压缩机

发动机增压器启动,等于瞬间改变了发动机压

发布时间:2023/5/31 17:08:07   

(提前声明,本文涉及内燃机知识,如果看不懂,不是因为表述不清,而是缺乏内燃机构造和工作原理方面的知识。但是,多看几遍,也是可以理解的)

现在许多车型配置涡轮增压发动机。对此,有的谈涡色变,有的给之青眼,都带有明显的感情色彩,这主要是对涡轮增压发动机不太了解。有的说,别把涡轮增压发动机说得那么神乎,其实不过是增加了一个鼓风机。这话也对也不对,因为不准确。从结构上讲确实只是增加了一个鼓风机,但在性能上与自吸气发动机大有不同,对发动机寿命和使用的影响还是很大的。

1、增压发动机从何而来?

增压发动机最早用于跑车或方程式赛车上,所以并不是什么新技术。如果厂家把增压发动机当成新技术宣传,你就得小心了,有的厂家把增压发动机夸得天花乱坠,这是百分之百在忽悠你,目的是诱惑消费者掏银子买车。

那么赛车为何要用增压发动机呢?因为在当时的一些比赛当中,发动机排量是有限制的。发动机排量限制住了,吸入气缸(注意是气缸,不是汽缸)内的空气量也就限制住了,因此发动机的功率同样被限制住了。要想跑得快,必须增加功率,而增加排量这条路走不通,于是有人另辟蹊径,在排量不变的情况下增加进气量,既不违规,又能获得更大的功率,比赛自然能够获胜。

如何增加进气量呢?自然是提高进气的压力差。人们知道,空气是可以压缩的,如果使用压缩空气,自然提高了压力差,而且还可以增加进气的密度。于是,增压发动机应运而生。

2、涡轮增压发动机是如何增压的?

涡轮增压发动机结构很简单,确实只是在进气道中增加了一个空气压缩机或是鼓风机,可以称之为增压室。这个增压室的进气口与空气滤清器管道相连,出气口接在进气歧管上(与气缸相通),这与楼房的高层住户在水管当中安装一个加压水泵是一个道理。那么,这个鼓风机(增压室)靠什么动力而转动呢?这就需要涡轮室了。

涡轮室实际上也是一个鼓风机,只是不是鼓风,而是受风,相当于风车。那么,哪里来的风可以吹动涡轮(与风车结构相似)?工程师想出了一个办法,利用发动机排出的废气。所以,涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连,出气口则接在排气管上,废气经过进气口吹动涡轮叶片,再从出气口进入排气管排出,这相当于在河道旁边另外挖了一个平行渠道,上游与下游都与主河道相通,将河水一分为二加以利用。这样,只要发动机工作,就会有废气排出,涡轮室也就能够不断工作。

有趣的是,工程师们将涡轮室的叶片与增压室的叶片安装在一根轴的两端,这边的涡轮转动,那边的增压轮也就转,这就是一个涡轮增压器。其工作原理是,废气驱动涡轮旋转,从而带动另一端的增压轮旋转,将空气压缩之后再送进气缸,发动机就增压了。当发动机转速增快时,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,增压室就压缩更多的空气进入汽缸。

3、增压发动机相当于提高了压缩比!

压缩比是发动机中一个非常重要的性能指标,表示进入气缸的气体被压缩的程度。从理论上讲,压缩比越大,在同样排量之下发出的功率越大。当然,这是要受各种条件制约的,不可能无限增大。通常汽油机的压缩比为6—10,柴油机的压缩比为16—22。

什么是压缩比呢?内燃机教科书的解释是气缸总容积与燃烧室容积之比。从实物上讲,活塞处于下止点时,活塞顶以上的空间就是气缸总容积;活塞处于上止点时,活塞顶以上的空间就是燃烧室容积;两者一除就是压缩比。

增压发动机为何相当于提高了压缩比?举个例就明白了。假设气缸总容积是10,燃烧室容积是1,在自然吸气条件下,压缩比是10。而在增压情况下,进入的空气可能是自然吸气时的1倍以上,比如是1.4倍,那么压缩比就变成了14。增压形成了双倍效果,既增加了进气量,又增加了压缩比,发出的功率自然大许多。一般认为,在同样排量下,增压发动机能够提升40%的功率。

4、增压对发动机的影响。

发动机的压缩比增大了,对发动机各方面的影响是很大的。应该知道,所有机械零件都是根据受力进行设计的,包括所用材料、尺寸大小和加工工艺等,汽车发动机同样如此。压缩比增大了,爆发力就增大了,机件承受的力就增大了,如果还是原来的机件,尺寸不变,材质不变,工艺不变,显然会缩短发动机的使用寿命。比如活塞销、连杆、曲轴等都会因为受力增加而缩短寿命。

增压导致进气是增加,进气量增加,也需要供给更加的汽油,否则混合气达不到所需要的浓度,所以增压发动机会在同样的燃烧室容积里燃烧更多的混合气,气缸、活塞、燃烧室意味着承受更高温度。应该知道,温度越高,对机件损害越大,这也会导致使用寿命缩短。同时,温度的增加也对冷却系统提出了更高要求,需要增加冷却系统的强度,这又对冷却系统提出了更高要求。

爆发力和温度双重增加,对机械零件形成了叠加作用。温度增加导致零件强度降低,此时应该降低零件受力才是,可是增压发动机恰恰相反,却增加了零件受力,你说零件的使用寿命能够不缩短吗?有的零件可能过早被烧蚀、被变形、被损伤,这是可以预见的。

5、增压发动机有相应的使用要求。

增压器并不是随时都在工作,而是根据需要启动。就拿斯巴鲁(富士)翼豹的涡轮增压器来说,它的启动是在转左右,最明显的动力输出点则是在转左右,这时候会有二次加速的感觉,并一直持续到转甚至更高。如果在市区行驶,发动机一般也就-转。也就是说,在市区行驶,除非你故意挂低档并猛踩油门,否则增压器是不启动的。此时,你的1.8T也就是1.8了,“T”成了摆设,2.5的动力也只是你的想像。

此外,增压发动机有自己的工作特性,并因此也有相应的使用要求,在这里就不再说明了。所以说,涡轮增压发动机并不只是多了一个鼓风机的问题,你还得多了解相关知识。对吧。

增加发动机简介至此,欢迎赐教。(图片源于网络,如有不妥,请联系删除)



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