教你如何選擇高性價比渦輪增壓器-電控閥？
發布時間：
2021/09/15 00:00
背景知識：渦輪增壓器利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，給進氣增壓，從而提高汽車功率。超級增壓器是一個用來給內燃機增加進氣的空氣壓縮機。
其中，電控單元和電池可與發動機共用。在發動機低速時，電機啟動驅動壓氣機，電池中儲存的電能轉化為壓氣機的動能，可以改善發動機的加速性和低速轉矩問題。當發動機轉速上升到一定程度，壓氣機能夠提供足夠的空氣時，電機就可以關閉或脫開。當發動機在高速大負荷工況時，電控單元發出控制信號起動發電機，回收渦輪能量中的一部分，通過發電機轉化為電能儲存在蓄電池中心。電輔助技術改善了發動機的低速轉矩和渦輪遲滯問題，降低了燃油消耗率，擴大了發動機的、經濟區域。但由于輔助電機加人使得轉動慣量增加，對電機轉子結構和增壓器軸提出了很高的要求。
中期的飛機安裝了GE的廢氣渦輪增壓器，但是這時候的早期B系列增壓有很多毛病，渦輪會爆炸或者起火，結果的YFM-1只好把渦輪又拆掉了。這種飛機設計思路很新奇，一種飛行的防空炮塔，但是性能過于拙劣，最終還是沒有進行下去。
比如一臺2.0升渦輪增壓發動機，在你輕踩油門起步的時候增壓器的廢氣旁通閥是打開的，廢氣都直接排走，不去驅動增壓器了。因為這時候對動力的需求少，不增壓也能滿足需求，所以發動機控制電腦就不會讓增壓器，這時候發動機就相當于一臺自然吸氣發動機。如果你保持1擋穩著踩油門，那么發動機轉速達到3000轉增壓器也不會啟動。
廢氣渦輪包括軸流式渦輪機和徑流式渦輪。在軸流式渦輪機中，廢氣在渦輪葉片中的流動方向是和渦輪機軸平行的。而在徑流式渦輪機中，渦輪葉片中的廢氣流動方向是從渦輪機的外部流向中心。軸流式增壓器一般為大中型船用柴油發動機所使用，而中小型柴油發動機則主要采用徑流式渦輪增壓器的方式。近年來徑流式渦輪增壓器也有向大型化發展的趨勢。對于軸流式增壓器，其廢氣渦輪包括渦輪和進、排氣箱等。此外，渦輪的進、排氣箱箱體內部采用水為冷卻劑。軸承裝在增壓器同軸的兩端，形成轉子。氣封和油封的形成可有效地阻止燃氣和油氣泄露。
圖1.3為二沖程柴油機渦輪增壓器的密封空氣系統。如圖所示，當密封空氣系統時，密封空氣通過空氣管路（4）向渦輪側空間供氣，空氣應從增壓空冷器的下游（2）排出。當密封空氣從空冷器或輔風機排出時，應注意選擇恰當的排氣點以防止積灰或凝水，一般將其設置在增壓空氣管路（3）的上方。此外，密封空氣也通過管路向渦輪增壓器供氣，并依據增壓器的相應尺寸，通過節流孔（5）向相關閥件進行供氣量的調整。
對于廢氣渦輪增壓器而言，渦輪先由廢氣進行驅動，隨后帶動另一側的壓氣機運轉?？諝獗粔簹鈾C吸入后進行壓縮，然后流入空冷器進行冷卻，經冷卻后的空氣進入掃氣箱，壓氣機側背壓即掃氣總管的壓力。
如圖2.1所示，從增壓器整體結構看，其轉子是由廢氣渦輪和離心式壓氣機的葉輪安裝在同一根軸的兩端所構成的。為了保證良好的平衡，增壓器的渦輪軸和廢氣渦輪之間一般通過摩擦焊進行整體焊接，壓氣機的葉輪與渦輪軸間采用過渡配合。整個轉子的平衡設計上經過十分精確的計算，使得高速工況時的運行也變得非?？煽?。
另外，電控渦輪的出現也是讓我們比較驚訝的，主要原因是成本高。因為一般的渦輪增壓器設計都是采用引擎的廢氣來推動渦輪的，但是如果是小排氣量渦輪引擎推大馬力很容易導致渦輪遲緩的情況出現，而電控渦輪則是直接采用電力推動渦輪葉片，加上低慣量設計所以渦輪遲緩理論上會被解決。
渦輪增壓器的軸承潤滑主要取決于主機的潤滑油系統。圖1.2為二沖程渦輪增壓器的滑油系統。如圖所示，增壓器轉子由兩個滑動軸承支撐，固定于壓氣機葉輪和渦輪機轉子間的軸承殼體（5）上。壓氣機側軸承被用來進行軸向定位和承受軸向推力?；拖到y通過供給管路（1,3和5.1）向壓氣機側的定位軸承提供滑油潤滑，通過管路（1,3和5.2）向渦輪側的滑動軸承提供滑油潤滑，同時滑油也被用于軸承冷卻。
因為大馬力與線性輸出無法兼顧，所以各渦輪制造廠無不想盡辦法設計更線性的渦輪增壓器，所以才可見到許多專用制品，例如——
另外，電控渦輪的出現也是讓我們比較驚訝的，主要原因是成本高。因為一般的渦輪增壓器設計都是采用引擎的廢氣來推動渦輪的，但是如果是小排氣量渦輪引擎推大馬力很容易導致渦輪遲緩的情況出現，而電控渦輪則是直接采用電力推動渦輪葉片，加上低慣量設計所以渦輪遲緩理論上會被解決。
廢氣渦輪增壓器主要由渦輪和壓縮機組成。發動機排出的廢氣被引入渦輪，利用廢氣的能量驅動渦輪旋轉，從而驅動與渦輪同軸的壓氣機實現增壓。從發動機排氣歧管排出的廢氣是高溫高壓的，具有一定的能量。在自然吸氣發動機中，這部分能量常常隨著廢氣的排放而浪費掉，而廢氣渦輪增壓器的動力源主要是這些廢氣。
渦輪增壓技術，就是在發動機進氣系統中采用兩個相互獨立的渦輪增壓器，實現增壓器與發動機在更大工況范圍的良好匹配的一種技術。由一大一小兩個渦輪增壓器串聯搭配而成，在發動機低速時，只需要質量小的渦輪增壓器，就可以產生足夠的進氣壓力改善發動機的低速轉矩和渦輪遲滯。當發動機轉速較高時，質量大的渦輪增壓器開始介人，提高進氣量，保證發動機的動力輸出。
在柴油機低負荷時，即使渦輪/增壓器前布置SCR系統，往往廢氣溫度也會不能滿足SCR系統需要。未解決此類問題，掃氣集管和渦輪/增壓器入口間布置掃氣旁通閥，以控制進入氣缸的新鮮空氣量。當掃氣旁通閥打開時，部分新鮮空氣會流入排氣管，進入氣缸的新鮮空氣量將減少，但掃氣壓力保持不變。在燃油消耗量增加的情況下，柴油機廢氣溫度必然隨之升高，其升高程度取決于燃油消耗量的增加情況。對于高壓SCR系統而言，當柴油機負荷低于15%MCR時，必須停止噴射尿素溶液，以防止較低溫度時沉積物的大量生成。
再說超車，如果超車前你在勻速行駛，而且車速不是很高，那么增壓器幾乎也不怎么，這時候2.0T其實和2.0自吸沒什么區別。這時候需要超車，你一腳油門踩下去，變速箱降檔、發動機提升轉速，同時關閉渦輪的廢氣旁通閥，增壓器開始提高轉速準備增壓，等增壓壓力達到以后發動機才完全輸出動力，而這個過程又要耽誤一定的時間，有時候這個時間可能就會導致錯過超車時機。
但是，由于發動機的功率是分配和驅動的，因此發動機上的負載自然會增加，并會發生損耗。此外，當發動機高速運轉時，渦輪增壓器上的負載變重，因此不可能獲得與渦輪增壓器相同的功率。
馬自達也有渦輪增壓發動機，馬自達3的skyactiv-x也是一個增壓器。稀薄燃燒在理論空燃比下進行并且獲得了燃料效率。增壓器確實對汽車發動機非常有用，但也有缺點。
高壓SCR系統主要安裝于柴油機渦輪/增壓器之前，以充分提高SCR反應溫度。該種SCR系統布局緊湊，廢氣能量利用率高，但其對柴油機和渦輪/增壓器的性能影響較大，主要應用于燃用高硫重油的低速二沖程柴油機。
在柴油機TierIII模式下，蒸發/混合器和SCR反應器的存在，使得廢氣集管與渦輪/增壓器間存在熱延遲現象，其熱延遲程度主要取決于SCR反應器的尺寸及催化劑的熱容。這種熱延遲必然會影響柴油機、渦輪/增壓器的性能，需要引入輔助風機，保證排氣管道內狀態穩定。
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