廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的構造有哪些

廢氣渦輪增壓系統(tǒng)主要由廢氣渦輪增壓器、內(nèi)燃機進氣和排氣系統(tǒng)構成。其中，廢氣渦輪增壓器又包含渦輪機和壓氣機等部件，渦輪機有噴嘴環(huán)、葉輪等，壓氣機則有進氣道、工作輪等。內(nèi)燃機進氣和排氣系統(tǒng)在整個系統(tǒng)中也起著關鍵作用，且廢氣渦輪增壓系統(tǒng)一般分為定壓增壓和脈沖增壓系統(tǒng)兩類，不同類型構造和特性有所差異，共同為提升發(fā)動機性能服務 。

先來說說廢氣渦輪增壓器。渦輪機部分，它主要由固定的噴嘴環(huán)、旋轉的葉輪以及渦輪殼組成。在一些小型渦輪增壓器中，可能會取消噴嘴環(huán)，采用無葉渦輪殼的設計。噴嘴環(huán)如同精密的“引導者”，由噴嘴內(nèi)環(huán)、外環(huán)和噴嘴葉片巧妙構成，它的作用是將廢氣精準地導向葉輪，讓葉輪能夠高效地運轉。而葉輪，作為渦輪機的核心旋轉部件，由輪盤和工作葉片組成，廢氣的強大能量推動葉輪飛速轉動，從而為整個增壓器提供動力支持。

離心式壓氣機同樣構造精妙，它由進氣道、工作輪、擴壓器和出氣蝸殼組成。在小型渦輪增壓器里，進氣道和出氣蝸殼可能會布置在同一殼體上，也就是壓氣機殼。擴壓器還分為有葉擴壓器和無葉擴壓器兩種類型。進氣道就像是空氣進入的“通道大門”，進氣消音器中的濾網(wǎng)、導流環(huán)在這里發(fā)揮著濾清、導流、吸音的重要作用，進氣箱則負責將進入的空氣進行導流定向，讓空氣以合適的路徑進入工作輪。工作輪由導風輪和半開式葉輪組成，當它高速旋轉時，能夠將空氣快速吸入并甩向外側，實現(xiàn)空氣的初步增壓。之后，空氣進入擴壓器，在這里速度降低、壓力升高，最后通過出氣蝸殼被輸送到內(nèi)燃機的進氣系統(tǒng)中。

軸與軸承也是廢氣渦輪增壓器不可或缺的部分。應用較為廣泛的軸承支撐方式有外支撐、內(nèi)支撐和懸臂支撐。渦輪增壓器的軸承有滾動式和滑動式兩種，為了保證增壓器的穩(wěn)定運行，需要在壓氣機端設置支持止推軸承，渦輪機端設置支持軸承。

氣封與油封裝置同樣重要，它們主要用于防止燃氣、空氣和滑油的漏泄。具體來說，在軸承箱內(nèi)側安裝油封，葉輪兩側安裝氣封。渦輪端采用軸向氣封環(huán)，壓氣機端則是軸向油封環(huán)，嚴密地守護著增壓器內(nèi)部的工作環(huán)境。

再看看內(nèi)燃機進氣和排氣系統(tǒng)。在定壓增壓系統(tǒng)中，內(nèi)燃機所有氣缸的排氣都會先通入粗大的排氣總管，然后再流入渦輪機，排氣總管在這里起到了穩(wěn)壓的關鍵作用，這使得渦輪機能夠在相對穩(wěn)定的工況下高效運轉。不過，這種系統(tǒng)也有一定的局限性，那就是內(nèi)燃機的加速和低負荷性能會比較差，所以它更適用于高增壓以及工況變化較少的場合。

而脈沖增壓系統(tǒng)則有著不同的構造特點。它致力于在排氣管中制造出較大的壓力脈動，排氣支管細而短，渦輪靠近氣缸，并且將排氣互不干擾的幾個氣缸的排氣支管連接在一根排氣管上，從而形成排氣脈沖波。同時，渦輪機的噴嘴環(huán)是分組隔開的，這樣的設計能夠充分利用排氣的能量，有效改善內(nèi)燃機變工況的性能。但它的渦輪機效率相對較低。為了克服這些缺點，人們又研制出了脈沖轉換系統(tǒng)和多脈沖系統(tǒng)，這些系統(tǒng)多用于氣缸數(shù)不是3倍數(shù)的柴油機。

總的來說，廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的各個組成部分相互配合、協(xié)同工作。廢氣渦輪增壓器巧妙地利用廢氣能量實現(xiàn)空氣增壓，內(nèi)燃機進氣和排氣系統(tǒng)則根據(jù)不同的增壓方式合理組織氣流，它們共同為提升發(fā)動機的充氣效率、燃燒效率以及燃油經(jīng)濟性等性能做出貢獻，讓汽車等內(nèi)燃機設備擁有更強勁的動力表現(xiàn) 。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）