涡轮增压:提升动力的神奇技术
摘要:
一、涡轮增压的原理
涡轮增压技术,简单来说,是利用内燃机排出的废气驱动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮将空气压缩后送入发动机气缸。就如同给发动机装了个强力 “打气筒”,让更多空气进入气缸,与燃油充分混合燃烧,从而大幅提升发动机的动力输出。其核心部件涡轮增压器,由新鲜空气增压端(压缩泵轮)和废气驱动端(废气涡轮)组成,两端叶轮同轴相连,协同工作。
二、发展历程
1905 年,瑞士人 A.J. 波希首次提出涡轮增压技术,率先在船用内燃机和航空活塞式内燃机上成功应用。到了 20 世纪 70 年代后,这项技术开始在汽车领域大量普及。因其在提升内燃机动力性、经济性以及降低排放等方面具有突出优势,迅速在车用内燃机领域广泛应用,如今中重型柴油机已全部采用,汽油机涡轮增压技术的应用也日益广泛。
三、显著优点 —— 动力提升
涡轮增压最大的亮点,便是在不增加发动机排量的前提下,能大幅度提高发动机的功率和扭矩。一般而言,配备涡轮增压的发动机,能提升 30%-40% 的额外动力。原本动力有限的小排量发动机,借助涡轮增压,可拥有媲美甚至超越大排量发动机的动力表现,让车辆在加速、超车等场景中更加游刃有余。同时,由于燃烧效率提高,在相同动力输出下,涡轮增压发动机相比自然吸气发动机通常油耗更低,实现了动力与节能的双赢。
四、不可忽视的缺点
当然,涡轮增压并非十全十美。其一,存在涡轮迟滞现象。在发动机低转速时,废气能量不足,涡轮无法迅速响应,导致动力输出延迟,尤其在急加速时,驾驶平顺性会受到影响。其二,涡轮增压器工作在高温、高压环境下,结构复杂,这使得其维护成本相对较高,需要定期更换机油、滤清器等,一旦出现故障,维修费用也不菲。
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