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  汽車行業(yè)的發(fā)展帶動了汽車配件行業(yè)的崛起，發(fā)動機行業(yè)就是，出現(xiàn)了很多種新鮮的產(chǎn)物，渦輪增壓發(fā)動機就是一個新型產(chǎn)物，很多車友們都不是很了解關(guān)于汽車渦輪增壓發(fā)動機，下面就是小編給車友們整理的一些關(guān)于汽車渦輪增壓發(fā)動機的一些相關(guān)知識。

  渦輪增壓發(fā)動機是依靠渦輪增壓器來加大發(fā)動機進氣量的一種發(fā)動機，渦輪增壓器(Turbo)實際上就是一個空氣壓縮機。它是利用發(fā)動機排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪(位于排氣道內(nèi))，渦輪又帶動同軸的葉輪位于進氣道內(nèi)，葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣，再送入氣缸。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速加快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步加快，空氣壓縮程度就得以加大，發(fā)動機的進氣量就相應(yīng)地得到增加，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了

  渦輪增壓發(fā)動機的優(yōu)點是它可在不增加發(fā)動機排量的基礎(chǔ)上，大幅度提高發(fā)動機的功率和扭矩。一臺發(fā)動機裝上渦輪增壓器后，其輸出的功率與未裝增壓器相比，可增加大約40%甚至更多。

雙渦輪增壓

    雙渦輪增壓一般稱為Twin turbo或Biturbo,雙渦輪增壓是渦輪增壓的方式之一。針對廢氣渦輪增壓的渦輪遲滯現(xiàn)象，串聯(lián)一大一小兩只渦輪或并聯(lián)兩只同樣的渦輪，在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速的時候，較少的排氣即可驅(qū)動渦輪高速旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生足夠的進氣壓力，減小渦輪遲滯效應(yīng)。

在雙渦輪增壓的汽車上會看到2組渦輪通過串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接。并聯(lián)指每組渦輪負責引擎半數(shù)汽缸的工作，每組渦輪都是同規(guī)格的,它的優(yōu)點就是增壓反應(yīng)快并減低管道的復(fù)雜程度。

串聯(lián)渦輪通常是一大一小兩組渦輪串聯(lián)搭配而成，低轉(zhuǎn)時推動反應(yīng)較快的小渦輪，使低轉(zhuǎn)扭力豐厚，高轉(zhuǎn)時大渦輪介入，提供充足的進氣量，功率輸出得以提高。

單渦輪雙渦管

單渦輪雙渦管可以說是寶馬的獨有技術(shù)，單渦輪雙渦管就是將一個渦輪增壓器的氣流在經(jīng)過渦管時分為兩股氣流,每股氣流負責3個缸.同時于雙渦輪相比,單渦輪的設(shè)計也減低了排氣脈沖相互干擾的情況。單渦輪雙渦管發(fā)動機逐漸在寶馬各個車系開始普及。

 單渦輪雙渦管就是由雙渦輪的每三個汽缸驅(qū)動一個渦輪進化成了每三個汽缸各自通過一個渦輪進氣管路共同驅(qū)動一個渦輪，從而減輕發(fā)動機自重和降低油耗。

可變截面渦輪

為了更好的了解可變截面渦輪的優(yōu)勢，先讓我們分析一下普通渦輪增壓發(fā)動機的缺點。

普通渦輪增壓發(fā)動機在全負荷狀態(tài)下時排氣能量非?？捎^，但當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時，排氣能量卻小的可憐，此時渦輪增壓器就會由于驅(qū)動力不足而無法達到工作轉(zhuǎn)速，這樣造成的結(jié)果就是，在低轉(zhuǎn)速時，渦輪增壓器并不能發(fā)揮作用，這時候渦輪增壓發(fā)動機的動力表現(xiàn)甚至?xí)∮谝慌_同排量的自然吸氣發(fā)動機，這就是我們經(jīng)常說的“渦輪遲滯”現(xiàn)象。

對于傳統(tǒng)的渦輪增壓發(fā)動機來說，解決渦輪遲滯現(xiàn)象的一個方法就是使用小尺寸的輕質(zhì)渦輪，首先，小渦輪會擁有較小的轉(zhuǎn)動慣量，因此在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時，在發(fā)動機較低轉(zhuǎn)速下渦輪就能達到的工作轉(zhuǎn)速，從而有效改善渦輪遲滯的現(xiàn)象。不過，使用小渦輪也有它的缺點：當發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時，小渦輪由于排氣截面較小，會使排氣阻力增加（產(chǎn)生排氣回壓），因此發(fā)動機功率和扭矩會受到一定的影響。而對于產(chǎn)生回壓較小的大渦輪來說，雖然高轉(zhuǎn)速下可以擁有出色增壓效果，發(fā)動機也會擁有更強的動力表現(xiàn)，但是低速下渦輪更難以被驅(qū)動，因此渦輪遲滯也會更明顯。

可變截面渦輪增壓的原理

為解決上述矛盾足，讓渦輪增壓發(fā)動機在高低轉(zhuǎn)速下都能保證良好的增壓效果，VGT(Variable Geometry Turbocharger）或者叫VNT可變截面渦輪增壓技術(shù)便應(yīng)運而生。在柴油發(fā)動機領(lǐng)域，VGT可變截面渦輪增壓技術(shù)早已得到了很廣泛的應(yīng)用。由于汽油發(fā)動機的排氣溫度要遠遠高于柴油發(fā)動機，達到1000°C左右（柴油發(fā)動機為400°C左右），而VGT所使用的硬件材質(zhì)很難承受如此高溫的環(huán)境，因此這項技術(shù)也遲遲未能在汽油機上應(yīng)用。近年來，博格華納與保時捷聯(lián)手克服了這個難題，使用了耐高溫的航空材料技術(shù)，從而成功開發(fā)出了首款搭載可變截面渦輪增壓器的汽油發(fā)動機，保時捷則將這項技術(shù)稱為VTG（Variable Turbine Geometry）可變渦輪葉片技術(shù)。

  VGT技術(shù)的核心部分就是可調(diào)渦流截面的導(dǎo)流葉片，從圖上我們可以看到，渦輪的外側(cè)增加了一環(huán)可由電子系統(tǒng)控制角度的導(dǎo)流葉片，導(dǎo)流葉片的相對位置是固定的，但是葉片角度可以調(diào)整，在系統(tǒng)工作時，廢氣會順著導(dǎo)流葉片送至渦輪葉片上，通過調(diào)整葉片角度，控制流過渦輪葉片的氣體的流量和流速，從而控制渦輪的轉(zhuǎn)速。當發(fā)動機低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時候，導(dǎo)流葉片打開的角度較小。根據(jù)流體力學(xué)原理，此時導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就會加快，增大渦輪處的壓強，從而可以更容易推動渦輪轉(zhuǎn)動，從而有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象，也改善了發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時的響應(yīng)時間和加速能力。而在隨著轉(zhuǎn)速的提升和排氣壓力的增加，葉片也逐漸增大打開的角度，在全負荷狀態(tài)下，葉片則保持全開的狀態(tài)，減小了排氣背壓，從而達到一般大渦輪的增壓效果。此外，由于改變?nèi)~片角度能夠?qū)u輪的轉(zhuǎn)速進行有效控制，這也就實現(xiàn)對渦輪的過載保護，因此使用了VGT技術(shù)的渦輪增壓器都不需要設(shè)置排氣泄壓閥。

  需要指出的是，VGT可變截面渦輪增壓器只能通過改變排氣入口的橫切面積改變渦輪的特性，但是渦輪的尺寸大小并不會發(fā)生變化。如果從渦輪A/R值去理解的話，可變截面渦輪的原理會更加直觀。

  A/R值是渦輪增壓器的一項重要指標，用以表達渦輪的特性，在改裝市場的渦輪增壓器銷售冊上也常有標明。A表示Aera區(qū)域，指的是渦輪排氣側(cè)入口處最窄的橫切面積（也就是可變截面渦輪技術(shù)中的“截面”），R（Radius）則是代表半徑意思，指的是入口處最窄的橫切面積的中心點到渦輪本體中心點的距離，而兩者的比例就是A/R值。相對而言，壓氣端葉輪受A/R值的影響并不大，不過A/R值卻對排氣端渦輪有著十分重要的意義。

導(dǎo)流葉片的開度能夠影響導(dǎo)向渦輪葉片的氣流速度，低轉(zhuǎn)速時開度小，提高空氣流速，高轉(zhuǎn)速時開度大，減小排氣負壓

  當A/R值越小時，表示廢氣通過渦輪的流速較高，這種特性可以有效減輕渦輪遲滯，渦輪也就能在較低的轉(zhuǎn)速區(qū)域取得較高的增壓，而發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時則會產(chǎn)生較大的排氣背壓，使高轉(zhuǎn)速時功率受到限制。反之，當A/R值越大時，渦輪的響應(yīng)速度就越慢，低轉(zhuǎn)速時渦輪遲滯明顯，不過在高轉(zhuǎn)速時，擁有較小的排氣背壓，且能夠更好的利用排氣能量，從而獲得更強的動力表現(xiàn)。

  而VGT技術(shù)所實現(xiàn)的截面可變就是指改變A值。當葉片角度較小時，排氣入口的橫切面積便會相應(yīng)減小，因此A值會隨之變化，從而擁有小渦輪響應(yīng)快的特點。而當葉片角度增大時，A值隨之增大，這時A/R值增大，從而在高轉(zhuǎn)速下獲得更強的動力輸出?？偠灾高^變更葉片的角度，VTG系統(tǒng)可隨時改變排氣渦輪的A/R值，從而兼顧大/小渦輪的優(yōu)勢特性。

盡管結(jié)構(gòu)和原理都很簡單，但VGT可變截面渦輪技術(shù)對于增壓效果的提升非常顯著，在目前主流的渦輪增壓柴油發(fā)動機上，這項技術(shù)已經(jīng)得到了非常普遍的應(yīng)用。不過，由于硬件材質(zhì)的限制，這項技術(shù)在排氣溫度較高的汽油發(fā)動機上才剛剛起步，保時捷和博格華納的合作可以說開創(chuàng)了先河。不過，隨著材料科技的進步，這項技術(shù)在未來的汽油發(fā)動機上必將會得到更廣泛的應(yīng)用。

  以上就是小編給車友們整理的一些關(guān)于汽車渦輪增壓發(fā)動機的一些相關(guān)知識，希望車友們能夠?qū)Υ擞兴私狻?br />