工作原理:二合一涡轮增压器

illustration of Two-In-One Turbocharger
Paul Wootton

汽车制造商正在通过用更小、更高效的发动机取代大型汽油发动机来应对高油价和严格的燃油经济性标准。而且,他们经常使用涡轮增压器来实现这种转变,而不会牺牲动力。涡轮增压器的问题通常是成本高、机械复杂且存在动力延迟,称为“涡轮迟滞”。使用两个涡轮增压器可以减少涡轮迟滞,但会进一步增加复杂性和成本。双涡管涡轮增压器解决了所有这些问题。双涡管涡轮增压器曾仅限于昂贵的跑车,现在正出现在不那么奢华的汽车中,例如 2012 款宝马 3 系。新款 TwinPower 四缸发动机产生的功率与它取代的六缸发动机相同,但燃油消耗却减少了 15%。几乎所有其他汽车制造商都在研发类似的缩小尺寸、涡轮增压发动机。[注意:图片中的数字对应于后面的字幕列表。]

1. 捕捉

燃烧过程中产生的热气体不会通过排气管排出,而是流向涡轮增压器。内燃机中的气缸按顺序点火(不是同时点火),因此废气以不规则的脉冲形式排出燃烧室。传统的单涡管增压器将这些不规则的废气脉冲导向涡轮机,导致它们相互碰撞和干扰,从而降低了流量强度。相比之下,双涡管涡轮增压器按交替顺序收集来自气缸对的废气。

2. 旋转

废气冲击涡轮叶片,使其以高达 150,000 rpm 的速度旋转。交替的废气脉冲有助于消除涡轮迟滞。

3. 排气

废气完成其作用后,通过出口流向催化转化器,在那里它们会被净化
一氧化碳、氮氧化物和其他污染物,然后通过排气管排出。

4. 压缩

同时,涡轮机为空气压缩机提供动力,该压缩机从通风口收集冷、洁净的空气,并将其压缩至高于大气压 30% 的压力,即近 19 磅/平方英寸。富含氧气的致密空气流向燃烧室。额外的氧气使得发动机能够更完全地燃烧汽油,从而在较小的发动机中产生更大的性能。因此,TwinPower 发动机产生的功率比同尺寸的非涡轮增压发动机高 30%。

TWINPOWER 涡轮增压四缸发动机

排量 2.0 升
功率 240 马力
扭矩 260 磅-英尺
燃油经济性 36 英里/加仑(高速公路)

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