原理結(jié)構(gòu):
渦輪系統(tǒng)是增壓發(fā)動機(jī)中Z常見的增壓系統(tǒng)之一。
如果在相同的單位時間里,能夠把更多的空氣及燃油的混合氣強(qiáng)制擠入汽缸(燃燒室)進(jìn)行壓縮燃爆動作(小排氣量的引擎能“吸入”和大排氣量相同的空氣,提高容積效率),便能在相同的轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生較自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)更大的動力輸出。情形就像你拿一臺電風(fēng)扇向汽缸內(nèi)吹,硬是把風(fēng)往里面灌,使里面的空氣量增多,以得到較大的馬力,只是這個扇子不是用電動馬達(dá),而是用引擎排出的廢氣來驅(qū)動。
一般而言,引擎在配合這樣的一個“強(qiáng)制進(jìn)氣”的動作后,起碼都能提升30%-40%的額外動力,如此驚人的效果就是渦輪增壓器令人愛不釋手的原因。況且,獲得完美的燃燒效率以及讓動力得以大幅提升,原本就是渦輪增壓系統(tǒng)所能提供給車輛Z大的價值所在。該系統(tǒng)包括渦輪增壓器、中冷器、進(jìn)氣旁通閥、排氣旁通閥及配套的進(jìn)排氣管道。
渦輪增壓器在汽車中的連接方式如圖:

動力提升:
一般的NA(自然進(jìn)氣)發(fā)動機(jī)的做法,逃不開加大節(jié)氣門口徑,或換多喉直噴等,使高轉(zhuǎn)速時可以在同油門深度下,獲得更多的空氣量。但這種方法在某一轉(zhuǎn)數(shù)后,作用就有限了。畢竟NA發(fā)動機(jī)的空氣是靠真空吸入的。在汽缸容積固定不變的情況下,真空吸入空氣有一個相對的限度。
有的NA發(fā)動機(jī)改用高角度凸輪軸(Hi Cam,借此增加進(jìn)排氣門重疊角度),可以在高轉(zhuǎn)速下獲得高動力,但缺點是低轉(zhuǎn)的扭矩較差,而且如果角度過大,會有發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)的現(xiàn)象。所以現(xiàn)在不少的新車都用上可變氣門正時技術(shù),再配合可變凸輪軸等技術(shù)(如VVTL-i、i-VTEC、MIVEC)……以期在低轉(zhuǎn)扭矩和高轉(zhuǎn)馬力之間取得很好的平衡。
但即便是用盡以上方法,發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣效率頂多提高60%。NA發(fā)動機(jī)始終無法避免其宿命——空氣是被動地被吸入汽缸內(nèi)的。也就是說,引擎所需的空氣完全依靠活塞下行時產(chǎn)生的負(fù)壓而進(jìn)入,即便汽缸吸滿了空氣,缸中氣壓也就小于或等于一個大氣壓。所以NA發(fā)動機(jī)的升功率始終遠(yuǎn)不能將空氣與燃油強(qiáng)制送入的汽缸中,可輕松獲得一倍以上馬力的增壓發(fā)動機(jī)。
渦輪增壓器軸承(恩慈凱渦輪軸承)結(jié)構(gòu)關(guān)系到渦輪工作的可靠性與耐用度問題。渦輪增壓器軸承主要分為兩類,一類為浮動軸承(俗稱的波司軸承),另一類則為滾珠軸承。浮動軸承實際上是套在軸上的圓環(huán),圓環(huán)與軸以及圓環(huán)與軸承座之間都有間隙,形成雙層油膜。增壓器工作時,軸承在軸與軸承座之間轉(zhuǎn)動。因此,我們可以發(fā)現(xiàn)浮動軸承的缺點:渦輪軸高轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力大,機(jī)油壓力和品質(zhì)要求高,對渦輪軸的動態(tài)控制不穩(wěn)定。

渦輪軸:
渦輪軸(Bearing)看起來只是簡單的一根金屬管,但實際上它是一個肩負(fù)120000-160000rpm轉(zhuǎn)動及超高溫的精密零件。其精細(xì)的加工工差、精深的材料運(yùn)用和處理正是所有渦輪廠Z為核心的技術(shù)。傳統(tǒng)的渦輪軸使用波司軸承(Bushing Bearing)結(jié)構(gòu)。它確實只是一根金屬管,其完全倚仗高壓進(jìn)入軸承室的機(jī)油實現(xiàn)承托散熱,因此才能高速地轉(zhuǎn)動。

而新近出現(xiàn)的滾珠軸承(Ball Bearing)逐漸成為渦輪軸發(fā)展的趨勢。顧名思義,滾珠軸承就是在渦輪軸上安裝滾珠,取代機(jī)油成為軸承。滾珠軸承有眾多好處:摩擦力更小,因此將有更好的渦輪響應(yīng)(可減少渦輪遲滯),并對動力的極限榨取更有利;它對渦輪軸的轉(zhuǎn)動動態(tài)控制更穩(wěn)定(傳統(tǒng)的是靠機(jī)油做軸承,行程漂。;對機(jī)油壓力和品質(zhì)的要求相對可以降低,間接提高了渦輪的使用壽命。但其缺點是耐用性不如傳統(tǒng)的波司軸承,大約7萬-8萬公里就到壽命極限,且不易維修、維修費(fèi)昂貴。因此重視耐久性的渦輪制造廠(如KKK)就不會推出此型式渦輪。
恩慈凱是專業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)渦輪增壓軸承的廠家,如想了解更多的渦輪系統(tǒng)或軸承知識可以關(guān)注公司官網(wǎng):http://www.nck-bearing.com,咨詢電話:021-51875006。
