【图文】涡轮增压的秘密

tiancai

　　涡轮的材质与形状
　　

　　

　　

　　

　　

　　涡轮迟滞现象如何解决？
　　涡轮增压主要是利用发动机废气的能量带动压缩机来实现进气的增压，整个过程中基本不会消耗发动机的动力，拥有良好的加速持续性，但是在低速时涡轮不能及时介入是个棘手的问题。
　　

　　

　　如果将增压器的体积减小，势必会降低转动惯量，带来更快的响应。但同时在高速时所提供的增压能力也会捉襟见肘。电动辅助涡轮目前来看是一个不错的解决方案，它能在非常短的时间内，通过电机达到非常高的转速，在发动机较低转速时介入工作，减少涡轮迟滞。当然，短时间来看，由于成本和技术等问题，电动辅助涡轮离我们还有些远。
　　

　　

　　什么是浮动轴承？涡轮增压器在工作时，轴与轴承座之间是高速运动的，而这个速度通常在25万转/分至30万转/分。如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，故而采用了一种内外侧不直接与轴和轴承座接触的轴承，在它们之间存在一层机油油膜，通过这层油膜可以带走涡轮工作时的热量同时可以起到润滑的作用，这种轴承被称作浮动轴承。不过目前有不少公司都开发出了耐热性极佳的滚珠轴承，但由于造价问题仅小范围应用于赛车或改装领域。
　　采访时，霍尼韦尔的专家告诉我们：传统的"涡轮增压"，追求的是大功率，要求在发动机转速很高的时候才能介入。其实，随着涡轮增压技术的逐渐成熟，降低了涡轮增压器的工作条件，使得"涡轮增压"在发动机低转速时就能顺利介入，几乎当变速器进入1挡时涡轮增压器就已经开始工作。
　　涡轮增压器要怠速冷却么？
　　采用涡轮增压发动机的车到底用不用停车后怠速冷却这个问题在网上有很多争议。以前的涡轮增压器主要依靠机油来实现冷却，不仅效果有限，而且发动机停止转动后，机油泵就无法工作，涡轮增压器就会被残留的高温烘烤。没有了冷却，产生的高温容易对轴承和连接轴造成损坏。这也是为什么此前的增压发动机都要求用户怠速一段时间再熄火。而现在的涡轮增压发动机一般都拥有独立的水冷装置，不会出现类似问题。
　　

　　可靠性问题如何解决？
　　

　　如前面所说，高温高转速的工作环境，如果增压器不稳定势必带来严重的后果。所以，增压器要通过许多实验来检验，从模拟仿真到实物实验，比如转子稳定性、气体台架实验等。上图所示的是耐久性实验，需要发动机在低速和高速工况之间频繁切换。至于实验的时间是做到失效为止。
　　总结：
　　我想麻雀虽小但五脏俱全这句话用来形容涡轮增压器再合适不过了。它体积不大，基本的原理也并不难懂，但绝对称得上高科技。由于工作环境极其恶劣，其每个部件从材料、结构、造型等方面都经过深思熟虑，稍微有些差错都将导致严重的后果。
　　未来涡轮增压器也将借助电机转速高、扭矩大的优势来降低涡轮迟滞的效果。不过目前由于成本等原因暂时没有大范围应用。不过，我们还是期待关于增压器的各种新鲜技术。
　　

邦羽

涡轮增压主要是利用发动机废气的能量带动压缩机来实现进气的增压，整个过程中基本不会消耗发动机的动力？？！！


不确切吧！排气被压变大，活塞排气需要额外做一些功，怎么说基本不消耗呢？

729764002

不错，受教了

luoxingta

学习再学习

旺仔咖啡

楼主对两级增压怎么看呢？这个能否讲一讲

电控学习

不是要开发机械涡轮增压器吗

geqiandekite

学习学习 楼主辛苦了！

yxk20184

学习一把 虽然不懂 貌似很高深的样子

zhengyangpo

好资料，值得学习。

卓君苑

材料 ，轴承是大难题呀

大汉北北

非常好，新技术要继续去研究，老技术也需要继续完善。

zhoushuai1059

不错，受教了

寡头裨将

非常好，从易到难，老技术也需要继续完善。

cqjwjx

电控学习 发表于 23-3-2015 11:09
不是要开发机械涡轮增压器吗

机械增压，还需额外能耗来驱动机械，这有点违背涡轮增压提高热效率的原则

rewuli01

不错，就是很浅

jamesdodo

感谢赐教！