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汽车涡轮增压器的作用

大海
润滑油知识和应用的科普介绍。
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以前的汽车开上去还是一副不温不火的样子,可近几年,很多车都变得激情起来。究竟是什么让汽车的性格变化这么大?这就不得不提到它——“T”(涡轮增压 TURBO),我们将它看作是发动机的兴奋剂,只要使用,发动机就可以开足马力干活。由于“T”的外形酷似蜗牛壳,所以它也被誉为汽车上任劳任怨的“小蜗牛”,今天就让咱们认识认识这个小家伙。

小“T”的前世今生

现如今,路上跑的车后屁股上都会有个显眼的“T”,好像不带个这东东都不好意思出来混了,但在10年前,“T”还是个很吸引眼球的稀罕词呢。你会说那么“T”到现在有10岁了呗?其实你又错了,准确来说,小“T”从诞生到现在已经113岁了,属于名副其实的老“T”,但个头小,所以咱还是叫它小“T”吧。

早在1905年,瑞士人就发明了小“T”,还申请了专利,但这个家伙并没有应用在汽车上,而是用在了飞机上,特别是第二次世界大战期间,小“T”治愈了飞机在万米高空“缺氧头晕”的症状。

事实上,小“T”在汽车圈里混也不是一天两天了,只不过前期更多的是运用在柴油发动机上。直到20世纪80年代,随着全球对环境保护的加强,同时小“T”也逐渐克服了自身的一些弊端,才拉开了大规模进军汽油发动机的序幕,逐渐的小“T”成了高性能的代名词。

小“T”的结构原理

小“T”可以理解为一个吹风机,使劲地往发动机气缸里吹空气。它由三部分组成:涡轮室、增压室以及中间连接的浮动轴承,它的动力来自汽车尾气。

尾气驱动涡轮室内的涡轮叶轮旋转,通过浮动轴承带动增压室内的增压叶轮,空气就被强制引入到气缸里。

其实也好理解,很像我们小时候玩的同轴风车,只要有一侧的风车被吹动,另外一侧的风车也会跟着快速旋转。

小“T”的核心部件是浮动轴承。所谓浮动,就是没有支撑点,像悬浮空中一样,但不是真的悬浮在空气中,而是悬浮在油里。这个油其实就是发动机机油,发动机上有一个单独的管路把机油引到浮动轴承处,给轴承降温和润滑。

而小“T”之所以使用浮动式轴承就是因为这个轴承的转速实在是太快了,一般都能达到10-20万转/分钟以上,我们知道汽车在高速公路上跑时发动机的转速才3000转/分钟,这和浮动轴承相比真是差远了。

小“T”的功劳

第一、小排量高功率,动力十足。

以前,发动机的动力是和排量成正比,2.4L的动力就是比2.0L的强,而现在,这个法则被小“T”所打破,2.0T发动机的动力甚至比2.4L的强。有人还专门用别克君威车做了试验,2.0T的百公里加速时间是7.5秒,而2.4L的百公里加速时间是10.2秒,其实这个试验就是百米跑比赛,爆发力强、跑的快时间当然会少,这个功劳自然是小“T”的喽。

第二、提高燃油经济性,减少尾气排放。

空气的进气量增加,汽油燃烧就会充分,相当于榨干每滴汽油的能量,典型的吃的少干的多,这也正符合当前越来越严格的排放标准。有资料显示,CO(一氧化碳)的排放量与不带T的发动机相比减少10-20%。

小“T”的烦恼

第一、寿命短。

涡轮增压器的工况特别严峻,尤其是涡轮端,温度可达600℃,转速可达10-20万转/分钟,对于机油的冷却和润滑能力是非常大的考验,使用不当极易造成损坏。

第二、开发和维护成本高。

作为一项普及到家用轿车行业较晚的技术,涡轮增压器在开发阶段投入了大量的人力和物力,最终都通过成本的方式转嫁到了消费者身上。另外,多了一个部件,就意味着多了故障率,再加上其本身容易损坏,在车主使用的过程当中,保养的费用也是比较昂贵的。

第三、反应滞后,加速时有种提不上劲的感觉。

涡轮转动的动力来源于汽车的废气,因此当刚开始急加速时,废气的排放量还停留在比较小的阶段,无法及时推动涡轮产生所需要的瞬时增压值,因此会感觉提不上劲。而当汽车需要减速时,由于涡轮的惯性作用,会带动空气压缩机继续工作,增压仍在继续,因此减速时表现依然迟钝。

小“T”的养护

第一、请勿启动就行驶。

车辆刚启动时,转子还没有被充分润滑,尤其是冬季、刚更换机油或滤芯后,更应该注意。

第二、请勿停车就熄火。

车辆高速运行后,增压器温度非常高,转速特别快,如果此时立即熄火,油压会迅速降为零,增压器得不到润滑和冷却,会影响使用寿命,尤其应注意不能猛轰几脚油门后立即熄火。

第三、经常清洗零部件。

严酷的使用环境,会使得润滑油结焦或碳化,应经常清洗油路。

第四、推荐使用全合成机油。

全浮动轴承,要求抗磨性能好;转速高,要求润滑性能好;温度高,要求高温抗氧化性、蒸发损失性高温安定性好。

小“T”的小伙伴

第一、机械增压。

机械增压器的驱动力来源于发动机曲轴,通过皮带相互连接。该方式在低速下增压效果明显,且转速与发动机转速同步,没有滞后现象。但是油耗较大,并且高速下增压不足。一些车型单独使用机械增压,一些车型把涡轮增压和机械增压配合使用。

第二、电动增压。

该型增压器的驱动力来自于一台额外的电动机,它成功解决了废气涡轮增压器的滞后问题。但是缺点同样明显,对于电机和电路系统的要求更高,电池寿命低;而且效率低,最高只能增压14%左右,而涡轮增压器达到100%都很容易。斯巴鲁汽车单独使用电动增压,而新款奥迪A6把它作为涡轮增压器在低速下的补充使用。

小“T”的前途

由于应用在普通家用汽车上的时间还不算太长,涡轮增压在个别细节上的表现还有待提升,但是技术的进步本就如此,在发现问题——解决问题——发现问题的循环当中,不断地进化到至臻至美!在与缸内直喷、废气再循环以及尾气催化转换等新技术的配合下,涡轮增压必将带给我们更多的惊喜!

评论
信吉刚
进士级
👍
2024-02-22
湖北胡石伦
太师级
小“T”可以理解为一个吹风机,使劲地往发动机气缸里吹空气。
2024-01-12
科普liuzhaoB
少师级
2022-11-28