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廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的構(gòu)造有哪些

2025-04-19 20:28:27 作者:資訊小編

廢氣渦輪增壓系統(tǒng)主要由廢氣渦輪增壓器、內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)構(gòu)成。其中,廢氣渦輪增壓器又包含渦輪機(jī)和壓氣機(jī)等部件,渦輪機(jī)有噴嘴環(huán)、葉輪等,壓氣機(jī)則有進(jìn)氣道、工作輪等。內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)在整個系統(tǒng)中也起著關(guān)鍵作用,且廢氣渦輪增壓系統(tǒng)一般分為定壓增壓和脈沖增壓系統(tǒng)兩類,不同類型構(gòu)造和特性有所差異,共同為提升發(fā)動機(jī)性能服務(wù) 。

先來說說廢氣渦輪增壓器。渦輪機(jī)部分,它主要由固定的噴嘴環(huán)、旋轉(zhuǎn)的葉輪以及渦輪殼組成。在一些小型渦輪增壓器中,可能會取消噴嘴環(huán),采用無葉渦輪殼的設(shè)計。噴嘴環(huán)如同精密的“引導(dǎo)者”,由噴嘴內(nèi)環(huán)、外環(huán)和噴嘴葉片巧妙構(gòu)成,它的作用是將廢氣精準(zhǔn)地導(dǎo)向葉輪,讓葉輪能夠高效地運轉(zhuǎn)。而葉輪,作為渦輪機(jī)的核心旋轉(zhuǎn)部件,由輪盤和工作葉片組成,廢氣的強(qiáng)大能量推動葉輪飛速轉(zhuǎn)動,從而為整個增壓器提供動力支持。

離心式壓氣機(jī)同樣構(gòu)造精妙,它由進(jìn)氣道、工作輪、擴(kuò)壓器和出氣蝸殼組成。在小型渦輪增壓器里,進(jìn)氣道和出氣蝸殼可能會布置在同一殼體上,也就是壓氣機(jī)殼。擴(kuò)壓器還分為有葉擴(kuò)壓器和無葉擴(kuò)壓器兩種類型。進(jìn)氣道就像是空氣進(jìn)入的“通道大門”,進(jìn)氣消音器中的濾網(wǎng)、導(dǎo)流環(huán)在這里發(fā)揮著濾清、導(dǎo)流、吸音的重要作用,進(jìn)氣箱則負(fù)責(zé)將進(jìn)入的空氣進(jìn)行導(dǎo)流定向,讓空氣以合適的路徑進(jìn)入工作輪。工作輪由導(dǎo)風(fēng)輪和半開式葉輪組成,當(dāng)它高速旋轉(zhuǎn)時,能夠?qū)⒖諝饪焖傥氩⑺ο蛲鈧?cè),實現(xiàn)空氣的初步增壓。之后,空氣進(jìn)入擴(kuò)壓器,在這里速度降低、壓力升高,最后通過出氣蝸殼被輸送到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中。

軸與軸承也是廢氣渦輪增壓器不可或缺的部分。應(yīng)用較為廣泛的軸承支撐方式有外支撐、內(nèi)支撐和懸臂支撐。渦輪增壓器的軸承有滾動式和滑動式兩種,為了保證增壓器的穩(wěn)定運行,需要在壓氣機(jī)端設(shè)置支持止推軸承,渦輪機(jī)端設(shè)置支持軸承。

氣封與油封裝置同樣重要,它們主要用于防止燃?xì)狻⒖諝夂突偷穆┬?。具體來說,在軸承箱內(nèi)側(cè)安裝油封,葉輪兩側(cè)安裝氣封。渦輪端采用軸向氣封環(huán),壓氣機(jī)端則是軸向油封環(huán),嚴(yán)密地守護(hù)著增壓器內(nèi)部的工作環(huán)境。

再看看內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)。在定壓增壓系統(tǒng)中,內(nèi)燃機(jī)所有氣缸的排氣都會先通入粗大的排氣總管,然后再流入渦輪機(jī),排氣總管在這里起到了穩(wěn)壓的關(guān)鍵作用,這使得渦輪機(jī)能夠在相對穩(wěn)定的工況下高效運轉(zhuǎn)。不過,這種系統(tǒng)也有一定的局限性,那就是內(nèi)燃機(jī)的加速和低負(fù)荷性能會比較差,所以它更適用于高增壓以及工況變化較少的場合。

而脈沖增壓系統(tǒng)則有著不同的構(gòu)造特點。它致力于在排氣管中制造出較大的壓力脈動,排氣支管細(xì)而短,渦輪靠近氣缸,并且將排氣互不干擾的幾個氣缸的排氣支管連接在一根排氣管上,從而形成排氣脈沖波。同時,渦輪機(jī)的噴嘴環(huán)是分組隔開的,這樣的設(shè)計能夠充分利用排氣的能量,有效改善內(nèi)燃機(jī)變工況的性能。但它的渦輪機(jī)效率相對較低。為了克服這些缺點,人們又研制出了脈沖轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和多脈沖系統(tǒng),這些系統(tǒng)多用于氣缸數(shù)不是3倍數(shù)的柴油機(jī)。

總的來說,廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的各個組成部分相互配合、協(xié)同工作。廢氣渦輪增壓器巧妙地利用廢氣能量實現(xiàn)空氣增壓,內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)則根據(jù)不同的增壓方式合理組織氣流,它們共同為提升發(fā)動機(jī)的充氣效率、燃燒效率以及燃油經(jīng)濟(jì)性等性能做出貢獻(xiàn),讓汽車等內(nèi)燃機(jī)設(shè)備擁有更強(qiáng)勁的動力表現(xiàn) 。

(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))

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