小排量也能发出大动力——发动机涡轮增压技术解析( 二 ) _涡轮增压

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在涡轮增压发动机上通常使用废气旁通阀，来控制增压器的增压压力。它的工作原理是：在发动机高速高负荷运行时，如果进气管中的增压压力高于限定值，涡轮增压器的旁通阀门就会打开，使部分废气经旁通阀直接进入排气管，这样就减少了流经涡轮的废气，使涡轮转速下降，从而达到控制增压压力的目的。旁通阀式涡轮增压器的控制方式有两种，一种是机械（真空）控制，通常应用在卡车柴油机上；另一种是电子控制，通常应用在轿车上。电子控制是由发动机ECU根据发动机负荷和压力等参数来控制旁通阀的开启与关闭，并可以精确的控制旁通阀开启的角度和时间。如果改变ECU的控制程序，改变控制旁通阀开启的角度和时间，发动机的最大增压压力就会随之改变，发动机的性能也随之变化。所谓的增压发动机刷电脑提高发动机动力，原理就在于此。

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很多人不喜欢涡轮增压发动机，一个理由就是这种发动机有涡轮迟滞，开起来不平顺。那么这个所谓的 “涡轮迟滞”又是怎么回事呢？
发动机在怠速和低速时，排气压力比较低，推动涡轮的力度比较小，所以涡轮的转速比较低，带动同轴的压气机转速也比较低，此时不能给空气增压，发动机仍然是靠真空吸力来进气的；随着发动机转速的升高，排气压力越来越大，推动涡轮转动的力度也越来越大，涡轮的转速就会迅速提高，带动同轴转动的压气机转速也迅速提高，增加了进入发动机的空气的压力，即给空气增压；当这个压力增加到一定程度的时候，发动机的喷油量也随之增加，发动机的扭矩就会迅速增大，并达到最高峰。这个过程就是所谓的“涡轮迟滞” 。涡轮迟滞实质是发动机进气系统建立正压力的过程，这个时间的长短与增压器的设计有关，一般涡轮设计的越小，涡轮迟滞的时间越短，涡轮迟滞现象也越不明显。

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现在我们再来讨论一下涡轮增压发动机到底省不省油。汽车“省油”还是“费油”都是相对的，如果与同排量的发动机相比，毫无疑问涡轮增压发动机是费油的，因为在发动机热效率没有变化的前提想，发动机输出更多的动力，只能通过消耗更多的燃油获取，而涡轮增压发动机的热效率事实上并没有自然吸气发动机高；但是与同等动力水平的发动机相比，涡轮增压发动机还是省油的，它省油的原因主要是排量小，在怠速和低速状态下油耗更低，而在中高负荷状态下，涡轮增压发动机更费油。

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最后我们再来说说涡轮增压发动机的使用与维修的注意事项。涡轮增压器最核心的部件就是涡轮机叶轮、压气机叶轮和转子轴，它们在工作时，叶轮的转速一般都在几万转以上，最高可达20万转/分钟，温度也高达900到1000℃ 。在这样高的工作温度和转速下，必须保证增压器有良好的润滑和冷却。在发动机上润滑系统主油道上分过来一条油管，单独给增压器供油，快速流动的机油可以带走大部分的热量，有些发动机为了增强散热还会增加一套水冷系统。另外，增压器高速旋转的叶轮对动平衡要求极高。由于增压器这种特殊的冷却和润滑方式，因此对增压器的使用方法上也有一定的要求，特别是在北方寒冷的冬季，如果使用不当很容易造成增压器的早期损坏。

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1、涡轮增压发动机必须使用高品质的机油和燃油。涡轮增压发动机一般要求使用高品质的全合成机油，这主要是因为全合成机油有良好的低温流动性，在高温下不易结焦和积碳，可以保证在发动机启动后立即给增压器足够的润滑。此外涡轮增压发动机建议使用95号以上的汽油，可以避免发动机在高负荷下发生爆震。

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2、在冷启动后不要立即让发动机高速运转，应该保持怠速运转1分钟左右然后再加油提高发动机转速，关于这一点，在汽车停放一晚早上起动时要特别注意（特别是冬季）；发动机高速运转后也不要立即熄火，熄火前更不要轰油门，最好是让发动机怠速运转一分钟左右，等涡轮的转速和温度降低后，再关闭发动机。这样做的目的主要是防止涡轮轴在润滑不良的情况下高速转动，造成增压器的早期异常磨损。