如何降低涡轮增压发动机最大扭矩的转速?

涡轮增压器目前已经是广为人知的发动机附属配件之一 , 使用最为普遍的就是废气涡轮增压器 , 它是通过利用发动机排出的废气驱动涡轮叶片转动 , 在带动空压机正常工作后 , 为发动机提供更充足的进气量 , 促使油气混合气体在燃烧室内更加充分的燃烧 , 从而可以提供比自然吸气发动机高出30-40%的动力输出 。
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涡轮增压发动机虽然可以提供更好的动力 , 但它也存在一定的动力迟滞现象 , 而且由于工作环境会比较恶劣 , 也会给汽车带来更高的排温和震动 , 因此这类发动机对材质、油品和机油的要求都比较高 , 后期的维护保养成本也会相对偏高一些 。
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我们平时购买的带T汽车 , 它的发动机输出功率都是汽车厂商事先设定好的 , 那么我们是否有技术可以降低涡轮增压发动机的最大扭矩转速呢?
涡轮增压器本质上就是一个空气压缩机的性质 , 在不断严格的排放标准 , 以及全球环境整治的大背景下 , 涡轮增压发动机在低转速下输出更高的功率和扭矩 , 已经是各大车企的一个发展方向 。 特别是很多车企都开始采用低惯量的涡轮增压器 , 在较低转速时就提前获取最大的空气进气量 , 再配合高压油泵的喷油技术 , 比如缸内直喷等 , 以此达到在低转速时就压榨出发动机最大输出动力的目的 。
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那么我们除了用低惯量涡轮来让发动机在低转速情况下 , 提前达到较大动力输出以外 , 还有其他方式可以降低峰值扭矩输出时的转速吗?
发动机能获取多大动力的关键因素 , 是看它在单位时间内能获取多大的燃烧能量 , 换句话说就是看它能在单位时间能让多少燃料进行何种程度的燃烧 。 如果想降低最大扭矩输出是的转速 , 除了利用低惯量涡轮增压器的结构特点以外 , 我们也可以改变节气门的提前角、进气升程、开口角度 , 改变进气歧管的构造 , 例如长度、表面平滑度、材质等方式来提高发动机的进气效率 。
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涡轮增压器在发动机启动的时候 , 它就开始运转 , 只是前期的转速可能无法完全带动压缩机正常工作 , 在达到一定转速压缩机开始工作后 , 它会比自然吸气额外提供更多的进气量 。 但发动机在运转时 , 达到最佳空燃比时可接受的进气压强毕竟是有限的 。
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而且我们行驶过程中突然收油时 , 节气门会关闭 , 但被涡轮增压器所带来的高压气流却会被节气门位置 , 此时如果不泄压 , 那这部分高压气流对节气门或进气管道的损害是比较大的 。 因此我们就需要对涡轮增压器的进气进行一定的控制 , 最简单的方式就是安装泄压阀 。
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所以我们可以用增大进气效率配合相应喷油量的技术 , 来快速提高发动机的输出功率 , 但为了让发动机不会因低转速高扭矩的输出方式而伤害 , 我们就可以控制泄压阀的泄压值 , 让其在达到一个低转速点时就让扭矩输出处于一个较为平稳的平台范围 , 这也就是我们所说的峰值扭矩转速区间 。
前面说了发动机的进气调整 , 那么我们再来说说影响发动机动力输出的另外一个因素 , 能量转换效率 。
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油气混合物在燃烧室内燃烧时 , 除了会为发动机提供燃烧能量以外 , 它也存在着一定的能量损耗 , 那么如何降低这部分燃烧能量的损耗 , 也在一定程度上让发动机保持在较小喷油量和进气量的状态下 , 就获得足够的燃烧能量 , 这也可以降低涡轮增压发动机在最大扭矩输出时的转速数值 。
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那么在这方面所涉及到的技术就非常多了 , 比如近几年非常流行的缸内直喷技术;大众的分层燃烧技术;改变火花塞的点火提前角;改变排气泄压阀的泄压值;顶置凸轮轴加多气门技术;非连续可变和连续可变进气管长度技术;可变正时气门控制技术;均值燃烧技术;可变排量机油泵技术等等 。 这些技术在这里就不做详细讲解了 , 否则这需要开好几堂课才可以解释清楚 。
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当然 , 影响涡轮增压发动机工作效率的因素 , 除了发动机本身的结构和技术以外 , 一些附加装置也会对其工作状态带来影响 , 比如散热 。 发动机的散热速度过快 , 燃烧室内的空气温度就会很快降低 , 压强也会随之减小 , 这就需要发动机用更多的进气量和喷油量来维持自身的最佳工作温度 , 这也会导致发动机的燃烧效率被降低 。
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【如何降低涡轮增压发动机最大扭矩的转速?】综上所述 , 以我们现在的汽车技术 , 完全是可以实现最大扭矩在低转速时输出 , 同时这也给很多爱好改装的车主提供了比较大的改装空间 。 但需要注意的是 , 虽然一些车型允许我们对它的性能进行提升 , 但改装并不是简单的换一个原厂配件这么简单 , 对于某些部件的改装都是牵一发而动全身的 。


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