渦輪增壓器之二


提高壓縮比是提高發動機功率的措施之一。而提高壓縮比有兩種途徑,一種是采用高頂活塞及改變曲軸行程或者改變燃燒室形狀,這是牽一動百的舉措,花費較大;另一是增加進氣量的方法,采用強制性方式加大空氣灌輸量,就是渦輪增壓器的方法,這是一種不改變發動機基本結構,花費較少的做法。在“渦輪增壓器”一文,已經簡單介紹了它的構造、原理等方面的知識,現在再談一談它的具體形式。
(1)電磁閥、(2)氣缸燃燒室、(3)中冷器、(4)空氣濾清器、(5)葉輪、(6)渦輪、(7)排氣旁通閥

差別以前廢氣渦輪增壓器多用在柴油發動機上,例如載重汽車和大客車上的柴油發動機,F在不少轎車汽油機上也使用廢氣渦輪增壓器。轎車用的廢氣渦輪增壓器都采用單入口渦輪外殼,也就是說只利用廢氣排氣的壓力能量,不需使用其它的輔助能量。由于轎車發動機的轉速范圍大,因此廢氣渦輪增壓器必須要有調節裝置,以使發動機能在一定轉速范圍內獲得比較恒定的增壓壓力。另外,汽油機是點燃式點火,它的壓縮比是有一定范圍限制的,過高就會引發爆燃。因此,還要有爆燃檢測及控制機構,隨時調整點火提前角。

安裝轎車的廢氣渦輪增壓器一般安裝在排氣管附近,渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內,二者同軸剛性聯接,同步旋轉。

調節目前的渦輪增壓器的調節裝置大都在排氣側進行調節,當不需要增壓時,例如怠速或者有爆燃先兆時,一部分排氣會通過旁通閥泄出而不進入渦輪增壓器。當發動機轉速每分鐘達到1800轉時,電磁閥就會關閉旁通閥讓排氣流指向渦輪一側,使渦輪轉動。另外還有一種設計,就是調節渦輪葉片的角度,通過阻力的改變來調節渦輪的轉速,從而改變增壓量。

冷卻對空氣進行冷卻可以使空氣收縮增大密度,在同等容積下塞進更多空氣,還可以防止爆燃。因此轎車的渦輪增壓器都安裝有中間冷卻器,這種中間冷卻器一般用空氣冷卻,安裝在發動機散熱器前面、旁邊或者單獨一個位置,利用汽車迎面氣流或者自身風扇冷卻。

關鍵渦輪增壓器的關鍵零件是軸承。這種根據潤滑形式命名的軸承被稱為“全浮式軸承”,工作轉速極高,工作環境惡劣。因此,保證潤滑是非常重要的事情。如果因油壓低導致機油供給緩慢,就會損壞軸承從而導致渦輪增壓器失效。在正常的發動機啟動是不會發生此類故障的,但如果發動機更換機油和機油過濾器后第一次啟動,就會產生機油供給緩慢現象,使軸承缺乏機油潤滑。在這種情況下,啟動后要怠速運轉3分鐘左右,不可直接將轉速提升到渦輪增壓器啟動轉速。同樣,在高速及上坡后也不要使發動機立即停止,要使發動機繼續怠速運行1分鐘左右,使仍繼續空轉的渦輪增壓器軸承不會缺油。因此,使用渦輪增壓器汽車的司機,一定要遵循廠家的指示操作,還要十分注意機油的質量,不宜將渦輪增壓器汽車視同一般汽車進行操作。

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曾生
2001年11月30日

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