四大發動機增壓技術,只為縮短渦輪遲滯

          來源:網絡   發布時間:2022-11-11   瀏覽:111次  

          渦輪增加技術的原理很簡單,就是利用發動機的廢氣能量吹動廢氣渦輪葉片,讓同軸相連的壓縮渦輪葉片也跟著一起轉動,把壓縮后的空氣送入到氣缸內,提升發動機的進氣量,再給發動機多噴一點汽油來提升發動機的動力輸出。

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          渦輪增壓最大的好處就是可以在不提升排量的情況下,壓榨出更多的發動機動力,最大的缺點就是發動機運行的工況更加惡劣,維修保養的成本會增高,而且還會有渦輪遲滯的現象。

          渦輪遲滯就是:當我們踩下油門到渦輪開始介入工作的時間差,也就是渦輪建立正壓的過程,這個過程的時間越長,渦輪遲滯的現象就會越明顯。由于廢氣和渦輪之間沒有辦法實現硬連接,所以當發動機轉速很低的時候,產生的廢氣不足以帶動渦輪葉片旋轉,因此就會出現動力輸出延遲的現象。就像我們小時候玩的風車一樣,用嘴吹總是會有遲滯的過程,但是用手撥動就會立馬得到反饋。

          渦輪遲滯現象反應到實際的駕駛中,可能就會出現,輕踩不走,重踩竄車的現象,汽車工程師也是想了很多種辦法,但是渦輪遲滯的先天缺陷依然沒有得到根本的解決。

          第一種解決方案就是使用低慣量渦輪:低慣量渦輪其實就是采用直徑更小的葉片,只需要很少的廢氣就能驅動,在發動機1500轉左右就能實現增壓,有效緩解渦輪遲滯現象,提高渦輪的響應速度,但是低慣量渦輪只能覆蓋中低速的工況范圍,而中后段就會出現動力輸出不足,所以只能適合用在家用車了。

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          第二種解決方案就是采用雙渦輪增壓:既然低慣量渦輪可以覆蓋中低速的工況,那么再加一個大渦輪就可以覆蓋高中低三個工況范圍,所以就有了一大一小的串聯雙增壓系統。在低轉速的時候低慣量渦輪會先介入,保證中低轉速擁有充足的扭矩,當轉速達到一定值,大慣量渦輪的旁通閥會開啟讓廢棄同時帶動兩顆渦輪,滿足發動器高轉速的工況要求。

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          最典型的就是寶馬的3.0升雙渦輪增壓發動機,V型發動機雖然也有兩顆渦輪,但是采用的是并聯結構,因為V型發動機本身就是把氣缸分成了兩組,擁有兩套氣門結構,如果安裝渦輪增壓,自然也是兩邊各裝一個,相互獨立互不影響。

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          第三種解決方案就是采用電動渦輪:電動渦輪就是把驅動渦輪葉片的動力源從被動的廢氣驅動改成了通過電機的主動控制,電動渦輪被稱為渦輪遲滯的克星,但是在高轉速區間,電機的能耗會增大,就算是電機能撐得住,一般的汽車的蓄電池也很難滿足要求。

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          所以奧迪,沃爾沃,奔馳這些采用電動渦輪的車企,都會采用廢氣加電動的雙增壓模式,低速的工況用電動渦輪,高速的工況再切換到廢氣渦輪。這種增加形式不僅結構復雜,成本更高,而且電動增壓模塊也沒有純機械增壓穩定,后期的故障率也得不到保證。

          第四種解決方案就是機械增壓:機械增壓也是改變了渦輪的動力源,不用廢氣也不用電機,而是把渦輪通過皮帶連接到發動機的曲軸皮帶輪上,通過曲軸運轉的扭力來帶動渦輪葉片。機械增壓可以很好地解決渦輪遲滯的問題,但是由于需要占用發動機的功率,增加效果并不理想。

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          總的來說,渦輪遲滯算是廢氣渦輪增壓技術的先天缺陷,各大車企為了解決這個問題也是想出了很多解決方案,最終的目的都是為了實現更強的增壓效果,更短的渦輪遲滯現象。


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