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首先說說渦輪增壓器的大概結(jié)構(gòu)原理,廢氣渦輪增壓器主要由泵輪和渦輪組成,當(dāng)然還有其他一些控制元件。泵輪和渦輪由一根軸相連,也就是轉(zhuǎn)子,發(fā)動機(jī)排出的廢氣帶動泵輪,泵輪帶動渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪轉(zhuǎn)動后給進(jìn)氣系統(tǒng)增壓。增壓器安裝在發(fā)動機(jī)的排氣一側(cè),所以增壓器的工作溫度很高,而且增壓器在工作時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常高,可達(dá)到每分鐘十幾萬轉(zhuǎn),如此高的轉(zhuǎn)速和溫度使得常見的機(jī)械滾針或滾珠軸承無法為轉(zhuǎn)子工作,因此渦輪增壓器普遍采用全浮動軸承,由機(jī)油來進(jìn)行潤滑,還有冷卻液為增壓器進(jìn)行冷卻。以前,渦輪增壓器大都用在柴油發(fā)動機(jī)上,現(xiàn)在一些汽油發(fā)動機(jī)也采用渦輪增壓器。因為汽油和柴油的燃燒方式不一樣,因此發(fā)動機(jī)采用渦輪增壓器的形式也有所區(qū)別。
汽油發(fā)動機(jī)不同于柴油發(fā)動機(jī),它進(jìn)入氣缸的不是空氣,而是汽油與空氣的混合氣,壓力過大容易爆燃。因此,安裝渦輪增壓器必須要避免爆燃,這里涉及兩個相關(guān)問題,一個是高溫控制,另一個是點火時間控制。
強(qiáng)制性增壓后,汽油機(jī)壓縮和燃燒時的溫度和壓力都會增加,爆燃傾向增加。另外,汽油機(jī)排氣溫度比柴油機(jī)高,而且不宜采用增大氣門重疊角(進(jìn)、氣排門同時開啟的時間)方式來加強(qiáng)排氣的降溫,降低壓縮比又會造成燃燒不充分。還有,汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速比柴油機(jī)高,空氣流量變化大,很容易造成渦輪增壓器反應(yīng)滯后。針對汽油機(jī)使用渦輪增壓器出現(xiàn)的一系列問題,工程師有針對性地一一做改進(jìn),使汽油機(jī)也能用上廢氣渦輪增壓器。