汽车涡轮增压系统是一种能显著提升发动机动力性能的装置,了解它的工作原理对于理解汽车的动力输出十分关键。
涡轮增压系统主要由涡轮机和压缩机两部分组成。其核心的工作原理基于发动机排出的废气能量。当发动机工作时,会产生高温高压的废气。这些废气会以较高的速度进入涡轮机的壳体。涡轮机内部有一个涡轮叶片,高速的废气冲击涡轮叶片,使涡轮叶片开始高速旋转。涡轮的转速通常非常惊人,可以达到每分钟数万甚至数十万转。

与涡轮机同轴连接的是压缩机。当涡轮机的涡轮叶片高速旋转时,会带动压缩机的叶轮同步旋转。压缩机的叶轮旋转时,会将外界的空气快速吸入。随着叶轮的持续转动,空气在压缩机内被压缩。被压缩后的空气密度大幅增加,这意味着单位体积内的氧气含量增多。
经过压缩的空气被输送到发动机的进气歧管,然后进入发动机的气缸。在气缸内,由于进入的空气量增多,在相同的喷油条件下,可以使更多的燃油充分燃烧。燃油充分燃烧释放出更多的能量,从而提高了发动机的功率和扭矩输出。简单来说,涡轮增压系统就像是给发动机配备了一个“空气增压泵”,让发动机在不增加排量的情况下,能够吸入更多的空气,进而提升动力表现。
下面通过一个表格来对比一下自然吸气发动机和涡轮增压发动机的进气情况:
发动机类型 进气方式 进气量 动力表现 自然吸气发动机 依靠活塞下行产生的吸力进气 相对较少 动力输出较为平稳,但爆发力不足 涡轮增压发动机 通过涡轮增压器压缩空气进气 大幅增加 动力强劲,爆发力好不过,涡轮增压系统也存在一些缺点。例如,涡轮迟滞现象。由于涡轮的启动需要一定的废气能量,在发动机低转速时,废气能量不足,涡轮不能及时介入工作,导致动力输出会有短暂的延迟。随着技术的不断发展,现在很多汽车厂商也在通过各种方式来改善涡轮迟滞问题,如采用小惯量涡轮、双涡轮增压等技术。
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(:贺