之所以很多人会排斥电动车,主要原因还是在于它缺少了机械美感,没有了灵魂。作为集成度最高、最为精密的部件,发动机毫无疑问就是汽车的“心脏”,随着技术进步以及对多方面需求的增强,涡轮增压发动机开始逐渐登上了历史舞台,并且一直流行至今。虽然如今很多车型都已经搭载涡轮增压发动机,但它的工作原理或许很多人还并不了解,因此今天我们就来简单科普一下。
涡轮发动机(Turbine engine,简称Turbine)是内燃机的一种,最早被用作飞机或大型船舶的发动机,后来才下放到汽车领域。涡轮增压发动机相较普通内燃机增加了涡轮增压器,涡轮会通过发动机排出的废气作为动力进行转动,然后带动位于进气道内同轴的叶轮,叶轮压缩新鲜空气,经过加压后送入气缸,高压空气与燃油混合,最终完成燃烧做功。当发动机转速增加,废气涡轮也就会随之获得更多的动力,涡轮转速同步加快,空气压缩程度增加,与此同时发动机的进气量也就相应增加,使气缸内压力更高,燃烧更充分,动力输出表现更好。
对于涡轮增压发动机来说,经常听到的一个词就是“涡轮迟滞”,其实了解过工作原理后就能理解。因为涡轮需要通过发动机的废气进行驱动,因此在发动机处于低转速时,涡轮基本处于“摸鱼状态”,此时进入发动机的空气并未被进行增压,因此在这种状态下,其本质就是一台自然吸气发动机。当发动机转速提升,涡轮开始介入工作,这时进入到发动机内部的空间开始被压缩,这样一来,由于气缸内部的压力增加,动力自然就会开始迎来爆发。由于上述这一连串工作并不能在一瞬间完成,需要有一个进程,因此这个进程的长短,也就是俗称的“涡轮迟滞”。减轻涡轮迟滞最简单的做法就是减小涡轮增压器尺寸,因此对于很多小排量车型来说,低惯量的涡轮增压器非常普遍,虽然对于功率的提升帮助不及大惯量涡轮来的暴力,但效果依然显著,而且还能够有效降低涡轮迟滞的情况,最重要的是,不多的废气就能够推动小尺寸涡轮,使其在低扭的表现更好,更加符合家用车的日常使用。当然,优化废气道以及双涡轮管道设计也能有效减轻涡轮迟滞情况的发生,例如标致雪铁龙旗下的THP发动机,采用的是单涡轮双涡管技术。
理论上来说,涡轮增压是没有上限的,但随着压力的增加,对于气缸气密性、缸体及曲轴连杆等部件的强度要求也会随之增加,因此在设计时,对于家用车使用的涡轮增压发动机,一般会进行合理的平衡,提升动力表现之余,也会照顾到稳定性以及维修保养的成本。早年间,涡轮增压器还是个比较“娇贵”的部件,工作时温度极高,对于冷却也有着比较高的需求,不过随着技术的提升,如今涡轮增压器的寿命一般可以伴随车辆终生,而且这项技术现在也已经比较成熟。
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