关于增压器
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发布时间:2022-04-28 21:15
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热心网友
时间:2022-06-23 05:45
增压技术最早源于飞机在高空的需要,我们都知道一般引擎是利用气缸活塞下移形成真空,吸入空气而实现进气的过程,这就是所谓的自然进气发动机。而自然进气方式因“被动”地实现进气动作,所以在高空中由于空气稀薄进气效率不高,大大影响引擎的功能发挥。为提高引擎进气效率,于是发明了增压进气技术。
窝轮增压(turbo)与机械增压(superchanger)是增压的两种不同方式,主要的不同在于增压器的驱动方式。最早的增压器全部都是机械增压,在刚发明时被称超级增压器(Supercharger),后来涡轮增压发明之后为了区隔两者。起初涡轮增压器被称为Turbo Supercharger,机械增压则被称为Mechanical Supercharger,久而久之,两者就分别被简化为Turbocharger与Supercharger了。德国人由于德语的关系把机械增压叫做Kompressor。
窝轮增压由引擎的排气作废气驱动。涡轮由两部分组成,一是新鲜空气增压端(压缩涡轮)、另一部分为废气驱动端(废气涡轮),两端各有一个叶轮,在同一轴上的两边涡轮之间还有一个泄压触发器(Wastegate)设在废气涡轮那边,当压缩涡轮压力过大,压力便会推动触发器将废气涡轮的阀门打开,降低气压。涡轮轮轴的支承为轴套轴套里边的轴承设计可以分为滚珠轴承和浮动轴承。涡轮增压器叶轮的旋转动力来自于废气。废气带动窝轮,在窝轮的另一边,叶片压缩空气。涡轮增压器壳体为镍、铬和硅合金材料,轴为铬和钼合金材料。更重要的是,涡轮增压器是在高温、高速条件下工作的,为保证其正常工作,在涡轮增压器中通入了机油和冷却液,以保证有效的润滑和冷却,改善工作条件。发动机排出的具有高温和一定的压力的废气进入增压器中,推动轴的叶轮以每分钟高达数万甚至几十万转的高速度旋转,怠速时,叶轮转速为12000转/分,当全负荷时,叶轮转速可超过135000转/分,普通的轴承是无法承受如此高速而产生的高温和磨损的,所以在涡轮增压系统里边机油的润滑和冷却作用至关重要。柴油引擎也有不少装配涡轮增压系统的,而且柴油引擎的最大增压值普遍比汽油引擎的最大值高。
涡轮增压器的串联与并联:
在双涡轮增压(Twin Turbo)的汽车上会看到2组涡轮通过串联或者并联的方式连接,并联指每组涡轮负责引擎半数汽缸的工作,每组涡轮都是同规格的,如保时捷911 turbo,Skyline GT-R的RB26DETT,Supra的2JZ-GTE和BMW新的3.0双涡轮增压都是并联涡轮的杰出代表,其优点就是增压反应快并减低管道的复杂程度。至于串联涡轮通常是一大一小两组涡轮串联搭配而成,低转时推动反应较快的小涡轮,使低转扭力丰厚高转时大涡轮介入,提供充足的进气量,功率输出得以提高,RX-7的13B-REW引擎就是串联涡轮的好例子。
涡轮增压器的A/R值:
A/R值在改装市场的涡轮增压器销售册上常有标明,用以表达涡轮的特性,A是Area(面积)的意思,指的是叶片涡轮接受废气的侧入口最窄处的横截面积,R是Radius(半径),指的是A(横截面积)的中心点与涡轮本体中心点的距离,面积与两中心点距离的比值,就是A/R值。
A/R值越小,表示入口相对较小而涡轮叶片的起动惯性低,流速相对高,低转反应比较好,涡轮迟滞效应不明显。反之,A/R值越大入口较大,叶片惯性高,低转反应比较迟钝,涡轮迟滞较明显,但在高转时表现则刚烈得多。简单而言,较注重高转功率输出的涡轮,A/R值可以达到0.7左右,而注重低转扭力输出的涡轮,A/R值大约为0.2。保时捷的VTG可变涡轮几何叶片技术则是通过改变涡轮的A/R值达到不同的涡轮特性。
窝轮增压的优点在于不占用引擎本身的功率,在高转时(排气压力高)效果显著,增压效率高,缺点在于在低转时由于窝轮本身的惯性,窝轮介入比较迟缓(增压值越高越是如此)也就是我们平常所说的窝轮时滞,窝轮时滞不能根除,但能把他减低到很小的程度,如用较轻小的窝轮,还有大众的TSI双增压技术,保时捷的VTG可变涡轮几何叶片技术、给窝轮装上变速器改变窝轮转速的技术等。
机械增压器压缩机的驱动力来自引擎曲轴,一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮,间接将曲轴运转的扭力带动增压器,达到增压目的。依构造不同,机械增压会经出现过许多种类,包括叶片式(Vane)、鲁氏(Roots)、温克尔(Wankle)等型式,而活塞运动最早也被认为是一种机械增压,时至今日,则以鲁氏增压器最被广泛使用,更是改装的大热门。鲁氏增压器有双叶与三叶转子两种型式,目前以双叶转子较普遍,其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子,转子之间保有极小的间隙而不直接相连,藉由螺旋齿轮连动,其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连结,转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器,在不需要增压时即放开离合器以停止增压,离合器则由计算机控制以达到省油的目的。
机械增压的优点:除了在低转速便可获得增压外,增压的动力输出也与曲轴转速成一定的比例,即机械增压引擎的油门反应随着转速的提高,动力输出随之增强,因此机械增压引擎的操作感觉与自然气极为相似,却能拥有较大的马力与扭力。缺点在于始终是损耗了引擎本身的动力,在高转时效率没有turbo高等。
所以大众的GOLF GT上就采用了TSI双增压技术,一台引擎上同时装备两种增压器,吸取两种增压方式的优点,使得1.4的引擎能有2.0引擎的功率,但制造比较复杂,成本较高,还没有被广泛使用。
无论那种增压方式,增压后的空气都要送到中冷器(intercooler)去降温(增压等于对空气做功,气压增加到1bar的时候温度会升到80度左右,温度上升后空气体积会增加,同体积时进入燃烧室的空气质量减少,对增压不利,所以要用中冷器进行冷却)过高的气压会在泄压阀(Blow-off Wastegate)放掉,所以有时我们可以听到窝轮增压车子上有“吱吱”的泄气声,增压后的空气最终再送入燃烧室。
热心网友
时间:2022-06-23 05:46
何谓太保,就是TURBO—涡轮增压系统的中文译音,全称应该是TURBOCHARGER。目前国内可以买到的原装搭载涡轮增压系统引擎的车型并不多,基本上都是集中在几只牌子上,而且都属于中型级别以上,如VAG旗下,VW的PASSAT 1.8T、BORA 1.8T;国产AUDI的A6 1.8T、A4 1.8T,进口的TT、ALROAD QUATTRO 2.7T(V6 Biturbo);更高级的就有SAAB的9-3、9-5;至于顶级的非BENZ的S600(5.5L V12 TWIN-TURBO)莫属等等(当然还有一票柴油车,但将在另篇论述)。如果算上国外有量产的车型,则是多胜收:最为车迷们津津乐道的莫过于那一堆日本的高性能跑车,NISSAN SKYLINE GT-R(BNR34)、MITSUBISHI LANCER EVOLUTION(CX9A)、SUBARU IMPREZA WRX STi(GDB)、TOYOTA SUPRA(JZA80)、MAZDA RX-7(FD3S)等。而对于一般用户而言,买台“带T的”就是涡轮增压车型后的第一个反应就是:“比普通车的自然吸气引擎车动力强劲了不少!
的确,涡轮增压引擎得益于它与众不同的工作原理,使其拥有优异的升功率表现,相对于同功率的NA车,在相同的动力输出数据和非极端使用条件下,油耗方面的未必会比NA车差。而且,其最大的优点就是升级、改装的便利性和原厂就具备的性能提升潜力也非自然吸气发动机可以媲美的。
原理虽然简单,但是涡轮本体其实就是一件高科技产品。目前,世界上有相当多的涡轮增压器品牌,例如改装界广为人熟知的HKS、GREDDY、APEXi、WETTERAUER、MTM、NEUSPEED,大部分都是由三大著名厂商:IHI、KKK、GARETTE及MITSUBISHI、HITACHI等代工生产的。而国内改装界最知名的,莫过于KKK了,KKK其实规模不及GARETTE,但就因为国内保有量最多的汽油涡轮增压车:BORA 1.8T所使用的K03便是该厂的出品,所以如果一旦涉及VAG车系改装,首选的必然就是KKK的升级产品,例如K04或者K16。
涡轮增压车改装,不外呼果两招:改大涡轮,增加出风量;改大增压值,令进入气缸的混合气量更多。讲是很简单,但真正改起来就并不是一件容易的事了。就拿目前最多人改的VAG 1.8T系列引擎而言(引擎型号有诸如AWT、BFB、AVJ、AUM、BAM、APX、AGU、AQA、ARZ等等),国内基本上可以选择既改装套件并不多,计有ABT、OETTINGER、APR、NEUSPEED、MTM几个,但如果讲到真正的行家里手,也就是既注重性能(微调)也注重耐用性的,就非ABT、OETTINGER这两家来自德国的殿堂级改装厂莫属,两家都是专门改装VAG车系的高手,产品形式相近,价钱轻微有差距,两部厂车都属于很讲究平衡性的那种改装方法,特别是OETTINGER,因为在1.8T这副引擎上,其与VAG同为系统开发商,所以在如何更好发挥该引擎上具有无所比拟的优越性。至于NEUSPEED、MTM或者APR都是改装动力系统的个中老手,当然,作为几大改装界的世界级名厂,在改动涡轮增压系统时,都会运用到各自对动力性能的理念,简单点就是会在不同程度上对3号升级为4号涡轮的本体实施相应的修改,例如增大压缩腔、切削涡轮叶片等工序,以求涡轮在运作是可以达到原装KKK K04所不及的性能,例如减少涡轮迟滞现象等。
改装涡轮,是一门相对复杂的工程,改装前的计划,安装及调试时的耐心和细致,足以影响日后使用的持久性和性能发挥。当中有几点真的要注意:首先,改装涡轮并非简单地更换涡轮本体就算改装,最关键的是周边的使用平台环境同样要升级,例如VW 1.8T原装的是使用KKK K-03涡轮本体,最大增压值是0.3 bar./瞬间最大增压值为0.5bar. (最大增压值即系恒时增压值,简单D讲就系车辆匀速形式时既涡轮增压值;瞬间增压值一般出现在突然加速之时,ACTUCTOR开启前既增压值)马力输出为147匹/5700转;升级一般就是更换成不同品牌的K-04型套装产品,大部分的涡轮主体的A/R值为60,最大可以对应到300匹以上的马力输出,但因为国内的改装店因为技术上的原因一般不会对AUM/BAE引擎本体进行强化及降压缩比工序,所以比较安全的最大增压值一般设定在0.8bar~1.0bar之间,马力可以到达230匹左右,问题来了,好像某些厂家提供的产品,其改装套件(套装内只有涡轮本体、CHIPS、垫片)主要是通过修改ECU内主控制CHIPS提高增压值,令马力上升就了事,而其他一些周边辅助零部件一律需要用家另行购买。再看如ABT、OETTINGER一类的专业改装厂,套件内包含了整套辅助部件,如入风批(INTAKE PIPE)、死气蕉、喷咀(INJECTOR)、回油阀(PRESSURE REGULATOR)、电脑(ECU)、排气中鼓(FRONT SILENCER)、尾鼓(REAR SILENCER),这样的搭配原因很简单,就是为了使用套件的用户可以在涡轮性能提高的同时,整个引擎各部分的平衡性不至于被破坏,令诸如新鲜空气、燃油、排气等各要素间形成一个保证着涡轮可以长时间正常运作的环境。同为TURBO改装的AUM/BAE引擎,同样增压值设定下,某些套件可以达到的最大马力只有215匹/5700转,而ABT的改装套件则可以于5400转时达到230匹的马力输出,虽然差距只是小小的20匹,但从改装角度上而言,足以看得到整套改装涡轮套件的平衡性造成的性能差别和车辆电脑设定的功力高低。
第二点就是车架的问题,这部分其实在改装动力系统就应该先行完成的,但本文主要是讲涡轮,所以变成第二点。广义上的车架强化,除了对车架本身的强化以外,还应该包括传动系统、制动系统和行走系统等几个部分,都要随之作出相应的调整。车架强化上,包括了一些很例牌的动作,如加塔顶撑杆(TOWN-BAR)、车内撑杆(ROOM-BAR)、防倾杆(STABILISATOR)等等;行走系统的强化一定不能少,动力输出的提高,必然导致原来的传动系统不堪重负,轻则烧离合,重则断传动轴,所以在提升动力时,连带诸如离合器、波箱、尾牙等;制动系统同样非常重要,好像OETTINGER的动力提升套件中就包含了一套前320mm刹车碟加四活塞制动卡钳,用意就是可以停得住230匹的车,不然,单改涡轮不足已给驾驶者一个安全的驾驶环境,套用一句玩车人口中常说的话:能放能收的才是好车!