為什麼渦輪增壓不能啟動就開始介入?

平安是福2009


不是不想啟動時渦輪就介入,而是根本做不到!

渦輪增壓發動機目前的介入轉數最低在1100轉左右,實際上,“渦輪介入”這個詞對於一般人來說可能難以理解,我們可以用渦輪正壓、負壓來解釋可能更容易理解一些。


渦輪增壓器存在“負壓”和“正壓”兩個工況

所謂的渦輪增壓器實際上是由同軸的兩個渦輪組成,一個渦輪放置在排氣通道內,被髮動機尾氣推動,另一個渦輪放置在進氣道內,尾氣推動渦輪旋轉,同軸的渦輪被帶動旋轉壓縮空氣,實際上只要發動機點火運轉,渦輪就已經被尾氣推動旋轉了,只不過發動機在低轉速時,尾氣量有限,渦輪轉速相對慢一些罷了,這時候,渦輪不僅起不到起不到壓縮空氣的作用,甚至會有些阻力,這時候就是“渦輪負壓”。


而當發動機轉速達到一定時,比如現在有些車型設計在1100轉時,尾氣量足夠推動渦輪高速旋轉,當渦輪轉速達到一個臨界值時,渦輪產生正向壓力,此時就是“渦輪正壓”,也叫介入轉數。

渦輪葉片存在“慣性”,不可能在發動機啟動時就介入。

渦輪增壓器的渦輪葉片溫度很高,最高可以達到1000℃,轉速很快,可以達到20萬轉左右,因此,渦輪葉片一般由鎳基耐熱合金、陶瓷材料或者鈦合金製造,雖然隨著科技的進步啊,渦輪葉片慣性越來越小,但是仍然是不可避免的有一些慣性,發動機怠速運轉時的尾氣是不可能推動渦輪葉片達到足夠的轉速的,這也就是現在的渦輪增壓發動機最低介入轉速在1000轉以上的原因。

渦輪葉片慣性不同,增壓表現也不一樣

渦輪葉片慣性越小,越容易被推動,相應的增壓效果也就越差,渦輪葉片慣性越大,越難以被推動,但是達到一定轉數以後,增加的效果會更好,因此現代的渦輪增壓發動機在選用渦輪的時候要綜合考慮介入轉數和增壓效果,總的來說,小排量渦輪增壓發動機一般採用小慣量渦輪,大排量渦輪增壓發動機一般採用大慣量渦輪。

高檔的渦輪增壓發動機往往採用電子渦輪和尾氣渦輪串並聯接力的方式增壓

為了獲得更大的增壓效果,一些性能版的渦輪增壓發動機通常採用雙渦輪增壓、電動渦輪和尾氣渦輪增壓組合等方式提升動力,比如奧迪的SQ7就有一個電動渦輪和雙渦輪增壓串並聯的方案,在低轉速時採用電動渦輪增壓,在發動機高轉速時,採用兩個渦輪增壓串聯的方式進行增壓。沃爾沃的Drive-E 2.0T發動機也裝備了3個渦輪增壓器,低轉速時使用電子渦輪,高轉速時使用尾氣渦輪增壓。

電動渦輪增壓器只不過是輔助增壓的作用

電動渦輪就是為了彌補尾氣增壓在發動機低速時渦輪不介入的缺欠而設計的,電動渦輪增壓器最高的轉數只能達到7萬轉左右,這還是在48V電源的情況下產生的,對於普通的12V供電的車來說。電動渦輪一般最多隻有幾千到1萬轉,增壓的效果實在是有限,因此也只能是作為輔助增壓。

某寶上賣的電動渦輪增壓靠譜嗎?

非常不靠譜,就是個坑爹貨。一般汽車工作電壓只有12V,電動渦輪增壓器需要非常大的電流才能夠獲得足夠的轉數,某寶上賣的所謂的電動渦輪增壓器,就是個扯淡的玩意兒,不僅不能夠起到增壓效果,還會影響高速進氣性能,增加油耗。


眾口說車


其實工程師太想讓發動機一起動渦輪就有全力工作的能力了,因為這樣就不存在渦輪遲滯的說法了。

渦輪增壓發動機本質上是通過渦輪增壓器把空氣加壓送入氣缸,原本需要發動機自己吸氣,現在是渦輪幫助往裡充氣,自然每個吸氣衝程氣缸裡進入的空氣就更多,空氣多了氧氣就多,氧氣多了就可以多噴油,這樣渦輪增壓發動機就可以以較小的排量實現更大的動力輸出。

但是增壓器想要穩定地給氣缸壓入空氣的前提是增壓器自己能產生足夠的壓力,壓力從何而來呢?當然是增壓器葉片高速旋轉推動空氣產生的。而增壓器怎麼旋轉呢?肯定是發動機排出的廢氣驅動了。但是發動機剛啟動和低轉速時排氣量很少啊,這點排氣量只夠吹動渦輪輕輕旋轉,根本無法驅動渦輪產生足夠的轉速。所以發動機剛啟動時渦輪並沒有辦法進入工作狀態。

不過機械增壓可以,它由發動機直接驅動壓氣機給氣缸增壓,但是怠速和低負荷情況下機械增壓也不會給氣缸增壓,因為當前情況下發動機不需要那麼大動力,再增壓無疑會增加耗油量,增加汙染物排放量,除了對加油站好以外對誰都不好。

現在各個車企發動機都朝著小型增壓方向發展,小排量車排氣量更小,所以廠家都會使用小型渦輪增壓器,它體積小質量輕,更容易被廢氣驅動,可以在較低轉速下產生足夠的增壓壓力。


我是故鄉的雲


朱博士回答:

其實發動機只要運轉,渦輪增壓器也跟著轉動。

大家說的介入點,是指發動機能輸出最大扭矩的最低轉速點。

這個最大扭矩的最低轉速,當然是越低越好;比如600RPM就能輸出最大扭矩,這個車的起步加速能力一定相當牛X。

所以,渦輪介入點降到1000RPM以下,不是不需要,現在做到很困難,準確地說,成本會很高,發動機的高速性能無法兼顧。

如何才能讓渦輪更早的介入?

葉片儘量使用輕量化材料,降低轉子的轉動慣量,同時提高廢氣能量的轉化效率,提高壓氣機的壓縮效率,還要兼顧壓氣機的流量範圍。

下圖是渦輪和壓氣機的葉片和軸,統稱為渦輪的轉子,這套轉子轉速要達到每分鐘10萬轉以上,才能起到給發動機增壓的作用,轉速過低還要增加排氣阻力和進氣阻力。

怎麼才能推高轉子的轉速?

排氣流量要大,能量要多;上面說了,如果轉子的轉動慣量小,更容易被推高轉速。就像風車一樣,風量大,才能轉的快。

排氣流量與轉速成正比,與發動機循環進氣量成正比;

發動機轉速低時排氣流量小,採用小渦輪轉子可以提高轉速,但是渦輪和壓氣機的葉片減小,壓氣機的最大空氣流量也會降低,很難滿足發動機高速時的流量需要,使高速時最大扭矩降低,最大功率減小。

所以,廠家選配渦輪增壓器的時候,要兼顧低速和高速性能,比如奧迪,偏重於中低速性能,卡迪拉克偏重於中高速性能。

請大家補充討論,謝謝。


朱博士白話發動機


這就好比我們看運動員參加田徑跑步比賽一樣,沒有誰能在起跑階段就爆發出全部力量。都需要經過起跑段,發力段和衝刺段吧。發動機也是一個道理。在發動機啟動怠速階段,轉速一般維持在700-900轉/每分鐘。而此時並沒有達到渦輪工作工況。因為較低的轉速即使渦輪運轉給進氣量的增加也並沒有多大提升。這個階段我們可以看作是起跑段。



而當轉速提升到了渦輪的工作工況(一般在1500轉左右渦輪增壓器開始進入工作工況,個廠家標定不一樣),廢氣量增加進而帶動渦輪增壓器使進氣量也隨之增加,壓力增大(一般在0.5bar左右,個別可能更大)汽車動力增強,提速變得迅猛。這個階段我們可以看做是發力段。


早期渦輪車型在停車後冷卻系統也會隨之停止,導致渦輪的高溫使車輛容易發生自燃事故。但是,現如今渦輪車型都做了相應改變,停車後冷卻系統會對渦輪增壓器等高溫設備持續冷卻直至降低到標準數值後才停止工作。這個也就可以理解成,運動員在經歷了衝刺段後不能馬上停下來,而是圍著跑道在走兩圈的意義了。

希望我的回答能夠幫助到你,很多汽車相關回答,可以關注肥貓說車,歡迎大家一起討論,一起學習。


肥貓的小世界



渦輪增壓器介入確實需要在1000轉之後,低一點在1200轉就可以達到最大扭矩,晚一點的在2000轉也能達到最大扭矩。渦輪增壓器之所以要在1000轉以後才能介入工作,主要原因是渦輪的轉動是發動機尾氣推動的,發動機只有達到一定轉速排出的尾氣才能推動渦輪增壓器正常工作。因為發動機在低速運轉時排出的尾氣不足,並不能推動渦輪增壓器正常工作,所以渦輪增壓器在滴1000轉之前也就沒法提供足夠的進氣壓力,這就是我們所說的渦輪遲滯現象。


為了降低渦輪遲滯現象汽車廠家也想出了很多方法解決,比如使用雙渦管渦輪增壓器和可變變截面渦輪增壓器降低渦輪遲滯,使用機械增壓和電動渦輪輔助渦輪增壓器等都是汽車廠家想的方法。現在主流的渦輪增壓發動機動力遲滯現象已經更小了,基本上不影響我們正常使用的。


售後服務技術總監


這個比較複雜,我簡單說一下我的看法。首先為什麼不啟動就介入,這就涉及到了廢氣排出的壓力。你剛啟動了,廢氣排放的壓力是很小的,一般來說是帶動不了渦輪增壓器本體的,然後你掛好檔位出發了,一般情況下都是屬於低負荷的,一千轉以內的轉速基本上是低速低負荷行走,就代表了你根本沒有踩油門或者說油門是非常輕輕的踩的,既然都那麼小心了肯定是為了省油了,那我為什麼要介入渦輪提升動力呢?這種設定都是符合人體工程學的,不需要介入也就沒必要做到一啟動就介入,不過你說是不是技術沒有達到不能做到一啟動就介入渦輪,其實不是的,技術是可以做到的,(最簡單設想一下,工程師只要把怠速轉速調高那不就實現了啟動就介入渦輪了嗎)只是沒這個必要。


WowAuto哇車


渦輪的介入是需要轉速達到一定值才可以的,打個比方,本田目前最新款的十代雅閣,他的渦輪介入就是1600轉速時(車輛起步渦輪值一般是800~1000轉,如下圖),渦輪才開始,他是有一個先後順序的,只有到了這個條件,他才可以正常工作,新人一枚,分析不到位的,各位大哥多多指教



Doo創作人


渦輪增壓發動機啟動後,不能急踩加速踏板,應先怠速運轉三分鐘,這是為了使機油溫度升高,流動性能變好,從而使渦輪增壓器得到充分潤滑。在發動機電腦版中,渦輪增壓是由渦輪增壓控制地圖控制的,什麼時候開始增壓,在地圖上可以清晰的看到,具體可以查看我的文章,裡面有解釋重新映射發動機ECU需要注意那些變量。


黃家凌凌六


你說的應該是常見的廢氣渦輪增壓,你說的介入其實就是它會產生作用,也就是起到增加進氣量的效果。但是發動機剛一啟動,廢氣的排氣壓力是很小的,渦輪其實也在轉,但是轉速比較低,並沒有產生增壓的效果,也就是你說的做不到,這也是廢氣渦輪增壓的弊端。


我只會修發動機


三代ea888的雙渦輪和機械增壓一樣了,一直有渦輪介入


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