汽車渦輪增壓器的作用

以前的汽車開上去還是一副不溫不火的樣子，可近幾年，很多車都變得激情起來。究竟是什么讓汽車的性格變化這么大？這就不得不提到它——“T”（渦輪增壓 TURBO），我們將它看作是發(fā)動(dòng)機(jī)的興奮劑，只要使用，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以開足馬力干活。由于“T”的外形酷似蝸牛殼，所以它也被譽(yù)為汽車上任勞任怨的“小蝸?！?，今天就讓咱們認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)這個(gè)小家伙。

小“T”的前世今生

現(xiàn)如今，路上跑的車后屁股上都會(huì)有個(gè)顯眼的“T”，好像不帶個(gè)這東東都不好意思出來混了，但在10年前，“T”還是個(gè)很吸引眼球的稀罕詞呢。你會(huì)說那么“T”到現(xiàn)在有10歲了唄？其實(shí)你又錯(cuò)了，準(zhǔn)確來說，小“T”從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)113歲了，屬于名副其實(shí)的老“T”，但個(gè)頭小，所以咱還是叫它小“T”吧。

早在1905年，瑞士人就發(fā)明了小“T”，還申請(qǐng)了專利，但這個(gè)家伙并沒有應(yīng)用在汽車上，而是用在了飛機(jī)上，特別是第二次世界大戰(zhàn)期間，小“T”治愈了飛機(jī)在萬米高空“缺氧頭暈”的癥狀。

事實(shí)上，小“T”在汽車圈里混也不是一天兩天了，只不過前期更多的是運(yùn)用在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上。直到20世紀(jì)80年代，隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的加強(qiáng)，同時(shí)小“T”也逐漸克服了自身的一些弊端，才拉開了大規(guī)模進(jìn)軍汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的序幕，逐漸的小“T”成了高性能的代名詞。

小“T”的結(jié)構(gòu)原理

小“T”可以理解為一個(gè)吹風(fēng)機(jī)，使勁地往發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸里吹空氣。它由三部分組成：渦輪室、增壓室以及中間連接的浮動(dòng)軸承，它的動(dòng)力來自汽車尾氣。

尾氣驅(qū)動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)，通過浮動(dòng)軸承帶動(dòng)增壓室內(nèi)的增壓葉輪，空氣就被強(qiáng)制引入到氣缸里。

其實(shí)也好理解，很像我們小時(shí)候玩的同軸風(fēng)車，只要有一側(cè)的風(fēng)車被吹動(dòng)，另外一側(cè)的風(fēng)車也會(huì)跟著快速旋轉(zhuǎn)。

小“T”的核心部件是浮動(dòng)軸承。所謂浮動(dòng)，就是沒有支撐點(diǎn)，像懸浮空中一樣，但不是真的懸浮在空氣中，而是懸浮在油里。這個(gè)油其實(shí)就是發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油，發(fā)動(dòng)機(jī)上有一個(gè)單獨(dú)的管路把機(jī)油引到浮動(dòng)軸承處，給軸承降溫和潤滑。

而小“T”之所以使用浮動(dòng)式軸承就是因?yàn)檫@個(gè)軸承的轉(zhuǎn)速實(shí)在是太快了，一般都能達(dá)到10-20萬轉(zhuǎn)/分鐘以上，我們知道汽車在高速公路上跑時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速才3000轉(zhuǎn)/分鐘，這和浮動(dòng)軸承相比真是差遠(yuǎn)了。

小“T”的功勞

第一、小排量高功率，動(dòng)力十足。

以前，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力是和排量成正比，2.4L的動(dòng)力就是比2.0L的強(qiáng)，而現(xiàn)在，這個(gè)法則被小“T”所打破，2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力甚至比2.4L的強(qiáng)。有人還專門用別克君威車做了試驗(yàn)，2.0T的百公里加速時(shí)間是7.5秒，而2.4L的百公里加速時(shí)間是10.2秒，其實(shí)這個(gè)試驗(yàn)就是百米跑比賽，爆發(fā)力強(qiáng)、跑的快時(shí)間當(dāng)然會(huì)少，這個(gè)功勞自然是小“T”的嘍。

第二、提高燃油經(jīng)濟(jì)性，減少尾氣排放。

空氣的進(jìn)氣量增加，汽油燃燒就會(huì)充分，相當(dāng)于榨干每滴汽油的能量，典型的吃的少干的多，這也正符合當(dāng)前越來越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。有資料顯示，CO（一氧化碳）的排放量與不帶T的發(fā)動(dòng)機(jī)相比減少10-20%。

小“T”的煩惱

第一、壽命短。

渦輪增壓器的工況特別嚴(yán)峻，尤其是渦輪端，溫度可達(dá)600℃，轉(zhuǎn)速可達(dá)10-20萬轉(zhuǎn)/分鐘，對(duì)于機(jī)油的冷卻和潤滑能力是非常大的考驗(yàn)，使用不當(dāng)極易造成損壞。

第二、開發(fā)和維護(hù)成本高。

作為一項(xiàng)普及到家用轎車行業(yè)較晚的技術(shù)，渦輪增壓器在開發(fā)階段投入了大量的人力和物力，最終都通過成本的方式轉(zhuǎn)嫁到了消費(fèi)者身上。另外，多了一個(gè)部件，就意味著多了故障率，再加上其本身容易損壞，在車主使用的過程當(dāng)中，保養(yǎng)的費(fèi)用也是比較昂貴的。

第三、反應(yīng)滯后，加速時(shí)有種提不上勁的感覺。

渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力來源于汽車的廢氣，因此當(dāng)剛開始急加速時(shí)，廢氣的排放量還停留在比較小的階段，無法及時(shí)推動(dòng)渦輪產(chǎn)生所需要的瞬時(shí)增壓值，因此會(huì)感覺提不上勁。而當(dāng)汽車需要減速時(shí)，由于渦輪的慣性作用，會(huì)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)繼續(xù)工作，增壓仍在繼續(xù)，因此減速時(shí)表現(xiàn)依然遲鈍。

小“T”的養(yǎng)護(hù)

第一、請(qǐng)勿啟動(dòng)就行駛。

車輛剛啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子還沒有被充分潤滑，尤其是冬季、剛更換機(jī)油或?yàn)V芯后，更應(yīng)該注意。

第二、請(qǐng)勿停車就熄火。

車輛高速運(yùn)行后，增壓器溫度非常高，轉(zhuǎn)速特別快，如果此時(shí)立即熄火，油壓會(huì)迅速降為零，增壓器得不到潤滑和冷卻，會(huì)影響使用壽命，尤其應(yīng)注意不能猛轟幾腳油門后立即熄火。

第三、經(jīng)常清洗零部件。

嚴(yán)酷的使用環(huán)境，會(huì)使得潤滑油結(jié)焦或碳化，應(yīng)經(jīng)常清洗油路。

第四、推薦使用全合成機(jī)油。

全浮動(dòng)軸承，要求抗磨性能好；轉(zhuǎn)速高，要求潤滑性能好；溫度高，要求高溫抗氧化性、蒸發(fā)損失性高溫安定性好。

小“T”的小伙伴

第一、機(jī)械增壓。

機(jī)械增壓器的驅(qū)動(dòng)力來源于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，通過皮帶相互連接。該方式在低速下增壓效果明顯，且轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速同步，沒有滯后現(xiàn)象。但是油耗較大，并且高速下增壓不足。一些車型單獨(dú)使用機(jī)械增壓，一些車型把渦輪增壓和機(jī)械增壓配合使用。

第二、電動(dòng)增壓。

該型增壓器的驅(qū)動(dòng)力來自于一臺(tái)額外的電動(dòng)機(jī)，它成功解決了廢氣渦輪增壓器的滯后問題。但是缺點(diǎn)同樣明顯，對(duì)于電機(jī)和電路系統(tǒng)的要求更高，電池壽命低；而且效率低，最高只能增壓14%左右，而渦輪增壓器達(dá)到100%都很容易。斯巴魯汽車單獨(dú)使用電動(dòng)增壓，而新款?yuàn)W迪A6把它作為渦輪增壓器在低速下的補(bǔ)充使用。

小“T”的前途

由于應(yīng)用在普通家用汽車上的時(shí)間還不算太長，渦輪增壓在個(gè)別細(xì)節(jié)上的表現(xiàn)還有待提升，但是技術(shù)的進(jìn)步本就如此，在發(fā)現(xiàn)問題——解決問題——發(fā)現(xiàn)問題的循環(huán)當(dāng)中，不斷地進(jìn)化到至臻至美！在與缸內(nèi)直噴、廢氣再循環(huán)以及尾氣催化轉(zhuǎn)換等新技術(shù)的配合下，渦輪增壓必將帶給我們更多的驚喜！