關(guān)于渦輪增壓器:讓你感到不可思議的3個事實
在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,渦輪增壓器已成為提升發(fā)動機性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。它通過壓縮進氣空氣,增加了燃燒室內(nèi)的氧氣密度,從而提升了發(fā)動機的功率和扭矩。然而,這項技術(shù)背后隱藏著許多令人感到不可思議的事實。今天,汽車美容管理軟件小編就來帶大家了解渦輪增壓器的3個不可思議的事實。
1、怠速時增壓器也在高速轉(zhuǎn)動
許多人誤以為渦輪增壓器只在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時工作,但實際上,一旦發(fā)動機啟動,渦輪增壓器就會隨著轉(zhuǎn)動。增壓器的轉(zhuǎn)速與其尺寸有關(guān),尺寸較大的增壓器轉(zhuǎn)速較低,而尺寸較小的增壓器,如一般家用車所用的,轉(zhuǎn)速則較高,因此在怠速時,增壓器的轉(zhuǎn)速可高達兩三千轉(zhuǎn)。
因為增壓器是被發(fā)動機廢氣推動而旋轉(zhuǎn)起來的,所以只要發(fā)動機開始產(chǎn)生廢氣,增壓器便會受到這股廢氣的推動而開始旋轉(zhuǎn)。這就好比當你在汽車排氣管口放一個小風車,發(fā)動機啟動后尾氣就如同風一樣驅(qū)動風車旋一個原理。只不過當前轉(zhuǎn)速相對低,廢氣能量還不足以讓增壓器達到足夠的增壓效果而已。
2、渦輪增壓器是被“炸”著轉(zhuǎn)動的
這一表述是指發(fā)動機排氣過程中產(chǎn)生的強大壓力波推動渦輪增壓器轉(zhuǎn)動,而不是字面意義上的爆炸。排氣過程中,混合氣燃燒產(chǎn)生的高壓廢氣以音速向排氣歧管沖刺,產(chǎn)生沖擊波推動渦輪葉片高速轉(zhuǎn)動。
眾所周知,當發(fā)動機工作時,汽缸內(nèi)的可燃氣體在燃燒后會發(fā)生急劇膨脹,正是這種膨脹力量驅(qū)使活塞沿移動,進而轉(zhuǎn)化成動能輸出。當活塞運行到下止點后,它會開始向上移動,進入排氣沖程。許多人可能會認為,排氣沖程就是靠活塞將廢氣推出去。但實際上,如果真的是這樣,渦輪增壓技術(shù)就難以實現(xiàn),因為活塞的線速度極限是27米/秒。如果僅靠活塞推動廢氣,氣流速度將非常有限,就像電風扇的風速一樣,根本無法推動增壓器。
然而,事實并非如此。發(fā)動機每個沖程的時間非常短暫,在排氣沖程中,雖然混合氣已經(jīng)完成了燃燒,但殘留的廢氣壓力仍然非常高。當排氣門打開時,這些高壓廢氣會以音速迅速沖向排氣歧管,產(chǎn)生強烈的沖擊波,沖擊著渦輪葉片。由于廢氣的能量十分充沛,同時增壓器本身的轉(zhuǎn)動阻力很小,因此增壓器能夠以非常高的速度轉(zhuǎn)動。
值得一提的是,現(xiàn)在的家用車發(fā)動機大多采用小缸徑大行程的設計,其中一個重要的原因就是為了通過長行程充分利用廢氣的能量,從而提高發(fā)動機的熱效率。這樣,廢氣不僅不會被浪費,反而成為了推動增壓器旋轉(zhuǎn)的強大動力,進一步提升了發(fā)動機的性能。
3、渦輪增壓器的工作狀態(tài)取決于動力需求而非轉(zhuǎn)速
增壓器的渦輪旁邊設有一個精巧的廢氣旁通閥。在不需要增壓的時候,這個旁通閥就會悄然打開,允許一部分廢氣繞開渦輪,直接從旁通閥中順暢流過。這樣的設計可以顯著減少排氣阻力,讓發(fā)動機運行得更加順暢。而當需要增壓時,旁通閥會迅速關(guān)閉,此時廢氣就會集中力量驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)。這樣,增壓器就能夠提供足夠的增壓壓力,為發(fā)動機注入更強勁的動力。渦輪旁通閥的存在使得增壓器可以在不同需求下工作。
旁通閥的開啟與關(guān)閉,其實完全取決于我們當前的動力需求。簡單來說,當發(fā)動機在不增壓的情況下就能滿足我們的動力需求時,旁通閥就會選擇打開,讓部分廢氣繞開渦輪直接排出,降低排氣阻力。而當我們需要更多的動力時,旁通閥則會關(guān)閉,使廢氣集中驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn),從而進入增壓狀態(tài),為發(fā)動機提供足夠的動力。
想象一下,你在怠速時突然猛踩油門,發(fā)動機轉(zhuǎn)速迅速攀升至3000轉(zhuǎn)/分。但在這個轉(zhuǎn)速下,發(fā)動機即便不增壓也能輕松應對,那么此時旁通閥就會適時打開,增壓器則選擇不增壓,以保持發(fā)動機的高效運轉(zhuǎn)。
汽車美容管理軟件寫在最后:
這3個神奇的事實只是渦輪增壓器眾多奧秘中的一部分,這些事實揭示了渦輪增壓器工作原理的復雜性和高效性,展現(xiàn)了其在現(xiàn)代汽車發(fā)動機技術(shù)中的重要地位。
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