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标题: 涡轮增压知识 [打印本页]

作者: rainmusic 时间: 2010-4-8 11:04
标题: 涡轮增压知识
涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机，涡轮增压器(Tubro)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。
涡轮增压发动机的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器相比，可增加大约40%甚至更多。

作者: samsun185 时间: 2010-4-8 16:39
能增加多大的空气压力呀

作者: 杨子江畔 时间: 2010-4-8 21:38
涡轮增压器是个好东西但是增压器和发动机的匹配增压器的噪声超速温度场一直是个难题

作者: 见习生小王 时间: 2010-4-9 10:39
涡轮增压发动机的知识
一、简介
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它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。
　　什么是涡轮增压？
　　首先我们来弄明白什么是涡轮增压。涡轮增压的英文名字为Turbo，一般来说，如果我们在轿车尾部看到Turbo或者T，即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。相信大家都在路上看过不少这样的车型，譬如奥迪A6的1.8T，帕萨特1.8T，宝来1.8T等等。
　　涡轮增压套件
　　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。一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。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。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4L发动机的水平，但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。
　　不过在经过了增压之后，发动机在工作时候的压力和温度都大大升高，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、润滑性能都会受到影响，这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。
二、涡轮增压的原理
最早的涡轮增压器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。
　　众所周知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。
　　我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加发动机的进气量，一般来说，涡轮增压都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，使之增压进入汽缸。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汽缸，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。
　　大家可能会觉得涡轮增压装置非常复杂，其实并不复杂，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。这样一个整体的涡轮增压装置就做好，你的发动机就好像电脑CPU一样被“超频”了。

作者: 见习生小王 时间: 2010-4-9 10:44
三、涡轮增压的种类
1、机械增压系统：这个装置安装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。其优点是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面，因此还是消耗了部分动力，增压出来的效果并不高。
　　2、气波增压系统：利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好但是整个装置比较笨重，不太适合安装在体积较小的轿车里面。
　　3、废气涡轮增压系统：这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了，增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它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，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，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，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。但是废气涡轮增压器技术也有其必须注意的地方，那就是泵轮和涡轮由一根轴相连，也就是转子，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。
　　4、复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压并用，这种装置在大功率柴油机上采用比较多，其发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，只是结构太复杂，技术含量高，维修保养不容易，因此很难普及。
四、涡轮增压发动机的缺点
诚然，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。我们看看前面有关涡轮增压的工作原理就知道了，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，也就是说从你大脚踩油门加大马力，到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力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增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。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，但是由于设计原理问题，因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定诧异的。譬如说我们买了1.8T的涡轮增压汽车，在实际的行驶之中，加速肯定不如2.4L的，但是只要度过了那段等待期，1.8T的动力同样会窜上来，因此如果你追求驾驶的感觉的话，涡轮增压引擎并不适合你，如果你是跑高速之类的，涡轮增压才显得特别有用。
　　如果你的爱车经常在城市内行驶，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（富士）翼豹的涡轮增压来说，它的启动是在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。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120公里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其实也就只不过是一部1.8动力的车而已，2.4的动力只能是你的心理作用了。
　　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。

作者: 见习生小王 时间: 2010-4-9 10:47
五、涡轮增压发动机的使用
涡轮增压器是利用发动机排出的废气驱动涡轮，它再怎么先进还是一套机械装置，由于它工作的环境经常处于高速、高温下工作，增压器废气涡轮端的温度在600度以上，增压器的转速也非常高，因此为了保证增压器的正常工作，对它的正确使用和维护十分重要。主要我们要遵循以下的方法：
　　1、汽车发动机启动之后，不能急踩加速踏板，应先怠速运转三分钟，这是为了使机油温度升高，流动性能变好，从而使涡轮增压器得到充分润滑，然后才能提高发动机转速，起步行驶，这点在冬天显得尤为重要，至少需要热车5分钟以上。
　　2、发动机长时间高速运转后，不能立即熄火。原因是发动机工作时，有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的，正在运行的发动机突然停机后，机油压力迅速下降为零，机油润滑会中断，涡轮增压器内部的热量也无法被机油带走，这时增压器涡轮部分的高温会传到中间，轴承支承壳内的热量不能迅速带走，而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转。这样就会造成涡轮增压器转轴与轴套之间“咬死”而损坏轴承和轴。此外发动机突然熄火后，此时排气歧管的温度很高，其热量就会被吸收到涡轮增压器壳体上，将停留在增压器内部的机油熬成积炭。当这种积炭越积越多时就会阻塞进油口，导致轴套缺油，加速涡轮转轴与轴套之间的磨损。因此发动机熄火前应怠速运转三分钟作用，使涡轮增压器转子转速下降。此外值得注意的就是涡轮增压发动机同样不适宜长时间怠速运转，一般应该保持在10分钟之内。
　　3、选择机油的时候一定要注意。由于涡轮增压器的作用，使进入燃烧室的空气质量与体积有大幅度的提高，发动机结构更紧凑、更合理，较高的压缩比，使发动机的工作强度更高。机械加工精度也更高，装配技术要求更严格。所有这些都决定了涡轮增压发动机的高温、高转速、大功率、大扭矩、低排放的工作特点。同时也就决定了发动机的内部零部件要承受较高的温度及更大的撞击、挤压和剪切力的工作条件。所以在选用涡轮增压轿车车用机油时，就要考虑到它的特殊性，所使用的机油必须抗磨性好，耐高温，建立润滑油膜块，油膜强度高和稳定性好。而合成机油或半合成机油恰好可以满足这一要求，所以机油除了最好使用原厂规定机油外还可以选用合成机油、半合成机油等高品质润滑油。
　　4、发动机机油和滤清器必须保持清洁，防止杂质进入，因为涡轮增压器的转轴与轴套之间配合间隙很小，如果机油润滑能力下降，就会造成涡轮增压器的过早报废。
　　5、需要按时清洁空气滤清器，防止灰尘等杂质进入高速旋转的压气叶轮，造成转速不稳或轴套和密封件加剧磨损。
　　6、需要经常检查涡轮增压器的密封环是否密封。因为如果密封环没有密封住，那么废气会通过密封环进入发动机润滑系统，将机油变脏，并使曲轴箱压力迅速升高，此外发动机低速运转时机油也会通过密封环从排气管排出或进入燃烧室燃烧，从而造成机油的过度消耗产生“烧机油”的情况。
　　7、涡轮增压器要经常检查有没有异响或者不寻常的震动，润滑油管和接头有没有渗漏。
　　8、涡轮增压器转子轴承精密度很高，维修及安装时的工作环境要求很严格，因此当增压器出现故障或损坏时应到指定的维修站进行维修，而不是到普通的修理店。
六、具体型号介绍
1、点评1.8T涡轮增压发动机
　　虽然车价不稳，而油价却稳步攀升，但是在外企工作的李先生还是打算买辆车，以解上下班和周末郊游之需。都说带T即涡轮增压的车动力好，李先生的同事也多有买宝来1.8T的。帕萨特1.8T刚刚降了1万多，李先生有点拿不定主意，大众旗下的宝来1.8T、帕萨特1.8T 乃至奥迪A6/A41.8T同为1.8T涡轮增压发动机，到底有无异同？再者，据说这种发动机在使用和保养时要多加注意，究竟是不是这样？是否还有其他形式的涡轮增压发动机？为此本版组织了这期有关涡轮增压发动机的专题报道，内容详见本版和E8版。
　　目前国产车中主要是南北、大众两家厂商推出了1.8T发动机车型。
　　就1.8T发动机的异同问题，记者首先电话采访了大众中国汽车有限公司，对方认为这个问题由生产厂商回答比较合适，他们解答不了。记者接着就此分别电话采访了一汽—大众汽车销售有限公司奥迪产品部发动机科、一汽—大众汽车销售有限公司动力总成工程科和上海大众汽车销售有限公司发动机科的产品专家，综合结论如下。
　　相同之处发动机是同一种
　　据厂方的这几位专家介绍，宝来1.8T、帕萨特1.8T 、奥迪A6 1.8T和奥迪A4 1.8T的核心技术完全相同，发动机是一样的，因而发动机在动力输出、零部件的选用和使用保养上，也是一致或接近的。
　　不过专家也指出，“芯”相同并不等于性能表现就相同。发动机与不同的变速箱配合，表现出来的综合性能就会有差别。
　　不同之处放置形式有别 A4略作调校
　　据一汽—大众汽车销售有限公司动力总成工程科的专家介绍，宝来发动机与另三款车的最大不同就在舱内的放置形式为横置式，而其他三款车是纵置式。这主要与车型大小有关，帕萨特和奥迪属B级、C级车，车身相对长，发动机比较适合纵向放在舱内，而宝来为A级车，车身紧凑，发动机适合横放。发动机放置形式的这种变化，自然也会带来底部结构布置的相应变化，但对发动机的性能本身没有影响。
　　至于四款车中为何奥迪A41.8T的最大功率和最大扭矩值会高于其他三款车，一汽—大众汽车销售有限公司奥迪产品部发动机科的专家解释说，A41.8T在发动机的软件上做了调整，增压功率加大了。
　　按增压方法的不同，增压发动机主要有四类(也有说三类)：机械增压、废气涡轮增压、复合增压和气波增压。前两者增压发动机应用更多，豪华车中机械增压代表车型有奔驰C200K，废气涡轮增压代表车型有萨博9-3 2.0T、VOLVO S80 2.5T 和VOLVO S80 2.9T6。
　　奔驰C200K 机械增压典型
　　奔驰C200K是奔驰的一款小型d级车，发动机为直列四缸1.8升排量，由于配备了机械增加器(Supercharger)，其动力输出堪与奔驰c240的V6 2.6L发动机媲美。其240N•m最大扭矩在3000-4000转时就能达到，而奔驰C240的最大扭矩要到4500转时才出现。
　　据专业杂志试驾人员介绍，机械增压器从发动机直接获得动力，所以介入直接，油门响应迅速。随叫随到、一气呵成的动力输出，几乎感觉不到与自然进气发动机的不同。当发动机转速达到400转以上时，车子的推背感和加速性更为明显。加速流畅，无迟滞和突然爆发，正是机械增压发动机的优势所在。
　　萨博9-3 2.0T 废气涡轮增压典型
　　萨博是世界上较早使用废气涡轮增压(Turbo)发动机的厂商之一，经过25年的发展，其废气涡轮增压技术更加炉火纯青。作为一部强调运动风格的豪华轿车，萨博9-3 2.0T这款直列四缸废气涡轮增压发动机，在2500转时便可达到265N•m的最大扭矩。这种低转速下的良好加速性，对于日常行驶非常实用。
　　据专业杂志试驾人员介绍，废气涡轮增压虽然有低速乏力和运转时突兀的不足，但萨博9-3 2.0T的加速迟滞感已降低得很小，开起来与一部发动机自然吸气的汽车区别不大。
　　VOLVO S80 2.5T 废气涡轮增压典型
　　Volvo新款S80 2.5T的发动机具有设计先进、耐力超强、运行灵活、燃油效率高和反应快速等卓越性能。发动机形式为横置五缸涡轮增压，排气量为2.5升，最大功率210hp(相当于154kw)/5000rpm，最大扭矩320N•m/1500-4500rpm，从输出数据看，较为注重高转速输出。涡轮增加所产生的附加动力等于使原来2.5升的发动机提升到相当于3.0升以上。
　　新款S80 2.5T怠速时相当平顺，震动也相当轻微。事实上，这台发动机是Volvo的最新科技，发动机的进气和排气部位都安装了CVVT连续可变气门正时装置，从而确保可对节气门的变化做出迅速反应，使发动机的燃烧状态保持最佳，即使在低转速下运行时也可提供丰沛的驱动力。
　　VOLVO S80 2.9T6 废气涡轮增压典型
　　S80是世界上第一辆配有横置六缸引擎的轿车，新款S80 T60采用横置六缸24气门双涡轮增压2.9全铝发动机，配备世界上体积最小的手自排一体电控变速箱，272匹马力(相当于200kw)的澎湃动力在7.2秒内将这辆宽大豪华的轿车强力加速到100公里/小时，即使跑到250公里/小时的极速，电脑感应牵引力控制系统和制动分配系统也使你不必担心车辆稳定性的控制和动力的发挥。从1800转至5000转均有380N•m的最大扭力输出，在你还没有感受到波箱换挡冲击的情况下，你已经轻松超过所有的人。
　　

作者: 君城 时间: 2010-4-13 14:09
了解了，很具体的说明嘛，多谢楼上的补充，还有楼主啊

作者: rainmusic 时间: 2010-4-15 18:02
自己给自己顶一下吧

作者: miao400044 时间: 2010-4-17 12:44
了解了，很具体的说明嘛，多谢楼上的补充，还有楼主啊

作者: 半闲堂主 时间: 2015-1-7 14:14
学习了，顶一下

作者: 微末山云客 时间: 2015-2-7 13:47
很详细的介绍，

作者: 陈小黑 时间: 2015-2-10 23:16

见习生小王发表于 2010-4-9 10:44 " Y; e' u: ?, u" {( j7 p+ n9 e/ L
三、涡轮增压的种类
& G$ d5 J; V% ] y 1、机械增压系统：这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输 ...

有几点不大同意，发表一下自己的看法。

首先，题目“三”估计是打错了，应该是增压器的种类，涡轮增压器本来就是其中一类。

然后最根本的一个问题，涡轮增压，包括别的类型的增压，是不可能做到1.8的耗油，2.4的动力输出。这里涉及到一个偷换概念的问题。我先用我的方式从新描述一下，1.8T的发动机的最高输出功率可以媲美2.4的发动机，但是平均油耗低于2.4L的发动机。

首先，多少多少匹马力，是要说明在多少转之下的，广告标榜的1.8T动力媲美2.4的是在高转速下，涡轮增压器工作，吸入更多的空气，燃烧更多的燃料，从而达到更高的输出，而在这个时候，其油耗不会比2.4的要低多少，也许因为技术或者别的原因热效率会高一些，但是也不会好多少，这个我没研究过就不发表意见了。总之，能量是守恒的，付出多少就得到多少，大自然定律。

但是带涡轮增压的发动机确实是相对省油的，因为在低转速的情况下，涡轮增压不工作，或者增压不多，那么这个时候也就是1.8的排量了，当然，动力输出也是1.8………… 所以这一类发动机就是在你需要动力的时候给你动力（猛踩油门，发动机转速拉高），不过有一定延迟，然后在你温和开车的时候，动力和油耗就都相对下降。

然后就是说机械增压效果不高那里，我也不太同意，毕竟高端大马力改装车，尤其那些美国肌肉车，都是机械增压，还记得速度与激情第一集，最后对决那个wheelie么～～～

机械增压的效果应该说更好，因为没有滞后，问题是它用的是部分曲轴出来的动力，不是利用废气加压，所以说能源利用率上不如涡轮增压，简单来说就是没有涡轮增压省油，当然了，虽然是直接由曲轴带动，但是现在很多车的机械增压也不是一直工作了，有一个离合器之类的结构，在一定转速之上才会连动起来。

然后其他的增压方式不太了解，所以不发表评论～～希望大家一起讨论。

作者: steven-02 时间: 2015-2-11 23:32
其实，我想做个涡轮增压器的。

作者: 韦先生 时间: 2015-2-18 10:41
刚毕业的机械工程师，路过学习一下~

作者: 山林js 时间: 2015-5-22 17:10
楼主说得很詳細，但近年推出電子涡轮，尚未大量应用，但是个趋势。

作者: leslie022 时间: 2015-5-25 17:16
学习了

作者: tr596 时间: 2015-5-31 21:02
本帖最后由 tr596 于 2015-5-31 21:10 编辑

T+MT组合铁粉路过…顶！

作者: 重庆，明天 时间: 2015-6-3 07:59
学习了

作者: 山中渔人 时间: 2015-6-6 08:54
给大家上个图看看

作者: 睿佳rjlqq 时间: 2015-6-8 16:05
学习了，顶一下

作者: 狼之翼lucifer 时间: 2017-9-26 10:17

作者: 狼之翼lucifer 时间: 2017-9-30 14:22

作者: 果子红 时间: 2017-10-27 23:38
受教了，很不错

作者: 电机JD 时间: 2017-12-11 13:06
涨知识了。。。。

作者: ggoop 时间: 2017-12-11 17:04
感谢分享，好贴！

作者: jake840612 时间: 2017-12-12 08:12
感谢分享！

作者: 仄零丶 时间: 2018-1-9 19:33
涨姿势

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