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Turbo涡轮增压器和Super Charger机械增压器--发动机知识普及

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发表于 2010-8-11 12:18:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

这贴子是我参考、引用了一些相关资料,我自己综合加工后形成的,可能有不十分正确的地方,欢迎指正。

普通发动机,即自然进气的发动机,Natural aspiration(简称NA),由发动机的活塞运动产生负压来吸进空气,在高海拔低气压的地区和发动机高转速时会出现进气效率降低、进气不够,功率下降的现象。Turbo涡轮增压和Super Charger机械增压就是针对NA自然进气发动机的这个固有缺点产生的。
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 楼主| 发表于 2010-8-11 12:19:24 | 显示全部楼层
废气涡轮增压简称Turbo,在汽车尾部看到Turbo或者T,即表明该车发动机是涡轮增压发动机。
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。它是利用发动机排气冲程排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮到达一定转速时,它带动同轴的进气转子的叶轮,两者是同轴异室的,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,废气排出速度与祸轮转速也同步增快,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,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。

涡轮增压器的最大优点是能在不加大发动机排量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭矩,一般而言,加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20%—60%。涡轮增压器的缺点是滞后,即由于叶轮的惯性作用对油门瞬时变化反应迟缓,使发动机延迟增加或减少输出功率,且发动机要达到一定转速Turbo才起作用,发动机低转速Turbo是不起作用的,这对于要突然加速或超车的汽车而言,瞬间会有踩下油门没反映、提不上劲的感觉。
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 楼主| 发表于 2010-8-11 12:20:33 | 显示全部楼层
机械增压 (Super Charger)
机械增压和废气涡轮增压的不同之处是,它的进气转子是经由皮带,直接由引擎曲轴驱动,所以,对比废气涡轮增压,它是"all the way(全程增压)",只要引擎一发动就有作用,它的增压效果随发动机转速增加而增加,是平顺的线性增加,提升的发动机功率也是线性增加,机械增压发动机的驾驶效果和NA自然进气发动机一样,但同样排量功率更大。
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 楼主| 发表于 2010-8-11 12:21:46 | 显示全部楼层
废气涡轮增压Turbo和机械增压Super Charger的优缺点:

效率高是Turbo最大优点,因为Turbo只是由废气驱动,相对比要由引擎驱动的机械增压器,它不用浪费部分引擎动力,也较经济省油。

延迟是Turbo最大缺点(Turbo Lag,涡轮迟滞效应),也是机械增压器Super Charger的最大优点,机械增压器没有增压延时,因为要等到Turbo到达一定转速时(大概12000RPM)才能启动进气转子工作,尽管所需时间很短,但是对于驾驶者来说,是很不舒服的感觉,试想,当你重踩油门过了1-2秒车子才突然冲出去,对车子的操作感都变差了吧?

而机械增压器Super Charger就像之前所说的,"all the way",只要引擎开着就在工作,不会有任何的延迟。机械增压安装和维护、使用更方便容易。机械增压器最大的缺点是: 由于由曲轴带动,所以它们必须损耗一部分发动机马力,这也是机械增压器的特点之一,机械增压器会占用一台发动机约20%的动力。 但是,由于机械增压器可以提升46%-100%的动力,所以多数人认为这笔交易是值得的。

散热: 因为Turbo是由高温废气驱动的,加上它超高速的运转轴承(12000RPM以上),由此而来的高温高压是不可避免的,因此需要采取如机油冷却/水冷却,机械开关/电脑泄压的方式来保证车子安全.另外,几乎所有的Turbo车上一定得有中央冷却器(中冷)装置.因为更多的空气被压缩后,温度升高,密度降低,也就是含氧量减少,燃烧效率降低,所以必须用中冷装置来冷却空气温度。对于机械增压器Super Charger问题就小多了,一般来说增压能力在10psi(Pounds per Square Inch,磅/平方英寸)以下的是可以不用中冷装置的。

噪音:
Turbo的构造决定了它所产生的噪音是小于机械增压器Super Charger的。

动力输出:
总体来说Turbo占优,Peak Power(峰值功率)Turbo要强于Super Charger,但高功率Turbo需要改装引擎的其它部分。

安装:
Turbo较复杂,因为要有部分要装入排气系统里面,还得加中冷装置什么的。

稳定性:
一般来说Super Charger较好,Turbo车在熄火以后排气管的转子有可能因为仍然过热产生很多问题,在此不多说。

靠涡轮增压增加动力输出虽然轻而易举,但伴随着增压所产生的高热必须妥善处理。高热会影响两部分,一个是负责直接冷却和润滑的机油,它会因为受到高热而快速氧化。因此涡轮增压引擎必须选用耐高温、抗氧化好的优质机油,而且机油更换周期会相应缩短,才不容易产生氧化物。在进气部分。为了增加进气的含氧量,涡轮增压车大多会增加进气冷却器(Inter-Cooler)的方式,来降低压缩空气的温度,冷却水箱、接温器也会适当加大、提高散热效率,增压器提高了进气呀力和进气量,使发动机工作在更高压力、更大冲击、更高温度、更差的工况下,发动机各机件受力、冲击和磨损加剧,如不是发动机厂商强化优化发动机设计,而用普通NA自然进气的发动机来加装涡轮增压器增加动力输出,会使发动机的寿命减少。

既然废气涡轮增压Turbo和机械增压Super Charger各有优缺点,把两套增压器同时装到一台车上,发动机低速时用机械增压Super Charger,转速提高后自动切换成废气涡轮增压Turbo,这样动力提升平顺,功率、效率更高,效果完美,现在已经有这样的量产车和改装车了,但缺点是系统更复杂,改装更难,价格也更高。
 楼主| 发表于 2010-8-11 12:22:39 | 显示全部楼层
题外话:现在出现一种用一个电动机带动风扇的所谓的《电动涡轮增压器》,99.9999%的产品都是小作坊小工厂弄出来的,很多就用一个普通的12V的电脑散热风扇,0.3--1A的电流,3--10W的功率,最大的暴力风扇,功率也不到50W,风扇的叶片还是塑料的,转速5000--10000转/分,这样的东西,装在发动机进气口、化油器口前,试想,发动机仓里可不是电脑机箱里,发动机仓里是高温高热高震动的,发动机正常工作温度能达到90--125度,那个风扇的塑料叶片和零件受不了高热、高震动,融化、破碎,被发动机吸进去,后果可就严重了!而且就那风扇那点功率那点转速和进风量,根本供给不了发动机所需要的进气量,风扇零件装在发动机进气道里还会阻碍发动机正常进气,最严重的后果是发动机提高转速,进气负压增大,风扇受不了强大的负压,结果风扇零件吸到发动机里去了!
要知道,废气涡轮增压器Turbo和机械增压器Super Charger,它们工作的转速是一万二千转以上啊,最高转速能到两万转以上呢,高压高风量、高温高转速高功率,为了防止过热损坏,都要用专用油冷散热器的,进气叶轮和轴承都是特种材料合金或特种陶瓷做成的,是油悬浮轴承,不是普通的铜套轴承或滚珠轴承哦。
所以,大家别盲目相信那些所谓的电动涡轮增压器哦,别装上不起作用,相反还变成发动机杀手哦。
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发表于 2010-8-11 13:28:22 | 显示全部楼层
很好的帖子啊
特别是后面否定某些产品的证据
发表于 2010-8-11 13:40:26 | 显示全部楼层
好贴
发表于 2010-8-11 13:46:18 | 显示全部楼层
好贴.又学到了知识...
发表于 2010-8-11 19:41:48 | 显示全部楼层
发表于 2010-8-11 20:43:29 | 显示全部楼层
确实好贴,学习了
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