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涡轮增压的秘密:探访霍尼韦尔上海工厂(多图

2019-09-11 15:18栏目:商业
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  不可否认,随着涡轮增压技术的愈发成熟,它已经成为了未来的发展趋势。越来越多的厂家推出自己的涡轮增压发动机,而消费者们也对这个名词也已经习以为常。其实这小东西绝对称得上高科技,如何让增压的气流更顺畅?如何才能承受住高温?怎么样才能在高速运转时达到平衡?想要使发动机达到预设的性能这些问题都要考虑。近期易车网探访了知名涡轮增压器厂商霍尼韦尔,为您揭开涡轮增压器的秘密。

  首先来介绍一下霍尼韦尔,霍尼韦尔公司是一家营业额近400亿美元的多元化高科技和制造企业,除了今天我们讲到的涡轮增压器以外,其涉及的航空产品和服务,楼宇、家庭和工业控制技术,特殊材料等许多领域的经验也促使着其增压器产品的进程。

  涡轮增压器如何工作?

  下面我们先看看涡轮增压器的原理。简单来说涡轮指的是结构部件,其通过燃烧室排出的废气带动涡轮的旋转,而涡轮带动同轴的叶轮旋转。这样旋转的叶轮在进气管内形成压力,从而提高发动机进气量,达到提高性能的目的。

  2 涡轮增压的秘密探访霍尼韦尔上海工厂

  涡轮的材质与形状

  涡轮迟滞现象如何解决?

  涡轮增压主要是利用发动机废气的能量带动压缩机来实现进气的增压,整个过程中基本不会消耗发动机的动力,拥有良好的加速持续性,但是在低速时涡轮不能及时介入是个棘手的问题。

  如果将增压器的体积减小,势必会降低转动惯量,带来更快的响应。但同时在高速时所提供的增压能力也会捉襟见肘。电动辅助涡轮目前来看是一个不错的解决方案,它能在非常短的时间内,通过电机达到非常高的转速,在发动机较低转速时介入工作,减少涡轮迟滞。当然,短时间来看,由于成本和技术等问题,电动辅助涡轮离我们还有些远。

  采访时,霍尼韦尔的专家告诉我们:传统的涡轮增压,追求的是大功率,要求在发动机转速很高的时候才能介入。其实,随着涡轮增压技术的逐渐成熟,降低了涡轮增压器的工作条件,使得涡轮增压在发动机低转速时就能顺利介入,几乎当变速器进入1挡时涡轮增压器就已经开始工作。

  涡轮增压器要怠速冷却么?

  采用涡轮增压发动机的车到底用不用停车后怠速冷却这个问题在网上有很多争议。以前的涡轮增压器主要依靠机油来实现冷却,不仅效果有限,而且发动机停止转动后,机油泵就无法工作,涡轮增压器就会被残留的高温烘烤。没有了冷却,产生的高温容易对轴承和连接轴造成损坏。这也是为什么此前的增压发动机都要求用户怠速一段时间再熄火。而现在的涡轮增压发动机一般都拥有独立的水冷装置,不会出现类似问题。

  可靠性问题如何解决?

  如前面所说,高温高转速的工作环境,如果增压器不稳定势必带来严重的后果。所以,增压器要通过许多实验来检验,从模拟仿真到实物实验,比如转子稳定性、气体台架实验等。上图所示的是耐久性实验,需要发动机在低速和高速工况之间频繁切换。至于实验的时间是做到失效为止。

  总结:

  我想麻雀虽小但五脏俱全这句话用来形容涡轮增压器再合适不过了。它体积不大,基本的原理也并不难懂,但绝对称得上高科技。由于工作环境极其恶劣,其每个部件从材料、结构、造型等方面都经过深思熟虑,稍微有些差错都将导致严重的后果。

  未来涡轮增压器也将借助电机转速高、扭矩大的优势来降低涡轮迟滞的效果。不过目前由于成本等原因暂时没有大范围应用。不过,我们还是期待关于增压器的各种新鲜技术。