廢氣渦輪增壓器的工作原理是什么

廢氣渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣來(lái)實(shí)現(xiàn)增壓的裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，排出的廢氣以一定角度高速?zèng)_擊渦輪機(jī)葉輪，驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，由于渦輪和壓縮機(jī)葉輪固定在同一軸上，二者同速旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)葉輪的高速旋轉(zhuǎn)使得發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的氣壓升高，實(shí)現(xiàn)增壓。這樣能讓更多空氣進(jìn)入氣缸，使燃油充分燃燒，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能 。

具體而言，廢氣渦輪增壓器主要由渦輪和壓縮機(jī)兩大關(guān)鍵部分組成。

渦輪是將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的重要裝置，它由固定噴嘴環(huán)、旋轉(zhuǎn)葉輪和渦輪殼構(gòu)成。來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣被引入渦輪后，首先進(jìn)入固定噴嘴環(huán)。隨著噴嘴環(huán)通過(guò)面積縮小，廢氣的壓力和溫度降低，但速度卻大幅增加。這些高速?gòu)U氣流如同強(qiáng)大的動(dòng)力源泉，迅猛地沖擊渦輪的旋轉(zhuǎn)葉輪，驅(qū)動(dòng)渦輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)，之后廢氣最終排入大氣。葉輪和壓縮機(jī)工作輪共用旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成轉(zhuǎn)子，由徑向軸承和軸向推力軸承支撐，確保整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的穩(wěn)定。

而壓縮機(jī)，又稱離心式壓縮機(jī)，由進(jìn)氣口、工作輪、擴(kuò)壓器和出氣口蝸殼組成。當(dāng)渦輪帶動(dòng)同軸的壓縮機(jī)葉輪一同高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣從進(jìn)氣口被吸入壓縮機(jī)殼體。進(jìn)入的空氣在高速旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪作用下，被有力地甩向葉輪外緣，在這個(gè)過(guò)程中空氣的速度和壓力都得到提高。隨后，空氣進(jìn)入擴(kuò)壓器，在這里流速降低，但壓力進(jìn)一步增加。最后，經(jīng)過(guò)壓縮的空氣通過(guò)出氣口蝸殼以及進(jìn)氣管，以更高的壓力進(jìn)入氣缸。

值得一提的是，渦輪工作時(shí)內(nèi)部壓力極高。雖然渦輪本體有釋放高壓氣體的孔，但面對(duì)持續(xù)增壓的情況，有時(shí)仍顯不足。這時(shí)，高壓氣體可通過(guò)減壓閥快速釋放，這一舉措不僅能有效保護(hù)渦輪，使其免受過(guò)高壓力的損害，還可以在一定程度上消除渦輪遲滯現(xiàn)象，讓增壓器的工作更加高效和穩(wěn)定。

廢氣渦輪增壓器巧妙地利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣，將廢氣的能量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)渦輪和壓縮機(jī)的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了空氣的增壓，從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量。這一過(guò)程使得進(jìn)入氣缸的空氣壓力和密度增加，為燃油的充分燃燒創(chuàng)造了良好條件，進(jìn)而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，同時(shí)還能有效利用廢氣能量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，降低燃油消耗，減少排放。它是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中一項(xiàng)極為重要且精妙的發(fā)明。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）