【汽車知識】渦輪增壓是如何運作的呢?by甜甜圈媒體 (中文TL;DR)

【汽車知識】渦輪增壓是如何運作的呢?by甜甜圈媒體 (中文TL;DR)

 2020-07-28 13:45:35  1,781  0  0

說明

渦輪,大渦輪,雙渦輪以及雙渦輪增壓,它們代表著力量以及速度!! 如果要了解渦輪,首先要知道引擎怎麼運作,想像一下它是一個很大的抽水機,把空氣以及汽油吸入並且在它被排出之前壓縮燃燒,如果引擎想更有動力,就需要更多的汽油且要快速燃燒,有點像把水位提高,但除非有更多的空氣要不然多餘的汽油也是浪費,汽缸的限制決定於空氣的多少以及它的大小和位置。 【由來】 一直以來,引擎工程師如果想要更多空氣來與汽油結合,就會需要更大的汽缸,但會使引擎更大更重,啟動也會更慢,而1905年一位瑞士的工程師Alfred Büchi找到替代的方法,由引擎燃燒後所排放的廢氣,進而壓縮出大量的空氣,並且將其吸入後再次全數導入燃燒室內,讓引擎內部的含氧量大幅增加。 渦輪非常快速的被航空業所採用,當在20,000英尺上的天空,空氣密度基本上只有一半,引擎的效率基本上也減少一半,渦輪會恢復引擎中的氣壓,它會把動力帶回原本的水準,這叫渦輪回壓,而當渦輪超過該壓力時,就稱為渦輪增壓。(渦輪回壓用於高海拔,而非海平面上使用) 【運作】 這是一顆渦輪,當引擎排出廢氣進入此處時,廢氣通過管道到渦輪時,渦輪會像風車一樣在轉,另一邊也有個輪葉旋轉,並從進氣孔吸入大量的空氣,將其導入進氣歧管中,讓空氣變得更稠密,有了更多的氧氣,能更快速的燃燒汽油,並給予更多的動力。 【洩壓】 為了防止增壓的空氣回流於渦輪,當您收油門時,放氣閥會打開,使空氣返回大氣洩壓,所以才有那個那麼酷的聲音! 渦輪增壓會產生大量的熱能,渦輪側邊因持續有熾熱廢氣通過,使其燃燒至發紅,通常渦輪高溫的一邊部分,看起來都是生鏽的,是因為極高的熱能充當催化劑,導致金屬更快地氧化,而另一邊也會產生熱能,因壓縮空氣時,要讓空氣分子相互摩擦高溫時,穩定降溫且增加進氣密集,最好且常用的辦法就是使用中冷器。
【中冷器】 中冷器位於渦輪及引擎的中間,空氣通過帶有散熱片的通道,而外面的冷空氣會經過散熱片,吸收熱量並降低溫度,如果你是Subaru車主引擎蓋上有一個洞的話,別擔心這是你們專屬的中冷。 【雙渦輪】 現在知道渦輪是空氣壓縮機,如果需要更多動力為何不搞個最大的渦輪呢?其實很不容易,因為渦輪太大會需要花很多時間來運作,燃燒效率變比較慢時,就叫做渦輪延遲,工程師的解決辦法就是使用雙渦輪系統,會比一個大渦輪還有效,當提到雙渦輪就有很多種方式,像是並聯渦輪、串聯渦輪以及二階渦輪。 00:04:28 首輛使用雙渦輪增壓的車款是1981年Maserati biturbo,使用非常簡單的並聯渦輪增壓,如果引擎室有足夠的空間,理論上V型汽缸會比較好來安裝兩顆渦輪,因為剛好一邊一顆,而在兩邊之間取得適當平衡是很難的,早期使用這引擎的Nissan 300zx和Mitsubishi的3000GT,工程師發現如果要更簡單的運作,要使每個渦輪都向相反的氣缸組增壓,而不是緊鄰的氣缸,這形成了一個健康的反饋循環且自動平衡了兩邊。 【渦輪延遲】 雖V型引擎解決了問題,但又會有新的問題,雖並聯渦輪能很快的傳輸,但因更遠距離才傳到引擎,創造出了另類的延遲,那串聯渦輪增壓是什麼呢?正常來說並聯渦輪是兩個同樣大小的渦輪同時運作,串聯渦輪是用小渦輪來為大渦輪的運作時間做準備,這個方式確實減輕了延遲,並大大的增加了功效。 如果要控制排氣流向正確的渦輪,旁通閥會在適當的時機啓閉,確保渦輪有正常通行,就像四代Supra以及FD RX7都是使用串聯雙渦輪系統,它們統治了90年代。 渦輪增壓是展現技術與科技最好例子,80. 90年代為渦輪增壓鋪上了一個很好的道路,讓許多人都能享受這個樂趣!

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