涡轮增压发动机的原理是什么(涡轮增压的作用以及工作原理)
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涡轮增压器是现代重型卡车柴油机不可缺少的一部分。大大提高了发动机同排量的功率和扭矩,提高了燃油经济性,同时满足了人们美国对大马力和高扭矩柴油发动机的需求。而且比自然吸气发动机更容易满足排放法规,因为单位功率油耗降低,可谓一举两得。
那么问题来了,涡轮增压器。它由多少部分组成?它的原理是什么?它是如何提高发动机功率的?让让我们一个一个来分析。
涡轮增压器的组成
涡轮增压器主要由几部分组成,即壳体(包括涡轮壳体和压气机叶轮壳体)和转子(包括涡轮和叶轮)。带动废气涡轮发电,涡轮带动叶轮压缩空气)、中间体(内部有润滑油通道和轴承,负责散热和减少摩擦)、密封圈(负责密封)、减压阀(收油的瞬间,因为发动机不需要产生那么大的功率,所以不需要大量的空气进入气缸。此时增压器由于惯性转动仍产生压力,所以需要泄压阀来释放压力,防止零件因压力过大而损坏)。
在实际工作中,由于叶轮压缩空气,空气温度会升高,过高的进气温度会降低发动机的效率,所以需要一个冷却空气的中冷器来辅助工作。
涡轮增压器原理
废气通过排气歧管进入涡轮壳体,推动涡轮旋转。因为涡轮和叶轮是同轴的,所以另一个壳体中的叶轮也随着涡轮旋转。叶轮压缩空气,将高密度压缩空气送入燃烧室参与燃烧。
整个过程中,不从发动机中获取动力,发动机产生的废气用于推进,发动机几乎不产生额外的负载。
涡轮增压如何增加发动机功率发动机燃烧需要燃料和空气。涡轮增压器增加了进气密度,在相同容积下,空气质量的增加使得氧气更多,所以燃烧会更充分,一定程度上提高了动力,节省了燃油。
但这部分效率提升并不是涡轮增压发动机在同排量下比自然吸气发动机功率大幅提升的主要原因。
涡轮增压主要是大幅增加进气量,突破了自然吸气发动机的进气量限制,因此在相同排量下可以引入更多的燃油参与燃烧,单位时间内点燃更多的燃油,带来功率的大幅提升。
所以,即使涡轮增压提高了燃油利用率,涡轮增压带来的大幅动力提升也需要更多燃油的参与。
一般可以理解为,涡轮增压发动机在同等功率下油耗更低,但在同等排量下就不一样了。
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