科学信仰|增压又是怎么回事?,涡轮增压发动机因何动力强劲?涡轮是什么


科学信仰|增压又是怎么回事?,涡轮增压发动机因何动力强劲?涡轮是什么
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只要你买过车 , 或者打算买车 , 就一定听说过这个词 , 涡轮增压 。
涡轮增压是什么?很多人可能并不知道 , 但所有人都知道的是涡轮增压很牛 , 有了涡轮增压 , 速度就会很快 。 这种理解大体没错 , 但也不完全正确 。 涡轮增压这个听起来又专业又高深的词到底代表了什么意义呢?为什么涡轮增压发动机会比普通发动机拥有更加强劲的动力呢?
要弄清什么是涡轮增压 , 就必须先要简单了解一下发动机的工作原理 。 发动机的本质实际上就是一种内燃机 , 而内燃机顾名思义就是在气缸内部燃烧的机器 , 它和以蒸汽机为代表的外燃机是相对的 。 那么内燃机是如何产生动力的呢?这并不是一个难以理解的问题 , 只要我们对气缸的结构有所认识 , 答案自然就会出现了 。
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气缸是一个由两个阀门所连接的一个容器 , 当两个阀门都闭合时 , 这个容器就是完全密闭的 。
在气缸的底部有一个转轴 , 转轴通过一根连接杆与活塞相连接 , 随着转轴的转动 , 活塞就会做上下运动 。 在活塞之上 , 是连接气缸的两个阀门 , 一个是进气口 , 另一个则是排气口 , 同时在这一区域还存在着一个不可或缺的元素 , 那就是火花塞 。 可以看出 , 气缸的结构并不复杂 。
当阀门闭合时 , 气缸是完全密闭的 , 此时转轴开始转动 , 活塞随之下行 , 于是活塞之上的空间变大 , 气压降低 , 此时只需要打开进气阀门 , 气体就会因内外部气压的差距而被吸进气缸了 。 接下来再次关闭进气阀门 , 气缸又变成了一个密闭空间 , 此时转轴继续转动 , 活塞随之上升 , 而此时活塞上部已经充满了气体 , 活塞的上升会导致气体被压缩 。
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被压缩的气体密度增大、温度升高 , 此时火花塞只需要轻轻打火 , 这些高温的油气混合物就会发生爆炸 。
在爆炸的推动之下 , 活塞被推动下行 , 进而推动曲轴 , 至此 , 化学能就被完美转化成为了机械能 , 最后 , 只需要将排气阀门打开将爆炸后所产生的废气排出就可以了 。
从气缸的结构和工作原理我们可以看出 , 单凭一个气缸是无法驱动汽车的 , 因为它的动力是间断的 , 只有在爆炸发生的时候才会做功 , 所以要让一辆汽车平稳运行就必须要加装多个气缸 , 现在家用的汽车最少也有3个气缸 , 气缸数量越多 , 不仅汽车行驶会更加平稳 , 也会获得更多的动力增强 。 弄懂了气缸的基本结构和发动机的工作原理之后 , 我们终于可以来说说涡轮增压的问题了 。
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明白了气缸的结构和工作原理之后 , 涡轮增压就变得很容易理解了 。
气缸所产生的动力源于气缸内部的可控爆炸 , 很显然 , 爆炸越强烈 , 动力也就越充足 , 那么爆炸怎样才能更加强烈呢?那就是增加进气口的气体吸入量 , 而涡轮增压装置的本质就是这样一种辅助进气装置 , 而驱动这个装置的就是气缸内部爆炸所产生的废气 。
涡轮装置本身是一种类似于哑铃结构的装置 , 由一根杆所连接 , 在杆的两头分别装有一个涡轮 。 两头的涡轮分属于两个不同的管道 , 一个是排气管 , 一个是进气管 。 当排气管的气体排出时 , 气体会推动涡轮旋转 , 排气管的涡轮转动会通过连接杆带动进气管的涡轮转动 , 于是进气管的涡轮会推动空气加速进入气缸 , 这样气缸的进气过程就不再是单纯的利用气压差吸气了 , 进气量也大大增加了 。
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