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涡轮增压是什么意思?

时间:2024-09-28 17:34:15来源:肆参拓扑网

在环保排放的要求下,发动机排量逐渐降低,但又要保证足够的动力输出,所以涡轮增压几乎成了小排量发动机的标配。那么什么是涡轮增压呢?下面就来说说看吧。

什么是涡轮增压?

发动机的动力是烧汽油得到的,而汽油要燃烧,就要有足够的空气。它们之间的质量比例就是空燃比,一般来说,最理想的空燃比是14.7:1,但在实际情况中,最佳空燃比比较难实现,汽油多的时候动力强,空气多了排放污染就低。

从前的发动机都是自然吸气,进气量很有限。近几年,发动机向小排量发展,但动力也要够,所以强制进气装置开始流行,也就是传说中的增压。他向发动机内部增压空气,进气量增加,再配合适当的喷油量,就能在不增大排量的前提下提升动力。

现在主流的涡轮增压结构比较简单,发动机排出的高压废气推动涡轮,再带动旁边的叶轮压缩空气,它们的大小和每个叶片的角度,都决定了涡轮压力的大小,压力越大,动力提升就越明显。


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涡轮增压技术就是一种提高发动机的进气能力的方法。

从原理上讲,增压并无神秘之处。它就是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。

当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。

需要说明的是:可能有部分朋友对涡轮增压有认识上的误区,认为涡轮增压感觉是排量增大了。其实并非如此,涡轮增压是在排量不变的情况下,利用发动机排出的废气推动了涡轮,涡轮又带动叶轮,以此而提高进气量,从而达到功率、扭矩的增大。

一说到增压系统

每个老司机都会按耐不住

自己内心深处的“野性”

毕竟自从汽车有了增压系统之后

那动力可是蹭蹭蹭的往上升啊!

既然增压系统

作为老司机们的必备“装备”

今个儿就给老铁们

介绍一下强悍的增压系统

1.废气涡轮增压系统

废气涡轮增压系统作为

普及率最高的增压系统

与发动机无任何机械连接

实际上是通过将具有一定能量的发动机废气

再次引入涡轮机

利用废气能量推动涡轮机转动

从而驱动与涡轮同轴连接的转子

实现增压

一般而言这种增压系统

可使发动机功率和扭矩增大

20%-30%

因为废气涡轮增压

是通过引用废气进行增压的

从而还可以起到

降低气缸温度的作用

2.机械增压系统

机械增压是一种通过

发动机曲轴直接驱动转子旋转

从而把更多的空气吸入进气岐管

机械增压系统的优点在于

在低速行驶时拥有更好的动力输出

又因为是机械连接

所以不存在滞后的现象

不过总体来说增压效果并不高

油耗也会随之提升

3.气波增压系统

气波增压系统是一种

利用排气压力波使空气受到压缩

以提高进气压力发的方式

这种增压系统性能强悍

加速性能好

结构简单

不需要耐热材料也不需了冷却

但是不足之处在于增高装置体积庞大

噪声高,安装位置受限

不太适合安装在体积小的轿车上

而气波增压系统

没有高普及率的原因还在于

气波增压系统

不环保啊!

4.复合增压系统

所谓的复合增压系统

我们也可以理解为双涡轮增压

哇~~

双涡轮是不是想想都美滋滋的

爽归爽

只是钱的问题而已嘛

复合增压系统

设计者为了使车子拥有更好的动力输出

就会使用取长补短的方法

吧机械增压和涡轮增压结合在一起

这种设计方式

既解决了低速扭矩

也保证了在高速行驶时

充足的功率输出

不过到现在为止

复合增压系统在柴油机上

使用的比较多

而汽油机想拥有复合增压系统

AMG车型了解一下?

最后师兄想说

老司机们啊~

优秀的动力体验

是与投入指数成正比的

没有任何一件事物

可以做到十全十美

不同的增压系统

有着不同的优点

以及劣势

嗯!这时肯定会有土豪跑出来说

对不起,我买的是AMG!!!

汽油的理论空燃比大体约为14.7,也就是说,燃烧1g汽油需要14.7g的空气。发动机内燃料想要燃烧做功,空燃比要尽量保持这个数值,在空燃比一定的情况下,吸入空气越多,需要喷入的燃油量也就越多!


增压发动机的原理就是利用涡轮增压器或机械增压器加大进气压力,使同一时间内进气量增大,说白了就是在进气道增加一个鼓风机增加进气密度,然后再通过位于进气道内的空气流量传感器检测空气流量数值,计算匹配喷出相应的燃油,在保证空燃比的前提下进行燃烧做功。从这个角度来说,增压发动机的确是增大了排气量,但是从物理气缸容积比角度排气量没有变化,可以认为这是个文字游戏。


机械增压和涡轮增压的区别:只是压气机动力来源不同,增压效果不同。

  • 机械增压:动力来源曲轴,通过皮带带动压气机,优点是温度低,平顺,缺点是机械增压器会对发动机低速扭矩有影响,一般都是在2.5排量以上使用。
  • 涡轮增压器:利用发动机尾气推动涡轮带动压气机,优点是增压效果好,缺点是,发动机低速时由于尾气不足以推动涡轮会导致迟滞现象。另外由于尾气温度较高,导致涡轮增压器温度过高,对散热有严格要求。对于机油使用也要求使用全合成机油。


涡轮增压是现在使用比较广泛的一种提升发动机动力的方式,通过发动机排出的废气来推动涡轮转动,让另一侧的涡轮产生打气泵的效果,从而达到增加进气量的作用。

涡轮增压技术并没有提高发动机的排量,而是提高了气缸内的空气密度,这样在相同的容积下气缸内进入了更多的空气,再配合合理的供油量,更多的可燃混合气在原有的燃烧室里燃烧膨胀就可以爆发出更大的动力。

题主您好,谢邀。

涡轮增压是两个意思,一个是涡轮,一个是增压。

先说增压,就是把发动机节气门前面的空气压力增加。

比如自然吸气发动机,节气门前的压力就是当时当地的大气压,严格地说发动机运转起来后,不到一个大气压,因为空滤有阻力,经过空滤,有个压降。发动机进气是靠活塞下行,产生压差,混合气才流入汽缸,所以进气行程结束,缸内的最大压力,也不会超过一个大气压。

增压如果把节气门前的空气压力提高到1.5个大气压,那么进气行程结束时缸内的最大压力就接近1.5个大气压。进入汽缸内的混合气的质量是与气压成正比的,理论上压力调高到1.5个大气压,要比自然吸气发动机多50%的进气量,扭矩提升约50%。

这就像给一个容器打气一样,自然状态下,容器内部虽然充满了空气,如果用气筒向里打气,还是能打进去一些。

涡轮就是采用排气驱动涡轮,涡轮带动压气机,给进气管增压。

当然还有机械增压,顾名思义,就是用曲轴动力驱动压气机给进气管增压。

这是机械增压器。

所谓涡轮增压,是靠发动机废气推动涡轮(风扇),进而带动进气端同轴风扇,为发动机进气鼓风,以解决进气效率难题的内燃机技术。

涡轮增压发动机工作原理图

内燃机动力来源于汽柴油的燃烧,好的燃烧(效率高)需要有充足的氧气(空气),所以,内燃机有一个冲程,是依靠系统惯性或其它汽缸燃烧产生的动力把空气抽进汽缸。

抽进的空气,要经过空气滤芯、弯弯曲曲的管道(进气歧管)、气门,才能进入汽缸,进气阻尼很大,汽缸在充气过程中始终是负压(即低于一个大气压),也就是说抽进来的空气总是不够的,而且,由于往复进气,气体的弹性和惯性,整个进气系统对应不同转速进气效率不同(这是复杂的动力学问题)。

四冲程内燃机工作原理图

为了改善进气效率,自然吸气发动机有很多改善进气措施,比如可变气门正时,可变气门升程,可变进气歧管,所有这些,都是为了利用时间、开口大小和调整进气系统共振频率,来达成多进一些空气燃烧的目的,但再怎么改善,也改变不了进气阶段,汽缸气压负压的事实,即自然吸气发动机,吸进的空气总是不够的。

可变气门正时技术,可以一定程度缓解进气效率问题,但无法根治,真正奏效的进气效率改善,还得涡轮增压

为了多点空气参与燃烧,最简单有效的方式就是用鼓风机,用风扇强制卷进更多空气,从鼓风机喷口喷出来,涡轮增压就是这样的鼓风机,在风扇出口可以提供高于一个大气压的新鲜空气,让更多的空气参与燃烧,这个鼓风机的动力来源,是排气口的排气气流,排气口气流推动风扇,联动共轴的进气口风扇,卷进更多新鲜空气燃烧。

如果说自然吸气发动机是把空气克服阻尼拉进来,那么,涡轮增压是把空气压缩后推进去,显然,后者进气效率要高得多。

不用严格意义上的理解也可以这么认为,这是不加大燃烧室情况下的增大排量,涡轮增压只是个气泵。打个比方,2.0自然吸气发动机一个工作循环是利用了2.0L一个标准大气压的空气,1.5T发动机的排量是1.5L,由于它的空气是经过涡轮增压后的空气量,所以是这个1.5L空气压力高于一个标准大气压压力,如果我们把这个空气稀释到一个标准大气压力就相当于2.0L的空气量。所以就可以认为涡轮增压把1.5L的“排量”增加到了2.0L,加大了排量。总之废话了那么多就是1.5t发动机通过涡轮增压利用了和2.0L自然吸气相同量的空气。上诉的数据只是个比喻,没那么标准。(要不是为了100字才不这么多废话)

不得不说的小排量涡轮增压

现在涡轮增压技术越来越普及了,连死守自吸的日系也开始推出涡轮发动机了。但是涡轮增压真的就那么完美吗?

一、涡轮增压的目的。原理就不说了,本文只说观点。涡轮增压的主要目的一是提升性能,有涡轮增压的发动机基本上可以近似地按1.4-1.5倍放大原来的排气量;二是节能,涡轮增压燃烧更充分一些,但也有问题,这个下面讲;三是环保,燃烧充分了,化学反应的中间物就少,这个道理姑且算对。但是提升性能完全可以通过加大排气量解决,除了汽车竞技有排气量的限定以外,老百姓买什么车政府可管不了,所以提升性能是伪命题,下面说说节能和环保的事。

二、涡轮增压节能吗?在讨论这个问题之前,先说说发动机,汽油发动机和柴油发动机合称内燃机,内燃机有一个特性,就是必须要有起点功率,反映到汽车上就是怠速,无论汽车走不走,内燃机就必须有一个起点功率,如果车不走,那么这时的效率是0,如果汽车在高速公路按最佳设计节能时速巡航,内燃机的效率目前最高的据说可以达到41%,那是理论数据,实际使用发挥不出来的,就按二田自吹的40%说话吧,就是说车子只要一起动,内燃机的热效率就始终在0-40%之间浮动。为什么在市区费油,在高速省油?因为我们无法让发动机始终在40%热效率的状态下工作,这个工作状态目前只有丰田的混动技术能做到。我们无法选择速度,大部分情况下,内燃机只能以15-25%之间的效率工作,是不是很浪费?说到这里,就不得不提到一个高大上的技术——闭缸技术。早在八九十年代,凯迪拉克就发明了DoD技术(可变排量),原理就是在低速时,将需要关闭的气缸气门顶住,使其停止进气和排气,同时停止喷油和打火就可以了。当时,这项技术就应用在V8发动机上,为的就是省油。后来,大众也用另一种方法实现了这项技术,就是用电磁阀移动凸轮轴,更换其工作位置,在需要关闭气缸时将凸轮轴工作位置移动,使凸轮不再与气门挺杆发生接触,达到闭缸的效果。当然,这项技术也发展成了可变气门升程(AVS)。这样的话,就能使发动机在负荷不满的情况下效率从15-20%,上升到30%(理论上),但是闭缸技术太难了,以至于现在都无法普及。到底是科学家,人家来个逆向思维,既然闭缸太难,何不让发动机降低功率呢?可是前面说过了,内燃机的起点功率不能在再降了,再降就熄火了。既然不能降低起点,总可以提高终点吧,于是涡轮增压登场了。涡轮增压可以提高正常发动机功率40-50%,等到涡轮不启动时,发动机回到原始状态,这样你就相当于有了2台发动机,一台正常功率的,用于低速行驶,一台高功率的,用于撒欢的时候。比较典型的是斯巴鲁的力狮2.5T,涡轮在3500转才启动,一般在70公里以下涡轮都是不启动的,被好多人喷,想想1.5吨的轿车,2.5的自吸发动机也是够的,但是敢跟力狮2.5T叫板的车并不多,涡轮启动以后,疯的不得了。当然人家走的是性能路线,跟咱老百姓没什么关系,常规的一般有1.8T,2.0T等等,(重点来了)涡轮增压发动机最高热效率是多少?大众EA211 1.5T涡轮增压发动机,上榜热效率37.5%(应用在海外版新高尔夫7,Arteon上),这是最高值,依然没有超过40%,好我们姑且认为接近吧,所以涡轮增压热效率并不高,也就是不省油。什么时候省油,当然是涡轮不启动时,功率降低了40%(实际上是降低28%),就省油了,工程师用逆向思维的办法实现了闭缸技术。

三、关于环保。环保是全球的事,也是大家的事,但更多的是政府的事,政府希望减排,减排就能环保,这个定义没错。所以政府就推出小排量优惠政策,但你看看那个政府官员或机关自觉用小排量?如果没有内部纪律约束,也都是大排量,算了点到为止。只希望读者自己心里有点数,相应国家政策是对的,但脑子不能糊涂。

四、真的达到目的了吗?要不说人类就是聪明,总是上有政策下有对策,政府不是鼓励小排量吗,我就尽可能往小了做,什么1.2T,1.0T粉墨登场,这是对微型车;对SUV和B级车,1.5T大行其道,但是这样的小涡轮在不启动时能正常行驶吗?相信司机是最有发言权的,不用你说,厂家自己就知道,所以所有小排量的涡轮发动机在出厂时就设计为低转数启动,还标榜为卖点。前文说过,涡轮增压发动机是在涡轮不启动时才节油,这时与自吸发动机是一样的,热效率还略低。这样一个汽车基本上只要开动,涡轮就骚动了,那你和大排量有何区别?对了,大概只有停车等红灯才能节油吧。既然一直在涡轮启动状态,那么它就不节油,当然也不环保。

五、我们失去了什么?1、金钱。可能你要说,我们省了购置税,对不起,那是小钱,大钱花在了涡轮增压器上,以及涡轮增压器带来的后期维护、故障以及发动机寿命的减少。2、舒适感。有没有感觉到涡轮启动时的一丝闯动,如果感觉到了,恭喜你,你的车动力还行,但你要在低速区反复经受这种闯动,除非你一直加油,那是不可能的;如果你没感觉到,说明你的动力实在是太弱了,发动机爆发了你还无动于衷,等你需要爆发时还能指望发动机干什么呢?3、高速的动力衰减。涡轮启动越早,涡轮的启动惯性就越小,说白了,就是叶片薄,叶片越薄,压缩能力也就越差,对最大功率的贡献就越小,一句话,早启动的,后来不行,后来行的,早期不行,有得必须有舍,这样的车建议就别上高速了。建议一下合适的涡轮增压排气量,个人观点,仅供参考。A0级车,不建议;A1级车,建议1.3;A级车,建议1.5;B级车,建议1.8;C级车,没开过,没经验。

涡轮增压不知何时成了一种潮流,车屁股带个“T”,逼格就瞬间提升。于是,涡轮增压还是自然吸气?成了大家买车时必须要做的选择题,但是很多车主并不明白两者的区别,为了防止大家买车时被忽悠,撩车办公室在这期就来说说涡轮增压和自然吸气究竟哪个更好?

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