涡轮增压器之二


提高压缩比是提高发动机功率的措施之一。而提高压缩比有两种途径,一种是采用高顶活塞及改变曲轴行程或者改变燃烧室形状,这是牵一动百的举措,花费较大;另一是增加进气量的方法,采用强制性方式加大空气灌输量,就是涡轮增压器的方法,这是一种不改变发动机基本结构,花费较少的做法。在“涡轮增压器”一文,已经简单介绍了它的构造、原理等方面的知识,现在再谈一谈它的具体形式。
(1)电磁阀、(2)气缸燃烧室、(3)中冷器、(4)空气滤清器、(5)叶轮、(6)涡轮、(7)排气旁通阀

差别以前废气涡轮增压器多用在柴油发动机上,例如载重汽车和大客车上的柴油发动机。现在不少轿车汽油机上也使用废气涡轮增压器。轿车用的废气涡轮增压器都采用单入口涡轮外壳,也就是说只利用废气排气的压力能量,不需使用其它的辅助能量。由于轿车发动机的转速范围大,因此废气涡轮增压器必须要有调节装置,以使发动机能在一定转速范围内获得比较恒定的增压压力。另外,汽油机是点燃式点火,它的压缩比是有一定范围限制的,过高就会引发爆燃。因此,还要有爆燃检测及控制机构,随时调整点火提前角。

安装轿车的废气涡轮增压器一般安装在排气管附近,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,同步旋转。

调节目前的涡轮增压器的调节装置大都在排气侧进行调节,当不需要增压时,例如怠速或者有爆燃先兆时,一部分排气会通过旁通阀泄出而不进入涡轮增压器。当发动机转速每分钟达到1800转时,电磁阀就会关闭旁通阀让排气流指向涡轮一侧,使涡轮转动。另外还有一种设计,就是调节涡轮叶片的角度,通过阻力的改变来调节涡轮的转速,从而改变增压量。

冷却对空气进行冷却可以使空气收缩增大密度,在同等容积下塞进更多空气,还可以防止爆燃。因此轿车的涡轮增压器都安装有中间冷却器,这种中间冷却器一般用空气冷却,安装在发动机散热器前面、旁边或者单独一个位置,利用汽车迎面气流或者自身风扇冷却。

关键涡轮增压器的关键零件是轴承。这种根据润滑形式命名的轴承被称为“全浮式轴承”,工作转速极高,工作环境恶劣。因此,保证润滑是非常重要的事情。如果因油压低导致机油供给缓慢,就会损坏轴承从而导致涡轮增压器失效。在正常的发动机启动是不会发生此类故障的,但如果发动机更换机油和机油过滤器后第一次启动,就会产生机油供给缓慢现象,使轴承缺乏机油润滑。在这种情况下,启动后要怠速运转3分钟左右,不可直接将转速提升到涡轮增压器启动转速。同样,在高速及上坡后也不要使发动机立即停止,要使发动机继续怠速运行1分钟左右,使仍继续空转的涡轮增压器轴承不会缺油。因此,使用涡轮增压器汽车的司机,一定要遵循厂家的指示操作,还要十分注意机油的质量,不宜将涡轮增压器汽车视同一般汽车进行操作。

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曾生
2001年11月30日

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