涡轮那些事儿之三:关于涡轮增压系统的进气

第一集我们介绍了涡轮增压的发展历史和涡轮增压器的工作原理 , 第二集介绍了能让涡轮增压系统正常工作的废气旁通阀及涡轮增压值控制器 , 而到了第三集 , 就应该是涡轮的另外一侧:进气系统了 。
首先我们复习一下涡轮增压系统的工作原理:
涡轮那些事儿之三:关于涡轮增压系统的进气
文章图片
这是整个涡轮增压引擎的工作流程图:5、排气>6、进入废气侧扇叶驱动扇叶组旋转>7、进入排气管>1、进气>2、经过压缩的空气>3、中冷器为压缩过的新鲜空气降温>4、进入引擎燃烧室 。 (图片版权归原作者)
涡轮增压器的原理就是用排气来推动Turbine扇叶旋转 , 而这个扇叶又通过轴承带动Compressor压缩侧的扇叶对来自风隔进入的新鲜空气进行压缩及加速 , 从而在节气门之前形成正压 , 当引擎需要加速时 , 这些正压能优化进气歧管及气缸内的填充率 , 简单点儿说就是让更多的空气进入气缸 , 与雾化燃油混合后形成燃油混合气 , 但从涡轮增压的原理上 , 相比自然吸气引擎 , 涡轮引擎在某一个单位时间内 , 其实是更费油了 , 因为空气越多 , 要保持适当的空燃比 , 也就要多喷些汽油 。 但在拉长时间周期 , 因为涡轮增压引擎能产生更大的动力输出 , 所以让车子加速到某一速度的时间是缩短了 , 因此省油了 。
用车Tips:自然吸气和涡轮增压哪个省油的疑问便可作出解释 , 某一时间点计算 , 涡轮增压引擎的耗油量比自然吸气多;一段时间内计算 , 涡轮引擎因为能更快将车辆加速到适当的速度后、转为非高负载工况 , 因为所耗时间少、耗油量相等甚至略少 。 有了这个 , 如何开好涡轮车大概就清晰了 。
涡轮增压系统的进气系统 , 主要是由:进气风隔(AirFilter)、涡轮压缩侧之前的涡轮进气管(SuctionPipe)、进气泄压阀(BlowoffValve)、中冷器(Intercooler)、节气门之前的进气管(IntakePipe)、节气门(Throttle)等这些部分组成 。 这里必须说明 , 很多国内的媒体、尤其是那些半路出家的车媒会将涡轮增压车型的SuctionPipe和IntakePipe搞混和搞乱 , 有些英语国家会笼统地写成SuctionIntake , 这里有必要将两者区分一下了:在自然吸气车型上 , SuctionPipe是指风隔至节气门的管路 , Suction的英文意思是“吸力” , 顾名思义 , 这部分管路内是负压的 , 而放在涡轮增压系统上 , 长时间有负压的地方就是涡轮增压器之前的这段管路了 。 而IntakePipe则是进气管 , 为了区分功能和作用 , 在涡轮增压车型中 , 这两者应当有一个明确的分工和名称 。
用车Tips:SuctionPipe是负压管路 , IntakePipe是正压管路 。
涡轮那些事儿之三:关于涡轮增压系统的进气
文章图片
本文就以目前本田应用最广的L15BTurbo引擎作为例子吧 , 如果开其他品牌车型的车友稍稍融会贯通一下即可 , 所有的涡轮引擎管你100匹还是1000匹 , 其原理都是一样的 , 不同的只是系统中用了什么、用了多少、成本高低的分别 。
既然SuctionPipe是涡轮压缩侧的负压管路 , 如果希望涡轮增压器能更快更顺畅地吸入空气 , 那么就可以考虑在空气滤清器(AirFilter)、俗称的风隔上考虑了 , 很多对于不太懂车、或者道听途说的车民都会问:高流量风隔或者冬菇头不会削弱扭力吗?这里很肯定地告知:在涡轮增压引擎里 , 不会!前面都说过了 , SuctionPipe是一个带“吸力”的工作环境 , 也就是负压 , 正如你吸气时 , 原装车那种高密度纸质风隔 , 就像N95口罩 , 而高流量风隔则是普通外科口罩 , 你觉得哪个吸气更舒服呢?但还有一点不得不说 , 这个“外科口罩”的耐用度比“N95”强多了 , 原厂的风隔两三万公里就要换新的 , 而高流量风隔只需定期清洁便可用160万公里 , 能剩下多少钱?自己慢慢算吧 。 至于想换冬菇头套件的车友 , 以思域的L15B7为例 , 因为其涡轮进气口向着右侧 , 而SuctionPipe又只能从左边跨过涡轮上方才转个180°大弯进入涡轮 , 其长度应该算是近期新型涡轮引擎较特别的一个设计 。
涡轮那些事儿之三:关于涡轮增压系统的进气
文章图片
这是美国Injen推出的L15B引擎使用的“半段”SuctionPipe进气套件 , 它的冬菇头位于管路下方 , 另外一款设计则是对应K20C的则是直接从上部吸气型号 。 之所以说是半套 , 因为原厂就分开两部分 , 前面部分装有进气压力传感器;而后面黑色的扁管则是负责转180°的弯 。
涡轮那些事儿之三:关于涡轮增压系统的进气
文章图片
左侧的黑色风管就是L15B7引擎的原装SuctionPipe , 管路尺寸又细又扁 。 但作为从风隔到涡轮之间的这段管路里 , 这条管是最重要的 , 它直接影响到涡轮扇叶吸气时的填充率 , 填充率越高 , 涡轮响应性越快 。
涡轮那些事儿之三:关于涡轮增压系统的进气
文章图片
美规普通版与Si版涡轮之前SuctionPipe的形状区别 , Si版的引擎依然名为L15B7 , 但不同车型上的增压值设定是不同的 , 增压值不同也说明对于涡轮前的进气量需求是不同的 , 所以原厂才会设计不同的进气管进行搭配 , 国内很多思域的玩家动不动就去刷电脑 , 但想问问 , 你们的SuctionPipe跟得上吗?(原厂时 , 思域1.14bar;CR-V1.28bar;雅阁1.39bar;思域Si1.40bar)
涡轮那些事儿之三:关于涡轮增压系统的进气
文章图片
虽然美规Si版的原装转弯段SuctionPipe与普通177匹的版本不同 , 但两者基本是通用的 , 而美国一家改装公司27WON参照了K20C1引擎造出了这款更为粗壮的替换产品 。
★★27WONPerformance这个品牌的名字来自于“2-7-1” , 271是啥?本田的RA271一级方程式赛车是也 , 它创建于1998年 , 从品牌名字可以知道 , 他们的产品就是针对本田各款车型的 。 以后再找机会慢慢介绍吧 。 ★★
涡轮那些事儿之三:关于涡轮增压系统的进气
文章图片
这是美规思域Si版的涡轮 , 比普通的思域稍大一点儿 , 增压值也稍高 , 但外形结构、气流导向是一样的 。 中间看到扇叶的就是涡轮的进气口 , 而右边的孔就是涡轮出口 , 从这里流向中冷器 。 包括目前国内在售的雅阁CV1、InspireCV4、CR-V、冠道、UR-V等上的L15BTurbo全是这样的设计 , 所以他们的升级管路是可以通用的 。
说完了风隔、涡轮进气管 , 在中冷器之前还有一个很重要的零部件就是进气泄压阀 , 简称BOV , 俗称“放气哗佬” 。 这个东西对于提升涡轮压缩侧的工作效率非常重要 , 其作用其实很简单:它位于涡轮压缩侧之后、节气门之前 , 理论上可以放在这段管道内的任何位置安装 , 作用就是在节气门关闭时 , 通过真空力把阀门打开 , 将这段管道内的压缩空气放掉 , 以便下次增压的气体能顺畅地流入 。 这个东西很多人会觉得 , “原装不是有吗?能有什么用?” , 其实 , 很多升级零件的作用和原理跟原装是一样的 , 只是有些会直接把这里的空气放到大气中 , 即外排式;而重新放回到涡轮之前的进气管内的 , 名为内排式 , 而原厂一般都采用内排式为主 , 甚少会用外排式的 。 此装置对于弹簧的灵敏度和弹力有要求 , 配合得好 , 排放更干净也更快速 , 这无疑是帮助了涡轮的进气效率的提高 。
【涡轮那些事儿之三:关于涡轮增压系统的进气】涡轮那些事儿之三:关于涡轮增压系统的进气
文章图片
这就是BOV的工作原理示意图 , 只不过它安装的位置是在中冷器 , 也有装在节气门前的 , 总之 , 只要是放在涡轮压缩侧之后、节气门之前即可 。


    推荐阅读