涡轮增压发动机的优点及缺点

涡轮增压发动机的优点及缺点,涡轮增压发动机工作原理 　涡轮增压发动机的优点及缺点,涡轮增压发动机工作原理 　　发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的，由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制。如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从而提高燃烧作功能力。因此在目前的技术条件下，涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。最早的涡轮增压器是用于跑车或方程式赛车上的，这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面，发动机就能够获得更大的功率。 　　相关阅读： 　　汽车空调不制冷，夏天汽车空调不制冷的解决 　　延长发动机配气机构使用寿命的基本常识 　　夏季应常洗车保持干净 减少霉菌   　　目前国内可以买到的原装搭载涡轮增压系统发动机的车型并不多，基本上都是集中在少数几个品牌上，除了上述提到的新车型外，还有一些中高级车上也可以见到，如大众的帕萨特1.8T、国产的奥迪A6L 2.0T、A4 1.8T等等。如果算上国外有量产的车型，则是多不胜数，如SAAB的9-3、9-5，VOLCO的XC90 2.9T等等。不过最为车迷们津津乐道的，还是要算那些日本的高性能跑车了，其中最具代表性的就有：日产的SKYLINE GT-R、三菱枪骑兵EVOLUTION、斯巴鲁 翼豹 WRX STi、丰田SUPRA，以及马自达的 RX-7等。 　　大家可能会觉得涡轮增压装置非常复杂，但它的基本结构和原理其实都并不复杂，涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连，排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上，最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。不过，发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作中的最高爆发压力和平均温度都将大幅度提高，因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短，而且机械性能、润滑性能也都会受到影响。为了保证增压发动机在较高的机械负荷和热负荷条件下能可靠耐久地工作，必须在发动机主要热力参数的选取、结构设计、材料、工艺等方面做必要的改变，而不是简单地在发动机上装一个增压器就行了。由于这个改变过程在实行中难度颇大，而且还要考虑增压器与发动机的匹配问题，因此在一定程度上也限制了废气涡轮增压技术在发动机上的应用。 　　涡轮增压也有缺点 　　虽然涡轮增压的确能够提升发动机的动力，不过它的缺点也有不少，其中最明显的就是动力输出反应滞后。由于转子的惯性作用，叶轮对油门的骤时变化反应还是迟缓。从你大脚油门希望立即提速，到叶轮高速转动将更多空气压进发动机之间，存在一个时间差，而且这个时间还不短。一般经过改良的涡轮也要至少2秒左右来增加或者减少进气的压力。如果你要突然加速的话，瞬间会有提不上速度的感觉。 　　随着技术的进步，虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进，但是由于结构性的原因，涡轮增压的汽车驾驶起来的感觉和大排量的汽车还是有一定的差异的。比如1.8T的涡轮增压发动机，在实际的行驶中，初段的提速能力速肯定不如2.4L自然吸气发动机，但是只要度过了等待期，动力还是会很快窜上来，因此如果你要追求激烈驾驶的感觉的话，涡轮增压的引擎其实并不适合你。不过如果经常跑高速或者是上高原，涡轮增压就会显得特别有用。 　　如果你的经常在城市内行驶，那么就真的有必要考虑一下是否需要涡轮增压了，因为涡轮并不是随时都在启动的，事实上在日常行车中，涡轮增压的启动机会很少，甚至不使用，这就给涡轮增压发动机的日常表现带来影响。就拿斯巴鲁翼豹的涡轮增压器来说，它的启动转速是在3500转左右，最明显的动力输出点则是在4000转左右，这时候会有二次加速的感觉，并一直持续到6000转甚至更高。而一般市内驾驶我们的换档实际都只是在2000-3000之间，5挡能够上到3500转估计速度都破120了，也就是说除非你故意停留在低档位，否则不超过120km的时速涡轮增压根本无法启动。没有涡轮增压的启动，你的1.8T其实还不如一部1.8的车，因为没有启动的涡轮对于进气甚至还有一些阻力作用。 　　此外涡轮增压还有维护保养方面的问题，就拿宝来的1.8T来说，6万公里左右就要更换涡轮了，虽然次数不算多，毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保养费，这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。 另外，相对来说，废气涡轮增压器与柴油机配合运行时，涡轮机允许工作的范围较广，高效率范围也较宽，在配合运行中产生的问题较少，所以废气涡轮增压技术在柴油机应用的比较多。而对于汽油机在增压后，提高了缸内混合气压缩和燃烧气体的温度和压力，提高了燃烧室受热零件的热负荷，很容易产生爆震。这也就是至今为止，增压技术在汽油机上得不到广泛应用的主要原因。 　　【点评】 　　①柴油发动机涡轮增压比汽油更合适。 　　②涡轮增压的最大好处是发动机的最大功率和扭矩比同排量的车大40%，也就是1.8T≈2.4L，但前提是发动机转速要高于2000转以后涡轮才起作用，如果只是在城市里用车，涡轮的作用就发挥不出来，1.8T顶多也就是1.8L的功率。 　　③涡轮增压后使用和保养都多了负担。所以，一般城市使用，带T的车作用并不是很大。 为了在发动机高输出功率、低尾气排放和燃油经济之间寻找到平衡点，各大厂商频频使用涡轮增压系统。涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。如今之汽车市场，多家车企都有各自的一套涡轮增压系统，可谓一直上演着“T”字之争，下面我们就针对多家车企涡轮增压引擎的特点及优势来为大家逐一解析。 　　为何涡轮增压发动机会大行其道？ 　　我们知道，只有燃油充分燃烧，才能令每滴燃油所储存的能量最大化地发挥作用，使发动机在消耗更少燃料的情况下，产生更低排放，输出更强劲的动力。涡轮增压技术就是来提高发动机效率。不仅为车辆提供出众的动力性能，还为使用者带来更佳的燃油经济性。 　　涡轮增压发动机可以让性能得到极大的提升 　　如今高效省油的小排量涡轮增压发动机发展迅猛 　　与传统汽油发动机相比，它体积更小、质量更轻，却拥有更好的动力输出及更为清洁的排放。以往涡轮增压发动机多是为了提升性能，在提倡低碳和高油价以及电动车等新能源汽车还没有普及的大背景下，“T”型车尤其是搭载小排量涡轮增压发动机迎来了最好的发展机会。 　　著名涡轮制造商Garrett的产品 　　涡轮增压发动机简介 　　涡轮增压器(Turbo)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮(位于进气道内)，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。 　　涡轮增压发动机示意图 　　增压发动机主要分为以下四种类型： 　　1.机械增压系统(Supercharger)：装置在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。 　　优点：转子的速度与发动机转速是相对应的，所以没有滞后或超前，动力输出更为流畅； 　　缺点：由于它要消耗部分引擎动力，会导致增压效率不高。 　　机械增压发动机(Supercharger) 　　2.废气涡轮增压系统：是目前应用最为广泛的发动机增压装置。它是利用发动机排出的废气达到增压目的。增压器与发动机无任何机械联系，压气机由内燃机废气驱动的涡轮来带动。一般增压压力可达180-200kPa，或300kPa左右，需要增设空气中间冷却器来给高温压缩空气进行冷却。 废气涡轮增压发动机 　　废气涡轮增压发动机示意图 　　优点：增加效率高于机械增压； 　　缺点：发动机动力输出略滞后于油门的开启，加大油门后一般需要等片刻，稍后发动机会有惊人的动力爆发。 涡轮增压+机械增压+燃油直喷的大众TSI发动机 　　3.复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压并用，大功率柴油机上用的较多。复合增压系统发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，但结构过于复杂。 双涡轮增压发动机   涡轮虽然可以自行改装但是我们不推荐 　　4.气波增压系统：利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统低速增压性能好、加速性好、工况范围大；但尺寸大、笨重和噪声大是最大的缺点，不太适合安装在体积较小的轿车里面