關於渦輪增壓器:讓你感到不可思議的3個事實

愛車大家說 發佈 2024-04-30T17:52:01.243471+00:00

如今渦輪增壓汽車是越來越多,但很多人除了知道它能提高動力外對渦輪增壓就沒太多了解了。今天咱們就來分享幾個與渦輪增壓有關的、讓你感到不可思議的事實。1、怠速時增壓器也在高速轉動小明買了台車,渦輪增壓發動機,在1500轉就能輸出最大扭矩。

如今渦輪增壓汽車是越來越多,但很多人除了知道它能提高動力外對渦輪增壓就沒太多了解了。今天咱們就來分享幾個與渦輪增壓有關的、讓你感到不可思議的事實。

1、怠速時增壓器也在高速轉動

小明買了台車,渦輪增壓發動機,在1500轉就能輸出最大扭矩。小明就認為發動機轉速達到1500轉時增壓器就開始工作了,低於這個轉速時增壓器不工作。

小明的想法對嗎?顯然不對。因為只要發動機啟動,增壓器就會隨著轉動。而轉速與增壓器的大小有關。增壓器尺寸大的轉速低,增壓器尺寸小的轉速就高。像一般家用車為了降低最大扭矩轉速,增壓器普遍都很小,所以怠速時增壓器的轉速可以高達兩三千轉。

因為增壓器是被發動機廢氣驅動旋轉的,所以只要發動機產生廢氣增壓器就會轉。這就像你在汽車排氣管口放一個小風車,發動機啟動後風車就會被吹著轉動是一個原理。只是當前轉速相對低,達不到足夠的增壓效果而已。

2、增壓器是被「炸」著轉動的

很多人感到不可思議的就是怠速時增壓器為什麼也能轉這麼快,這就要從發動機排氣說起了。

我們都知道發動機做功的時候混合氣燃燒膨脹,推動活塞向下運動,輸出動力。活塞運行到下止點後開始向上移動,進入排氣衝程,很多人印象中排氣衝程就是靠活塞把廢氣推出去。

如果真是這樣的話那渦輪增壓技術就永遠不可能實現了,因為活塞的線速度極限是27米/秒,如果靠活塞推動廢氣的話氣流速度只有27米/秒,跟電風扇一樣,根本推不動增壓器。

事實是發動機每個衝程的時間很短,在排氣衝程雖然混合氣已經完成了燃燒,但殘留的廢氣壓力依然很高,當排氣門打開時高壓的廢氣會以音速向排氣歧管「衝刺」,產生劇烈的衝擊波衝擊著渦輪葉片,由於能量足夠多,再加上增壓器轉動阻力很小,因此增壓器就會以很高的速度轉動。

這裡順便提一句:當今家用車發動機都喜歡用小缸徑大行程,其中有一個重要因素就是靠長行程充分利用廢氣的能量,以提高熱效率。

3、增壓器是否工作取決於動力需求,而不是轉速

小明的車在1500轉就能輸出最大扭矩,那是不是說轉速達到1500轉時增壓器就一定進入工作狀態呢?也不是。增壓器是否提供增壓並不是取決於轉速,而是取決於你的動力需求。

增壓器的渦輪旁邊有一個廢氣旁通閥,在不需要增壓的時候旁通閥會打開,一部分廢氣會繞開渦輪,從旁通閥直接流走,這樣可以降低排氣阻力。當需要增壓的時候旁通閥關閉,廢氣集中火力驅動渦輪,增壓器就可以提供足夠的增壓壓力了。

旁通閥什麼時候開什麼時候關取決於你的動力需求,簡單來說不增壓就能滿足動力需求的時候旁通閥就打開,反之旁通閥就關閉,進入增壓狀態,提供足夠的動力。比如你在怠速時猛踩油門,發動機轉速高達3000轉/分,發動機就是不增壓也能達到這個轉速,那麼此時旁通閥就打開,增壓器就不增壓。

如今家用車的渦輪旁通閥都是由電腦控制的,整體可以分為兩類,一類是電腦通過電磁閥控制真空執行器,真空執行器再驅動旁通閥。2015年之前的車大部分都是這種結構。另一類則是電腦通過電機直接驅動旁通閥,這種更先進一些,這些年逐漸成為主流。

不過早期的渦輪增壓旁通閥控制比較粗暴,它的旁通閥被一個彈簧頂著,始終處於關閉狀態,只要轉速到位發動機就進入增壓狀態了。當增壓壓力達到預設的安全限值時彈簧被壓縮,旁通閥被打開,一部分廢氣繞過渦輪直接排走,這樣就可以限制增壓壓力繼續增長了。

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