柴油發動機渦輪增壓器原理
渦輪增壓器是現代增壓發動機的關鍵部件。它利用發動機排氣能量的動力,吹動渦輪,帶動共軸的壓氣機輪一起高速旋轉,壓氣機將新鮮空氣壓縮后,供給發動機工作,從而使發動機功率大幅度提高,油耗率下降,噪聲和排污減少,有效改善發動機的動力、經濟和環保性能。 渦輪增壓器是高效、節能、環保高科技產品,它與發動機配套工作,日益廣泛應用于汽車、工程機械、發電機組、船舶等各領域。
構造 渦輪增壓器是由渦輪室和增壓器組成的機器,渦輪室進氣口與排氣歧管相連,排氣口接在排氣管上;增壓器進氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進氣歧管上。渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內,二者同軸剛性聯接。
原理 渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,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,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快,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,就可以增加發動機的輸出功率了。
技術 渦輪增壓器安裝在發動機的進排氣歧管上,處在高溫,高壓和高速運轉的工作狀況下,其工作環境非常惡劣,工作要求又比較苛刻,因此對制造的材料和加工技術都要求很高。其中制造難度最高的是支承渦輪軸運轉的“浮式軸承”,它工作轉速可達10萬轉/分以上,加上環境溫度可達六、七百度以上,決非一般軸承所能承受,由于軸承與機體內壁間有油液做冷卻,又稱“全浮式軸承”。
缺點 另外渦輪增壓器雖然有協助發動機增力的作用,但也有它的缺點,其中最明顯的是,“滯后響應”,即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應遲緩,即使經過改良后的反應時間也要1.7秒,使發動機延遲增加或減少輸出功率。這對于要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會有點提不上勁的感覺。