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雙渦輪增壓技術的工作原理和特點

2021-05-13 09:55 閱讀 52346

渦輪增壓技術就是采用專門的壓氣機將氣體在進入氣缸前預先進行壓縮,提高進入氣缸的氣體密度,減小氣體的體積,這樣,在單位體積里,氣體的質量就大大增加了,這樣就可以再有限的汽缸容積內噴入更多的燃油進行燃燒,從而達到提高發動機功率的目的。


渦輪增壓的工作原理

渦輪增壓由廢氣推動的渦輪機、壓縮進入汽缸空氣的壓縮機以及中間部分組成。


渦輪增壓器利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的壓縮機的葉輪,壓縮機葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入氣缸。

當發動機轉速增快(當加速的時候),廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快,壓縮機的葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量和調整一下發動機的轉速,這樣就可以增加發動機的輸出功率了。


在現有的技術條件下,渦輪增壓器是唯一能使發動機在“工作效率不變”的情況下增加“輸出功率”的機械裝置。一般能使發動機增加輸出功率在10%到40%左右。


雙渦輪增壓技術

雙渦輪增壓、根據不同的機型,可以組成不同的布局形式,如雙渦輪串聯方案、雙渦輪并聯方案、雙渦輪分動方案等等,不同的組合方式、也決定了它們各自不同的特點;一般而言之后大型發動機才會采取雙渦輪增壓的設計方案,因為一些小型車根本不足以提供那么大的空間去布置兩顆渦輪!v型發動機會采用并聯、而L型發動機一般會采用雙渦輪串聯!

通過發動機的布局形式,我們可以很清楚地了解到,v型發動機排氣走兩邊、L型發動機排氣走同側;簡單點說v型機有兩組排氣歧管,L型機只走一組排氣歧管即可;通過上圖我們就可以看出,這是一款v6的機器,兩邊各三缸、每三缸共用一組排氣歧管,每組排氣歧管推動一顆渦輪增壓器,所以兩組排氣歧管、分別推動兩顆渦輪增壓器,可以說這種并聯式雙渦輪方案,兩顆渦輪之間互不影響、因為兩組排氣歧管之間處于相互獨立的狀態,所以這就是并聯雙渦輪增壓!常見的機器為日產GTR上所采用的3.8T雙渦輪增壓、以及保時捷2.9T雙渦輪增壓!但凡V型機雙渦輪,幾乎都是并聯!

這就是v型機布置渦輪、與L型機布置渦輪的不同之處,分別用兩組排氣歧管排氣,布置兩顆渦輪更容易,如布置一顆渦輪反而更麻煩!總不能把兩組排氣歧管再匯聚到一處、去推動一顆渦輪吧?所以一般情況下,v6、v8等等發動機,要么就布局機械增壓、直接讓發動機曲軸帶動機械增壓器,再順理成章的把機械增壓系統塞入v6、v8得v型夾角中,v型夾角的一大妙用就是更容易容納機械增壓器!而布局渦輪增壓的v6、v8,則都會采用雙渦輪增壓!

總而言之雙渦輪增壓布局形式很多,其實還有個雙渦輪分動增壓,只不過這種布局方式在民用車范圍內非常少見,也只有那些大型、多缸發動機會采用這種方式;而常見的就是直列機型采用的雙渦輪串聯,以及v6等機型上采用的雙渦輪并聯,具體采用哪種形式、還是與機型以及設計預期有緊密的關系;談不上哪種形式更好,只能說各有千秋罷了;v6的排氣形式讓它串聯雙渦輪也不現實,同理直列機器想并聯也比較困難;而未來更多形式的增氧系統也會出現,比如渦輪與機械增壓組成串聯,比如電動輔助增壓等等,形式非常之多!