渦輪增壓器的認識誤區
高溫是渦輪增壓器大的殺手

渦輪增壓器結構簡(jiǎn)單、不消耗發(fā)動(dòng)機自身的功率、 增壓值高,這些因素導致渦輪增壓具備強大的優(yōu)勢。不過(guò)渦輪增壓的原理使其具備一個(gè)大的隱患:高溫。也正是這個(gè)隱患導致渦輪增壓遲遲沒(méi)有進(jìn)入民用領(lǐng)域。
熱量的來(lái)源有幾個(gè)方面。第一是廢氣溫度、前面我們講過(guò),汽油發(fā)動(dòng)機的排氣溫 度在全負荷工作時(shí)能夠達到750-900度,在一般工作狀態(tài)下也有將近700度。這些廢氣在推動(dòng)渦輪旋轉的過(guò)程中自身會(huì )降溫,這個(gè)溫度跑去哪呢?就是被渦輪葉片所吸收了。

其次，,連接渦輪和葉輪的轉軸以十多萬(wàn)轉的轉速高速旋轉,轉軸和軸承之間的摩擦就會(huì )產(chǎn)生大量的熱量。進(jìn)氣葉輪不斷地吸入空氣,壓縮空氣,自身的溫度也會(huì )升高。這些因素加起來(lái),使整個(gè)渦輪增壓器處于“熱火”之中。

高溫導致的渦輪失效主要在于渦輪葉片變形燒蝕、轉軸拉傷失效。多年來(lái)工程師為了對付這個(gè)問(wèn)題想出了各種方法,概括來(lái)說(shuō)無(wú)非就是兩種:使用更耐熱的材料和采用更有效的降溫方法。
渦輪增壓真的有“遲滯”嗎？

“渦輪遲滯”曾經(jīng)是用戶(hù)詬病的缺點(diǎn)。所謂的遲滯是我們踩下油i ]踏板那一刻,到發(fā)動(dòng)機輸出相應功率所需要的時(shí)間。實(shí)際上所有的發(fā)動(dòng)機都會(huì )存在這個(gè)遲滯,只是多少而已。因為如果您仔細感覺(jué)的話(huà),都可以感覺(jué)出來(lái)。我們在踩下油]踏板的瞬間,發(fā)動(dòng)機需要吸入更多的空氣、調整噴油量,這些都需要時(shí)間。

因為早期的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機在“遲滯”方面表現突出,因為被廣為認知。那么渦輪的遲滯是從哪里來(lái)的呢?一是渦輪轉動(dòng)的慣性、要將其加速需要時(shí)間;二是轉軸和軸承之間的摩擦;因為葉輪攪動(dòng)空所形成的阻力了。在這三個(gè)因素里,葉輪攪動(dòng)空氣所產(chǎn)生的阻力是主要的。正是因為整個(gè)渦輪轉子的轉速提升需要時(shí)間,渦輪增壓器執行器廠(chǎng)家的葉輪越大,增壓值越大,所需要的加速時(shí)間就越長(cháng),形成的“遲滯”就越明顯。

改善渦輪遲滯的方法有很多, 一方面可以借助直噴技術(shù),間接提升低速時(shí)的扭矩特性,從而使發(fā)動(dòng)機轉速快速上升,增加廢氣能量推動(dòng)渦輪,減少渦輪遲滯。另一方面,可以通過(guò)減少增壓值,減少整個(gè)渦輪轉子的尺寸和重量，一方面可以減少慣性和摩擦,更為重要的是減少了葉輪阻力。

早期的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機由于沒(méi)有直噴的幫助,加上為了追求性能而采用高增壓大渦輪,遲滯現象相當明顯?，F在的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機普遍采用直噴技術(shù),另外采用低增壓技術(shù),渦輪遲滯現象已經(jīng)得到很大改善,在日常普通駕駛幾乎難以察覺(jué),唯有在急加速時(shí)方能有所察覺(jué),但這種遲滯現象和自然吸氣發(fā)動(dòng)機在加速時(shí)的動(dòng)力提升緩慢又有多大區別呢? (除非你開(kāi)大排量自然吸氣)目前的低增壓直噴渦輪發(fā)動(dòng)機的“遲滯”現象根本不能和早期的高增壓發(fā)動(dòng)機相比,只不過(guò)由于遲滯的說(shuō)法E經(jīng)存在多年,先入為主而已。


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