涡轮增压器如何工作?

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2020年丰田
乔纳森•克莱因

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有一个时间v8统治至高无上。当“没有更换位移!”被粘贴在每辆渗出肌肉汽车的保险杠上。虽然鲍勃迪伦曾经说过,但“当时,他们是一个 - 在汽车世界中,改变带来涡轮增压器。

涡轮增压器是一种通过强制感应帮助发动机产生更大功率和扭矩的系统。从本质上讲,涡轮吸入空气,冷却它,然后强迫发动机吸入比标准进气更多的空气。最终的结果是更多的“咦!”

然而,涡轮增压器可以是神秘的,他们的内部工作似乎无法完全理解。他们不必如此。与开车的裂缝信息团队在您身边,我们将让您从您的发动机中眯着眼睛,错误地指向从日本过夜零件的初学者......或奥地利

准备好了吗?稳定吗?走吧!

涡轮增压器与废物门。
Depositphotos

涡轮增压器!

什么是涡轮增压器?

涡轮增压器是位于发动机和排气之间的小型涡轮。涡轮增压器与汽车的进气口相连,利用废气旋转涡轮,使更多的空气进入汽车的引擎,增加汽车的动力。涡轮增压器的工作由四个部分组成。它们是:

涡轮增压器

涡轮增压器本身就像一只蜗牛,有一个进气口,一个排气口,两个不同的叶轮(一个涡轮在后面,一个压缩机在前面),以及一个通向中冷器的带电排气口。还有一根输油软管。

中间冷却器

为了降低从涡轮增压器排出的增压空气的温度,一个二次散热器,或中冷器,在空气到达发动机之前截留空气。它使用冷却剂作为冷却剂。

排气泄压阀

废气门是在排气进气和涡轮增压器之间的一个阀门,它绕过涡轮来控制增压压力。

ECU曲调

与自然吸气发动机相比,涡轮增压发动机的电子大脑在燃料-空气混合物和点火时机方面需要不同的校准。因此,如果有人给本来就不适合的引擎添加了涡轮增压器,他们就必须重新编程引擎的电子控制单元(ECU),以使其正常工作。

一辆双涡轮增压迈凯轮720S在海市蜃楼干涸的湖床上。
乔纳森•克莱因

一辆双涡轮增压的迈凯轮720S。

类型的涡轮增压器

有各种各样的涡轮增压器和涡轮增压应用。下面是一些常见设置的纲要。

单一的涡轮增压器

单个涡轮增压器是最常见的涡轮增压设置。它具有单一的涡轮机,在主流消费市场中,通常用于更多的行人汽车,不需要大量的马力或扭矩。在售后市场,它是最受欢迎的调谐器升级之一。

举个例子本田思域

双涡轮增压

增加第二个涡轮增压器增加空气量,可以强制进入引擎,以创造更强劲的动力和扭矩。除非你有一个阶梯式双涡轮增压器系统,将一个小涡轮与一个大涡轮配对,以消除滞后,否则设置通常与单个涡轮系统相同。

举个例子麦克拉伦570年代

Quad-Turbocharged

Bugatti Chiron.是唯一一辆使用四涡轮增压装置的量产车。布加迪将两个大型涡轮和两个小型涡轮与一个8.0升的W16发动机搭配在一起,总功率为1500马力。根据把车开到每小时304英里的人所说,这是一个高峰

复合带电

复合充电系统是指涡轮增压器与增压器配合使用。增压器用于产生更直接的扭矩,而涡轮增压器扩大了高端马力的数量。

举个例子沃尔沃的混合动力车是四缸的用于t6级轿车和越野车。

e-涡轮增压器的示意图。
奥迪

e-涡轮增压器的示意图。

E-Turbocharger

一个概念E-Turbocharger已经有一段时间了,但是它花费了大量的精力和数十亿美元的资金来研究和开发f1赛车,从而设计出一款有生产价值的产品。

采用了当前f1赛车的设计,e-涡轮增压器增加了电力,以消除涡轮滞后。在涡轮机外壳和压缩机之间放置一个小型电动机,并通过48V的电力系统运行。电动机可以在排气前带动压缩机旋转,从而消除了无增压和增压之间的时间。

奥迪表示,在其单元上增加电动马达“将(涡轮增压器)的反应时间缩短到250毫秒以下,比人类的平均反应时间要快。”

除了奥迪,梅赛德斯-奔驰也将推出e-涡轮增压汽车。

Hot-V涡轮增压器

“热V”设置是指将涡轮增压器或涡轮增压器置于发动机的“V”内部。这不仅减少了发动机所需的空间,还减少了压缩空气与发动机之间的距离。这意味着涡轮增压器或涡轮增压器可以更快地旋转,减少滞后。

一种 ”Hot-V“设置也分离涡轮和压缩机,并把它们放在发动机的相反的两侧。这就减少了当时带电空气中的热量积聚,并显著降低了中冷器的冷却负荷。

梅塞德斯-奔驰是第一家将“Hot-V”投入生产的汽车制造商。

一辆涡轮增压的现代Veloster N。
乔纳森•克莱因

一辆涡轮增压的现代Veloster N。

谁发明了涡轮增压器?

1905年,一位名叫阿尔弗雷德·布吉的瑞士工程师首先提出了涡轮增压器的设计,以提高柴油发动机的功率。整洁!

你能获得多少额外能量?

这是每个齿轮爱好者的问题,不幸的是,没有简单的答案。普通涡轮增压器获得的净爱好者约20- 40%的电力比股票。

然而,额外功率的多少取决于一系列变量,包括涡轮增压器的大小,你对发动机内部做了什么修改,你使用的燃料类型,以及ECU对涡轮增压器设置的调整。你的汽车收益会有所不同。

涡轮增压器的优缺点

一切都有权衡,涡轮增压器没有任何不同。以下是涡轮增压器的一些优点和缺点。

优势

由于气流增加,涡轮增压器将增加更多的电源和扭矩到发动机的性能。与此同时,由于涡轮增压器可以进行大量的电力,制造商可以缩小发动机位移,从而获得更好的效率和更好的排放。

缺点

但也有缺点,比如增加了复杂性,这使得涡轮增压发动机维修费用昂贵。还有涡轮滞后的问题。

什么是Turbo Lag?

涡轮增压器性能的最大问题之一是涡轮滞后。由于涡轮增压器需要废气进入涡轮和压缩机,因此需要时间来建立升压和迫使更多的空气进入发动机。这种效果就好像在你按下油门和能量激增之间有一个短暂的停顿。这就是制造商开始试验电动涡轮增压器的原因。

一辆超强谢尔比野马GT500。
乔纳森•克莱因

一辆超强谢尔比野马GT500。

常见问题关于涡轮增压器

你有关于涡轮增压器的问题,开车的信息组找到了答案。

增压器如何不同?

涡轮增压器使用废气推动涡轮,迫使更多的空气进入发动机,而增压器使用发动机的皮带系统驱动涡轮,迫使更多的空气进入发动机。因为它是靠发动机自身的动力运行的,与涡轮增压器相比,增压器在推进和燃油经济性方面的效率往往较低。

我的车有涡轮增压器吗?

也许吧。有几种检查方法。第一个也是最简单的方法是翻阅布满灰尘的汽车手册。第二种方法是在网上查找,要么在制造商的网站上,要么在谷歌上。最后一种方法是目视检查发动机。如果有一个圆柱形的蜗牛状的金属部件靠近你的汽车的排气管或沿着V“你得到了一辆涡轮增压汽车。涡轮吹口哨吗?

什么是第一辆量产的涡轮增压汽车?

这种荣誉进入了Oldsmobile Jetfire,它于1962年开始生产。

涡轮增压器是贵吗?

他们可以。如果你正在修改一辆原本没有涡轮增压器的现有汽车,你将需要做很多修改,以使涡轮增压器发挥作用。这可能会很贵,涡轮增压器的价格在1500到20000美元之间,取决于你要安装的汽车。

同样地,更换坏掉的涡轮增压器也很昂贵,例如梅赛德斯-奔驰AMG的涡轮增压器,更换成本超过1.5万美元。

为什么很多汽车都有涡轮增压器?

随着燃料和排放法规变得更加严格,制造商必须缩小其阵容的发动机位移。为了保持这些越来越重型车辆的功率水平,汽车制造商已经切换到涡轮增压发动机,以额外oomph。

什么是福特的EcoBoost?

福特的EcoBoost只是该品牌涡轮增压产品的名称。福特把EcoBoost这个名字印在了诸如福特野马,f系列皮卡,新布朗科,一直到福特GT跑车

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