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增压器原理

为何要增压

提高发动机功率的方法有:增加发动机体积(工作容积);用增压器或涡轮增压器向汽缸提供更多气体,提高燃油质量。

增加发动机体积
增加发动机体积可提高空气燃烧量,从而增加发动机功率。但这同时也提高了燃油成本。而且车辆的负荷及体积也要相应增加。

增压器
增压器可提高发动机进气总管的压力。由于进气压力比大气压力高,它的密度也随之增大,这也就是说每升空气中有更多的氧气。当汽缸的进气阀打开时就有更多的氧气能参与燃烧,每个转速下输出的功率也就越大。但增压器是由发动机直接驱动的,因此理论上说,一台增压器可以将 200 马力发动机功率提高到 275 马力,然而由于发动机本身的消耗,其实际功率只能提高到 225 马力。

涡轮增压器
涡轮增压器对进气总管加压的方法与增压器相似。当汽缸的进气阀打开时,更多的空气能进入汽缸与燃油接触燃烧。从而每转速下的输出功率也就更多。不同的是,它不需要发动机对其额外做功,而是依靠发动机排出的废气能量驱动涡轮。在高原地区,由于氧气不足,导致发动机功率降低,冒出黑烟。
而涡轮增压器能使发动机在高原地区提高转速,从而增加进气量,补偿发动机损失,维持功率和保持清洁的排气。 安装涡轮增压器和中冷器能更好地帮助发动机提高功率。中冷器可带走压气机的压缩垫,后冷可降低压缩后空气的温度。保持进气低温可提高每汽缸内氧气的量(冷空气比热空气的密度高),从而产生更高的功率。
概括而言,涡轮增压器的优点为:
·增加发动机输出功率(提高 50 % )
·降低油耗(改善发动机的压力平衡)
·减低排放
·海拔补偿


如何工作


增压器工作原理

增压器的结构及工作原理
我们带您了解增压器…… 简单来说,增压器包括一个涡轮级、一个压气机级和连接两个级的轴承系统。它利用发动机的废气能量做功,从而提高发动机功率、扭矩以及热效率。

涡轮级包括两个组成部分:涡轮和收集器(即通常所说的涡壳)。涡壳将废气导入涡轮,并推动涡轮。通过涡轮叶片的气体再由排气出口区排出。

发动机的转速决定了涡轮的转动速度。当发动机怠速时,涡轮转动得最慢。通过涡壳的气体越多,涡轮转动得也越快。

与涡轮级相对的是压气级,它包括压叶轮和压壳。压叶轮通过一根锻造钢轴与涡轮相连。压叶轮转动就开始吸入空气,随着叶片转动来压缩空气。压壳将低压高速气流转变为高压低速气流,我们将这一过程称为扩压。空气进入压壳时,温度为大气温度,离开时,温度则上升至 200 ° C 。由于空气在加热后密度降低,如果在进入压气机后又经过冷却,那么更多的空气就能进入发动机。这一过程我们称之为中冷,它分为水冷式或空冷式。

增压器的轴承系统经过来自发动机的机油得到润滑。在压力作用下,机油通过中间壳、浮动轴承和止推轴承。机油不仅能润滑轴承系统,还能带走涡轮散发出的热量。

浮动轴承是全浮式转动型。浮动轴承由油膜面作用而浮动。例如,壳体与浮动轴承之间,浮动轴承与轴间隙之间形成油膜,轴承间隙小于头发直径。脏油、机油孔堵塞都将引起增压器失效。