六、七百度以上,決非一般軸承所能承受,由於軸承與機體內壁間有油液做冷卻,又稱「全浮式軸承」。

缺點另外渦輪增壓器雖然有協助發動機增力的作用,但也有它的缺點,其中最明顯的是,「滯後響應」,即由於葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應遲緩,即使經過改良後的反應時間也要1.7秒,使發動機延遲增加或減少輸出功率。這對於要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會有點提不上勁的感覺。

改進但是渦輪增壓器畢竟是無本生利的事情,它是利用發動機的廢氣工作的,這些廢氣的能量如果不加以利用也會白白地浪費掉。因此,自從渦輪增壓器面世以來,人們就經常對它進行技術改造,例如提高加工精度,儘量減少渦輪與渦輪室內壁的間隙,以便提高廢氣能量利用率;採用新型材料陶瓷,利用陶瓷的耐熱高,剛度強,重量輕的優點,可以將渦輪增壓器做得更加緊湊,體積更少,而且能減少渦輪的「滯後響應」時間。

在最近30年時間裡,渦輪增壓器已經普及到許多態別的汽車上,它彌補了一些自然吸氣式發動機的先天不足,會發動機在不改變氣缸工作容積的情況下可以提高輸出功率10%以上,因此許多汽車製造公司都採用這種增壓技術來改進發動機的輸出功率,藉以實現轎車的高效能化。

汽車渦輪增壓的作用和注意事項

發動機是靠燃料在汽缸內燃燒作功來產生功率的,輸入的燃料量受到吸入汽缸內空氣量的限制,所產生的功率也會受到限制,如果發動機的執行效能已處於最佳狀態,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,提高燃燒作功能力。在目前的技術條件下,渦輪增壓器是惟一能使發動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。

渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發動機排出的廢氣慣性衝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,使之增壓進入汽缸。當發動機轉速增快,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量和調整一下發動機的轉速,就可以增加發動機的輸出功率了。

但是渦輪增壓器雖然有協助發動機增力的作用,但也有它的缺點,其中最明顯的是,「滯後響應」,即由於葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應遲緩,即使經過改良後的反應時間也要1.7秒,使發動機延遲增加或減少輸出功率。這對於要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會有點提不上勁的感覺。但是隨著技術的改進,這一缺點正在被逐步克服。

在最近30年時間裡,渦輪增壓器已經普及到許多態別的汽車上,它彌補了一些自然吸氣式發動機的先天不足,使發動機在不改變汽缸工作容積的情況下可以提高輸出功率10%以上,因此許多汽車製造公司都採用這種增壓技術來改進發動機的輸出功率,藉以實現轎車的高效能化。

使用注意事項

由於渦輪增壓器經常處於高速、高溫下工作,增壓器廢氣渦輪端的溫度在600℃左右,增壓器轉子以832-1040r/min 的高速旋轉,因此為了保證增壓器的正常工作,使用中應注意以下幾點:

1、不能著車就走。發動機發動後,特別是在冬季,應讓其怠速運轉一段時間,以便在增壓器轉子高速運轉之前讓潤滑油充分潤滑軸承。所以剛啟動後千萬不能猛轟油門,以防損壞增壓器油封。

2、不能立即熄火。發動機長時間高速運轉後,不能立即熄火。發動機工作時,有一部分機油供給渦輪增壓器轉子軸承潤滑和用於冷卻的。

正在執行的發動機突然停機後,機油壓力迅速下降為零,增壓器渦輪部分的高溫傳到中間,軸承支承殼內的熱量不能迅速帶走,而同時增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉,因此,發動機熱機狀態下如果突然停機,會引起渦輪增壓器內滯留的機油過熱而損壞軸承和軸。所以發動機大負荷、長時間執行後,在熄火前應怠速運轉3-5min,讓增壓器轉子的轉速降下來以後再熄火。特別要防止猛轟幾腳油門後突然熄火。

3、 保持清潔。拆卸增壓器時,要保持清潔,各管接頭一定要用清潔的布堵塞好,防止雜物掉進增壓器內,損壞轉子。維修時應注意不要碰撞損壞葉輪,如果需要更換葉輪,應對其做動平衡試驗。

重新裝復完畢後,要取出堵塞物。

4、由於增壓器經常處於高溫下運轉,它的潤滑油管線因受高溫作用,內部機油容易有部分的結焦,這樣會造成增壓器軸承的潤滑不足而損壞。因此,潤滑油管線在執行一段時間後要進行清洗。

5、經常注意檢查增壓器的運轉情況。在出車前、收車後,應檢查氣道各管的連線情況,防止鬆動、脫落而造成增壓器失效和空氣短路進入氣缸。

渦輪增壓器工作原理

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