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廢氣渦輪增壓器的結構，要詳細一點的介紹

: 問提問者：網友 | 2017-07-15

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渦輪增壓器發(fā)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(fā)動機的運行性能已處于最佳狀態(tài)，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(fā)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(fā)動機排出的廢氣慣性沖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(fā)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(fā)動機的轉速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。技術渦輪增壓器安裝在發(fā)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(huán)境非常惡劣，工作要求又比較苛刻，因此對制造的材料和加工技術都要求很高。其中制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(huán)境溫度可達六、七百度以上，決非一般軸承所能承受，由于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(xié)助發(fā)動機增力的作用，但也有它的缺點，其中最明顯的是，“滯后響應”，即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應遲緩，即使經過改良后的反應時間也要1.7秒，使發(fā)動機延遲增加或減少輸出功率。這對于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(fā)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，盡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；采用新型材料陶瓷，利用陶瓷的耐熱高，剛度強，重量輕的優(yōu)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“滯后響應”時間。在最近30年時間里，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(fā)動機的先天不足，會發(fā)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，因此許多汽車制造公司都采用這種增壓技術來改進發(fā)動機的輸出功率，藉以實現轎車的高性能化。圖解渦輪增壓器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(fā)動機排出的廢氣慣性沖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(fā)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(fā)動機的轉速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率。一般的內燃機多采用“自然進氣”方式工作，這種方式是利用活塞下行時汽缸內部產生的真空度，借助于外界的大氣壓力，將混合氣壓入汽缸。然而，受到各種因素的影響使得汽缸的進氣量很難達到100%，依實測數據，一般汽油機的容積率約在60%－70%之間。即使設計精良的發(fā)動機也只能達到80%左右。由于容積率每提高1%，發(fā)動機的輸出功率約能提高3%，于是人們發(fā)明了增壓器。增壓器最初是在柴油機上使用，分活塞式和離心式，*發(fā)動機輸出的動力來驅動。因為柴油機是噴油點火方式，被壓縮的是純空氣，不像汽油機那樣是在混合氣被壓縮過程中經火花塞的高壓電火花點燃，所以為了提高功率，柴油機的壓縮比已經很高，加上增加器后功率可提高30%~100%。但它要消耗發(fā)動機的部分輸出功率，這對于汽車、摩托車使用的輕型汽油機來說就有些得不償失，于是設計師們想到了利用廢氣來驅動增壓器的方法，這就是排氣渦輪增壓器。渦輪增壓器由裝在同一根增壓器軸上的渦輪機葉輪和壓氣機葉輪組成，增壓器軸支承在增壓器殼體內的軸承上，渦輪機葉輪和壓氣機葉輪上都有很多葉片，從汽缸排出的廢氣直接進入渦輪機，并推動葉輪和增壓器軸旋轉，因為壓氣機葉輪固定在增壓器軸的另一端，所以壓氣機葉輪隨軸也一起旋轉。壓氣機的葉輪安裝在進氣管道內，當壓氣機葉輪旋轉時，空氣被吸入進氣管道，經壓氣機壓縮之后送入進氣管。大多數增壓發(fā)動機是氣道燃油噴射式發(fā)動機，噴入進氣道內的燃油與壓縮空氣混合形成密度較大的空氣燃油混合氣。由于進入汽缸的混合氣量增多，因此發(fā)動機功率增加。渦輪增壓葉輪以超過100 000r/min的高速度旋轉，因此葉輪的平衡及軸承潤滑是非常重要的。在增壓器開始對進氣管內的空氣加壓之前，增壓器軸必須達到一定的轉速，有些渦輪增壓器在發(fā)動機轉速為1 250r/min時開始壓縮空氣，而在2 250r/min時達到最大增壓壓力。一、增壓壓力的控制如果渦輪增壓器的增壓壓力不加限制，那么過高的進氣管壓力及過高的燃燒壓力可能使發(fā)動機零件損壞，為此很多渦輪增壓器都裝有放氣膜盒。從膜盒到渦輪機殼體上的放氣閥用連動桿連接，膜片彈簧壓住放氣閥使其關閉，進氣管內的增壓壓力作用到放氣膜片上。當進氣管內的增壓壓力達到最大安全極限時，增壓壓力推壓放氣膜片并打開放氣閥，使部分廢氣不經過渦輪機葉輪，從而限制了渦輪增壓器軸的轉速及增壓壓力。在某些發(fā)動機上，作用在放氣膜片上的增壓壓力由電腦*縱，通過PCM使電磁線圈通電或斷電來控制增壓壓力。有些電腦按預編程序在突然加速時，允許短時間產生較高的增壓壓力，以改進發(fā)動機的加速性。二、渦輪增壓器的冷卻廢氣流過渦輪機葉輪使增壓器的溫度升高，尤其是發(fā)動機大負荷下工作時，很多渦輪增壓器有冷卻水管從增壓器殼體通到冷卻系統(tǒng)，冷卻劑在渦輪增壓器殼體內循環(huán)以冷卻軸和軸承。發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的機油從主油道供入增壓器軸承及軸，以潤滑和冷卻軸承，后經增壓器殼體返回曲軸箱。在增壓器軸上設有油封，用來防止機油竄入壓氣機或渦輪機葉輪室，如果油封損壞，機油會竄入壓氣機或壓氣機葉輪室導致排氣冒藍煙及機油消耗量增加。有些渦輪增壓器沒有連接增壓器殼體的冷卻水管，而是*機油及空氣冷卻，當發(fā)動機在大負荷或高轉速工作后如果立即停機，那機油可能在機油及空氣冷卻的增壓器軸承內燃燒，燃燒所產生的堅硬碳粒會把增壓器軸承刮傷，如有冷卻劑在增壓器殼體內循環(huán)，就可降低軸承溫度而避免發(fā)生這類問題。因此，用機油及空氣冷卻的渦輪增壓器在大負荷或高速工作之后、停機之前，發(fā)動機至少要在怠速下運轉1min，這樣有助于防止增壓器軸承損壞。三、國外開發(fā)應用渦輪增壓技術狀況渦輪增壓器用于重載場合雖已多年，但1980年以前一直沒有廣泛用于汽車上，直到各種耐熱材料的出現、渦輪增壓器低速加速遲緩及軸承冷卻困難的問題逐步解決后才開始用于汽車上。雪佛蘭首先在CORVAIA汽車上使用渦輪增壓器，后來又在許多賽車中陸續(xù)使用，有的使用了2~3個增壓器，串聯起來增至3個大氣壓，以達到數倍未增壓發(fā)動機的功率。日本本田公司率先在CX500摩托車發(fā)動機上采用渦輪增壓器配以電噴系統(tǒng)控制發(fā)動機的供油量，使其最大功率達到57.33kW（8000r/min），而同等級不用渦輪增壓器發(fā)動機的功率不過35.28kW，功率提高了62.5%。隨后日本鈴木公司、雅馬哈公司在大排量摩托車發(fā)動機上使用渦輪增壓器，其發(fā)動機最大功率、最高車速均有較大幅度的提高。自從陶瓷材料問世以來，由于其具有堅硬、耐腐、耐熱、抗熱震、耐高溫變、自潤滑、在高溫工作環(huán)境中性能穩(wěn)定等優(yōu)點，用它制成“陶瓷發(fā)動機”、“陶瓷增壓器”，無需冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)，體積可縮小40%，質量可減小20%，壽命可延長100%，日產汽車公司、東京發(fā)動機公司等單位相繼研制了陶瓷材料，并將其投放汽車市場，收到了良好的效果。四、我國開發(fā)應用渦輪增壓器技術狀況及前景當前，金屬渦輪增壓器已廣泛應用在汽車和國外摩托車上，而陶瓷渦輪增壓器及陶瓷發(fā)動機代表了當前該技術的重要發(fā)展方向。我國一汽、二汽、廣西重柴、揚州柴油機等大汽車和柴油機制造公司都已成功開發(fā)出了渦輪增壓器，而陶瓷材料的研究在我國起步較晚，但陶瓷材料國產汽車發(fā)動機已經問世。為了加速在國產摩托車發(fā)動機上應用渦輪增壓技術的步伐，應首先在大排量摩托車上推廣應用金屬渦輪增壓技術，同時在全國范圍內積極開展陶瓷發(fā)動機和陶瓷渦輪增壓器的開發(fā)應用研究，以促進渦輪增壓技術盡快應用于國產摩托車上。隨著汽車逐漸普及到人民的生活之中，我們對汽車的要求也在不知不覺之中提高了。不知道從什么時候開始，馬路上出現了越來越多的帶“T”的轎車，這些轎車為什么都在排量后面加上一個T呢，譬如寶來的1.8T。呵呵，就讓筆者告訴大家吧，這個T就是代表著渦輪增壓，也就代表著你可以用1.8L發(fā)動機的油耗來獲得接近2.4L發(fā)動機的動力！天下真的有這樣“白吃”的午餐嗎？答案是肯定的。下面就請看看我們精心為您準備的《渦輪增壓轎車完全接觸一：基礎掃盲篇》吧! 經典的BORA 1.8T 渦輪增壓發(fā)動機一、什么是渦輪增壓？首先我們來弄明白什么事渦輪增壓。渦輪增壓的英文名字為Turbo，一般來說，如果我們在轎車尾部看到Turbo或者T，即表明該車采用的發(fā)動機是渦輪增壓發(fā)動機了。相信大家都在路上看過不少這樣的車型，譬如奧迪A6的1.8T，帕薩特1.8T，寶來1.8T等等。渦輪增壓套件渦輪增壓的主要作用就是提高發(fā)動機進氣量，從而提高發(fā)動機的功率和扭矩，讓車子更有勁。一臺發(fā)動機裝上渦輪增壓器后，其最大功率與未裝增壓器的時候相比可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同樣一臺的發(fā)動機在經過增壓之后能夠產生更大的功率。就拿我們最常見的1.8T渦輪增壓發(fā)動機來說，經過增壓之后，動力可以達到2.4L發(fā)動機的水平，但是耗油量卻比1.8發(fā)動機并不高多少，在另外一個層面上: 回答者：網友

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