为什么涡轮增压器仅在发动机有负载时才产生助力?


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为什么涡轮增压汽车仅在发动机有负荷时才产生明显的助推作用?是与产生多少废气有关,还是有某种阀机构来控制这种情况?

例如,以空转3000 RPM运转发动机不会产生与以3000 RPM运转的发动机提速同时使汽车上坡的动力。

Answers:


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让我以关于该主题的出色书籍作为开场白:Corky Bell的Maximum Boost。除了一些有趣的过时和深奥的应用之外,还对涡轮增压器的基本操作进行了合理的处理。例如,我发现对不同类型的化油器进行涡轮增压的讨论具有实际意义,即使不是实际意义。

总结问题中要指出的要点,以下是涡轮增压发动机的一些主要方面:

  1. 气流:记住,内燃机是有效的空气泵。如果说的是在“负载下”运行的发动机,则可以假定您已经打开了油门。例如,在山坡上行驶时,您无需踩油门,因此整个进气至排气路径都将泵送较小的空气量。但是,上坡行驶将需要您打开油门(给汽油),为进气口增加空气。这导致发动机计算机向混合物中添加燃料。燃料-空气混合物燃烧产生能量。燃烧产生的废气然后进入...

  2. 所述涡轮机:这是部分看起来像一个喷气发动机坐在排气路径的前部。涡轮机位于旋转轴的一端。在另一侧是压缩机。这实际上是在发动机的进气侧增强动力的部分。越多的废气越过涡轮机,它就越希望旋转并在压缩机侧增强动力。但是,也有...

  3. 废气门:这是一个阀,其也位于在排气通路。如果此时发动机确实不需要增压,则它为排气提供了捷径。可以将其用于峰值助推器控制(太多的助推器会物理上破坏发动机)。这可以是纯机械的弹簧阀,其在进气路径中保持关闭直至达到一定的正压,然后随着增压的增加而逐渐打开。它也可以在引擎计算机的直接控制下。例如,我的车(有库存)非常讨厌拒绝保持三级车的峰值加速。它还会拒绝通过部分节流阀将油压提高到某个点。引擎计算机实际上在说“不,现在足够有趣了”。

例如,如果我脚踩油门而下坡时,油门关闭。没有足够的空气质量通过进气口至排气口的路径而使涡轮旋转,是否废气旁通。

但是,随着我们爬下一个山坡,场景在山的底部发生了变化。我必须打开油门才能上山。如果我处于低速档,则RPM将更高,废气能量将更高,并且涡轮将向上旋转。但是,由于为达到相同的加速度,我需要在低速档处部分节气门,因此我的引擎计算机可能会否决增压超过某个点,从而打开废气门。

如果我的档位较高,则RPM会降低,我必须将油门完全打开才能上山。然而,排气量和速度会很低,它可能是我不会有足够的能量用于涡轮作出任何显著的正压力(例如,大约40英里每小时第五在我的车)。即使我真的想在这种情况下有所助益,我也无法做到。


好吧,废气旁通阀控制是电子的。在带有通过真空压力控制的废气旁通阀的汽车中怎么办。为了打开或关闭废气旁通门,汽车如何知道发动机在负载下还是不在负载下?
一般例外情况

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@generalexception,您只是回答了自己的问题:如果发动机处于真空状态,则负载很小。节气门必须接近关闭,以减少通过系统的总空气量。当节气门打开时,涡轮将随着排气能量的增加而旋转。在机械系统中,只有当升压超过废气门弹簧的阈值时,废气门才会开始打开。在这种情况下,废气门仅用作升压天花板控制。 请注意对原始评论的修改:太多的假设导致某些事实被认为是错误的。
鲍勃·克罗斯

嗯,那不是我的工作原理……我车上的废气门弹簧压力为8.5psi。它通常是关闭的,只有在控制管路上的压力迫使其打开时才打开。上游的是一个增压控制器分流器,可释放压力,因此ECU可以通过降低废气旁通阀看到的压力来允许更高的增压压力(但绝不会更低)。增压较低的唯一原因是由于缺少足够的空气质量,无法使涡轮进入效率范围并导致涡轮增压进气。下坡时,节流板关闭,迫使真空,无质量=无助力。
Brian Knoblauch

@BrianKnoblauch,我正在重新阅读我写的内容,我同意我混淆了足够多的观点,这对新手读者来说是令人困惑的。例如,我在忙于汽车的各个方面(在股票调配中),而没有明确地知道它不仅仅是提高真空度而变得更加复杂。我将重写答案。
鲍勃·克罗斯

@BrianKnoblauch,我已经重写了答案和评论。感谢您指出我已经自己做成了完整的驴子!
鲍勃·克罗斯

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您几乎猜到了,如果没有,维基百科是您的朋友

总之,涡轮增压器通过将两个涡轮机连接到同一旋转轴来运行。一个涡轮机被废气旋转,导致另一涡轮机旋转。第二个因素是迫使空气进入发动机进气口的原因。

在怠速转速下,几乎没有排气产生助力。打开节气门=>更多的空气通过发动机=>更多的排气=>更多的助力。


修正的问题,因为您可能误解了。
一般例外情况

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@generalexception:阅读您的修正案,是的,我确实回答了这个问题。这全都取决于您正在通过引擎移动的空气量。如果您的汽车静止不动,则需要非常小的油门开度才能将发动机转速提高到3k rpm。另一方面,将汽车置于任何负载下(例如,上坡或加速...)将需要更多的油门开度并达到相同的RPM。节气门开度X rpm ==>更多助力。
DXM 2012年

简单,易读,正确!
尼克G

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不完全是……请记住,并非所有涡轮增压发动机都使用废气旁通门。

发生的事情是说您的发动机空载时转速为2000 RPM,现在您承受了一个负载,RPM下降并且要使其恢复至2000 RPM,您必须增加节气门,以将燃油倾倒入发动机。随着燃油的排放,燃烧压力的增加以及最终更高的排气压力将使涡轮快速旋转,并产生更大的升压,这将进一步增加燃烧压力(现在有更多的O2)。看到,在没有负载的发动机上,即使没有废气门,涡轮也做不了什么。

并使事情变得更加复杂,在柴油发动机上,它的工作原理相似但又不同。柴油没有进气调节,进气总是不受限制的,输出取决于所喷射的燃油量。这就是为什么当柴油机的转速很高时,它们会冒出很多烟,直到发动机追上来。涡轮增压柴油依靠涡轮增压器本身作为进气调节的一种形式。


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正如DXM所指出的,他是对的。打开节气门=>更多的空气通过发动机=>更多的排气=>更多的助力。
FJSchrankJr

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从技术上讲,在标准汽油发动机中打开节气门可让更多的空气进入系统。ECU看到了这一点,并增加了更多燃料以匹配。然后,这种组合导致更多的输出,这意味着更多的流量等。但是正确的是,如果没有更大的空气量,那么没有废气旁通阀的发动机将看不到任何助力(非废气旁通涡轮发动机的示例) (在Piper Turbo Arrow中使用)。一次将油门向前推一点,观察歧管压力。必须调节油门,直到起飞前达到正确的总压力为止)。
Brian Knoblauch

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当汽车处于负载状态时,它的引擎使用更多的燃料使引擎旋转至3000RPM,而不是空转。这是简短的答案。

更多的燃料意味着更多的废气,这意味着更多的增压。相反,当您在空档处换气时,所使用的燃料少得多,因此使涡轮旋转的废气也少得多。这也是为什么您的汽车在上坡行驶的汽油要多于下坡行驶的汽油。

同样,当您的油门断开时,您的汽车管理系统可能会断开废气旁通阀/吹气阀。这是一项安全功能。

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