涡轮增压器有定压与脉冲两种基本形式,你的汽车装配的是哪一种?

今天我为大家科普一下涡轮增压器的两种基本形式,定压涡轮增压器和脉冲涡轮增压器。

燃料通过燃烧所释放的总热量中,有25%以上的是被排气带走的,而其中的可用能量又占排气总能量的60%。发动机的排气涡轮增压器就是利用这部分能量实现对进气的增压,增加进气密度,提高发动机各项性能指标。

按排气能量在涡轮增压器中的利用方式。发动机的排气增压系统,有定压涡轮增压与脉冲涡轮增压两种基本形式。1、定压涡轮增压系统

定压涡轮增压系统(简称定压系统)是把发动机所有气缸的排气收集到一个体积足够大的排气管内,然后再引入涡轮增压器。尽管各个气缸是交替排气的,但由于排气管的稳定作用,涡轮增压器入口处的压力基本不变,所以称为定压涡轮增压系统。2、脉冲涡轮增压系统

脉冲涡轮增压系统(简称脉冲系统)旨在提高在定压系统中的能量损失的利用率。这种方案的特点是排气管做的短而细,排气系统容积要尽可能的小,使排气能直接迅速地进入涡轮机中膨胀做功,减少节流损失。此外,为减少个缸排气压力波的相互干扰,往往采用两根或多根排气支管将相邻发火气缸的排气相互隔开。比如,发火顺序是1-5-3-6-2-4,气缸1、2、3共用一根排气管,气缸4、5、6共用一根另一根排气管。

定压涡轮增压系统与脉冲涡轮增压系统的比较低

1、排气能量的利用

脉冲系统中,由于排气节流所造成的排气能量的损失比定压系统的小,同时还考虑了对排气脉冲能量的利用,而在定压系统中中,脉冲能量由于排气管容积大而乎损失殆尽,所以脉冲增压对排气能量的利用比定压增压要好,但当增压比提高时,定压系统排气管内的压力也相应提高,排气能量的损失有所下降。且脉冲能量在排气能量中所占的比重也随增压比的增加而减小,所以这种系统对排气能量的利用效果将随增加比的提高而逐渐接近。一般而言,当增压比小于2.5时,采用脉冲系统对排气能量的利用比较好。

2、发动机的加速性能

在脉冲系统中,由于排气管容积较小,当发动机的负荷改变时,排气温度和压力的变化很快传递到涡轮机,并由涡轮直接反映到压气机,从而使增压器能较快响应发动机负荷的变化。所以采用脉冲系统的发动机的加速性能较好。此外,发动机转速降低时,脉冲系统的可用能与定压系统的可用能之比增大,有利于改善内燃机的转矩特性。在排气容积较大的定压系统中,涡轮增压机前的压力变化比较缓慢,特别是在低增压时,排气能量的利用率低,加速性能差,定压系统的转距特性也不如脉冲系统。

3、增压器的效率

从效率来看,脉冲系统的平均等熵效率比定压系统略低。这是因为在发动机开始排气时,排气以很高的流速进入涡轮,流动损失增加;涡轮前的排气温度和压力都是周期性的脉动的,进入工作叶片的排气流动方向也是周期性变化,这使得气流的撞击损失增加;脉动的压力有时还造成涡轮机的部分进气现象,因此,脉冲系统的热效率较低。定压系统在涡轮前压力恒定,且涡轮喷嘴环全周进气,涡轮的效率较高。

综上所述,发动机在低增压时宜采用脉冲系统,高增压时两种系统均可采用。

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