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聊聊ballbet贝博app下载ios发动机双涡轮增压的那些事

2020-09-30 08:03    艾森ECUballbet贝博(北京运营中心)

涡轮增压发动机指的是配备涡轮增压器的发动机。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。
使用涡轮增压发动机的ballbet贝博app下载ios给人的感觉是比自然吸气的发动机车强劲很多。使用涡轮增压器的发动机,其输出的最大功率可增加大约40%,甚至更多。另外,发动机在采用了增压技术后,能提高燃油经济性和降低尾气排放。这是涡轮增压发动机优缺点中最主要的优点。大家也许对单涡轮增压接触的比较多,但双增压确实不是很多见,今天我们就一块聊聊双涡轮增压。


 

通过发动机的布局形式,我们可以很清楚地了解到,v型发动机排气走两边、L型发动机排气走同侧;简单点说v型机有两组排气歧管,L型机只走一组排气歧管即可;通过上图我们就可以看出,这是一款v6的机器,两边各三缸、每三缸共用一组排气歧管,每组排气歧管推动一颗涡轮增压器,所以两组排气歧管、分别推动两颗涡轮增压器,可以说这种并联式双涡轮方案,两颗涡轮之间互不影响、因为两组排气歧管之间处于相互独立的状态,所以这就是并联双涡轮增压!常见的机器为日产GTR上所采用的3.8T双涡轮增压、以及保时捷2.9T双涡轮增压!但凡V型机双涡轮,几乎都是并联!

这就是v型机布置涡轮、与L型机布置涡轮的不同之处,分别用两组排气歧管排气,布置两颗涡轮更容易,如布置一颗涡轮反而更麻烦!总不能把两组排气歧管再汇聚到一处、去推动一颗涡轮吧?所以一般情况下,v6、v8等等发动机,要么就布局机械增压、直接让发动机曲轴带动机械增压器,再顺理成章的把机械增压系统塞入v6、v8得v型夹角中,v型夹角的一大妙用就是更容易容纳机械增压器!而布局涡轮增压的v6、v8,则都会采用双涡轮增压!

双涡轮串联增压方案

这个就容易去理解了,一般也就是由高级增压器、低级增压器所组成的二级增压系统,请注意一点高级增压器是小涡轮、低级增压器则是大涡轮,两颗涡轮被一组排气歧管推动,所以也叫串联双涡轮增压;一般这就是直列发动机所广泛采用的双涡轮布局方案,因为直列发动机排气在一侧、一般由一组排气歧管来解决排气足矣(直列机器到六缸、几乎已经是发展到尽头了),所以它只有一组排气歧管、想分别推动两颗涡轮是不可能的;所以就由这一组排气歧管,统一推动一大、一小两颗涡轮,一般这类系统都是一大一小两颗涡轮!

双涡轮并联系统的特点

双涡轮并联增压,两组排气歧管分别带动一颗涡轮(两颗涡轮完全一致、同大小),相互之间存在任何干扰、也没有任何叠加效果;试想一下,一部v6双增压发动机,每组排气歧管的推动效果实际上就是半个发动机,所以虽然有两颗一样的涡轮,但每个涡轮、由半个发动机去推动,所以其实和两组排气歧管、共同推动一颗涡轮是一样的效果,所以这就是并联增压双涡轮的特性,虽然有两颗涡轮、但每颗涡轮都是由一组排气歧管推动(等于是半个发动机去推动),所以两颗涡轮不能叠加;涡轮增压固有的毛病如迟滞、喘振、这种双涡轮布局形式一样不少!

双涡轮串联增压系统特性

迟滞问题、一直困扰着涡轮增压发动机,回看几十年前,涡轮增压发动机只存在于赛车竞技领域,清一色大惯量涡轮,特点就是对功率提升明显,但对废气量需求较大、所以在低转速区间,迟滞严重、扭矩孱弱,所以它只能存在于竞技领域(赛道拉高转速、保持高转,就能规避掉迟滞问题,丢一次转速、弄不好也就输掉了比赛),所以这类早期的大惯量涡轮、凭借迟滞严重、低扭孱弱的特性,很难进入民用车领域!


早期赛道上使用单颗大惯量涡轮

后来工程师灵机一动,既然民用车不需要那么高的极限功率(高转速下迸发),那么也就没必要配备那么大惯量的涡轮,从此进入到了小惯量涡轮时代;对功率提升不大,但因为惯量小,所以对废气量依赖较小、有点废气它就转得动,就可以产生明显增压效果,所以民用车开始广泛采用小惯量涡轮,从而很好地弥补了迟滞问题、用时也改善了低转速下扭矩不足的问题;这对于普通的买菜车而言、当然是极好的,但对那些既要低转速下扭矩足、又要高转速下功率高的豪华运动轿车而言,一颗小惯量涡轮、显然不够用!

既然小惯量涡轮、只能覆盖中低转速区间,而大惯量涡轮、更倾向于高转速区间;那么只要将大惯量、小惯量涡轮一组合,串联成二级增压系统,那么就可以同时覆盖高、中、低,三个转速区间了;中低转速下扭矩足、高转速下功率大,所以这样的发动机就很完美了!原理很简单,发动机废气排出后,首先经过高级增压器(小惯量涡轮),可以保证非常充足的扭矩;随着转速不断攀升,排气量越来越大、大到达到高级增压器的最大值时,高级增压器旁通阀开启,更多的废气在继续推动低级增压器运转(大惯量涡轮),此时就是一组排气歧管同时带动两颗涡轮工作,所以二者可以相互进行叠加,宝马的3.0L双涡轮增压发动机,就是采用这种布局形式!
 

总而言之双涡轮增压布局形式很多,其实还有个双涡轮分动增压,只不过这种布局方式在民用车范围内非常少见,也只有那些大型、多缸发动机会采用这种方式;而常见的就是直列机型采用的双涡轮串联,以及v6等机型上采用的双涡轮并联,具体采用哪种形式、还是与机型以及设计预期有紧密的关系;谈不上哪种形式更好,只能说各有千秋罢了;v6的排气形式让它串联双涡轮也不现实,同理直列机器想并联也比较困难;而未来更多形式的增氧系统也会出现,比如涡轮与机械增压组成串联,比如电动辅助增压等等,形式非常之多!

 

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