參加競賽的跑車或方程式賽車一般在發(fā)動機上裝有渦輪增壓器,以使汽車迸發(fā)出更大的功率。發(fā)動機是靠燃料在氣缸內(nèi)燃燒作功來產(chǎn)生功率的,輸入的燃料量受到吸入氣缸內(nèi)空氣量的限制,所產(chǎn)生的功率也會受到限制,如果發(fā)動機的運行性能已處于最佳狀態(tài),再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入氣缸來增加燃料量,提高燃燒作功能力。在目前的技術(shù)條件下,渦輪增壓器是唯一能使發(fā)動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。
構(gòu)造
渦輪增壓器是由渦輪室和增壓器組成的機器,渦輪室進氣口與排氣歧管相連,排氣口接在排氣管上;增壓器進氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進氣歧管上。渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi),二者同軸剛性聯(lián)接。
原理
渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪,渦輪又帶動同軸的葉輪,葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入氣缸。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增快,廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快,葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。
技術(shù)
渦輪增壓器安裝在發(fā)動機的進排氣歧管上,處在高溫,高壓和高速運轉(zhuǎn)的工作狀況下,其工作環(huán)境非常惡劣,工作要求又比較苛刻,因此對制造的材料和加工技術(shù)都要求很高。其中制造難度最高的是支承渦輪軸運轉(zhuǎn)的“浮式軸承”,它工作轉(zhuǎn)速可達10萬轉(zhuǎn)/分以上,加上環(huán)境溫度可達六、七百度以上,決非一般軸承所能承受,由于軸承與機體內(nèi)壁間有油液做冷卻,又稱“全浮式軸承”。
缺點
另外渦輪增壓器雖然有協(xié)助發(fā)動機增力的作用,但也有它的缺點,其中最明顯的是,“滯后響應(yīng)”,即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩,即使經(jīng)過改良后的反應(yīng)時間也要1.7秒,使發(fā)動機延遲增加或減少輸出功率。這對于要突然加速或超車的汽車而言,瞬間會有點提不上勁的感覺。
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