发动机涡轮增压器的工作原理

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当看到宣传为“搭载涡轮增压器”的汽车时,

style= « font-size: 12pt; »>人们普遍认为这是一种能以某种方式发挥额外性能的更强劲发动机,但可能并不确切知道这种魔法是如何实现的。

style= « font-size: 12pt; »>涡轮增压器的工作原理


style= « font-size: 12pt; »>在标准内燃机中,实际上气流对发动机性能最为关键。通常,运转中的发动机通过活塞下行运动将空气吸入气缸。空气与燃料混合,点燃混合蒸汽产生能量。踩下油门时,实际上并非向发动机输送液体燃料,而是吸入更多空气,从而吸入汽化燃料以产生动力。

涡轮增压器是通过废气驱动的机械装置,通过向发动机输送更多空气来提升发动机功率。它采用一对安装在共用轴上的扇叶状铸件,其中一侧(称为涡轮)连接排气系统,另一侧(压气机)连接发动机进气系统。排气流动驱动涡轮旋转,从而带动压气机运转。压气机以超过发动机独立吸气速度的效率向发动机输送空气。更大体积的空气能与更多燃料混合,进而提升输出功率。

为使涡轮增压器正常工作,需要足够排气压力来驱动涡轮(即“增压”)。这仅在发动机转速达到每分钟2000-3000转时才会发生。发动机达到所需转速的这段时间差被称为涡轮迟滞。请注意,当涡轮启动后——通常会出现强劲的动力激增,有时还会伴随类似涡轮喷气的哨音。

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哪些车辆使用涡轮增压器?

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过去涡轮增压器仅用于跑车以提供额外爆发力。但自从政府实施更高燃油标准以来,许多汽车制造商转向采用小型涡轮增压发动机替代更大油耗更高的发动机。涡轮增压使小排量发动机能按需产生大排量发动机级别的功率,而在需求较低时(如高速公路巡航),小排量发动机油耗更低。传统上涡轮增压发动机需要高辛烷值燃料,但如今许多节能涡轮发动机采用直喷技术,可使用廉价的87号汽油。请注意您的油耗取决于驾驶习惯:若经常猛踩油门,小型涡轮增压发动机的油耗会与大排量发动机相当。

大多数柴油发动机都使用涡轮增压器。柴油机在低转速时扭矩充沛,但高转速时功率不足;涡轮增压为柴油机提供宽广平顺的功率曲线,使其更适配乘用车。与汽油机不同,柴油机加装涡轮增压器后通常能实现更优燃油经济性。

涡轮增压器与机械增压器

类似装置被称为机械增压器。与采用废气驱动涡轮不同,机械增压器通过发动机机械驱动——通常通过皮带,有时通过齿轮传动。机械增压器具备消除涡轮迟滞的优点,但因需要大量功率驱动,并不总能产生与涡轮增压器同等的净功率增益。机械增压器常见于需要产生大扭矩的直线加速赛车。瑞典汽车制造商沃尔沃在其Drive-E发动机中同时采用了机械增压与涡轮增压技术。

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