帶你認識增壓發(fā)動機(1):增壓器的由來
[太平洋汽車網(wǎng) 導購頻道]關心汽車技術的朋友都知道,增壓發(fā)動機已經(jīng)毫無疑問地成為了各大廠商研發(fā)的重點技術,在未來一段時間內(nèi)將主導發(fā)動機研發(fā)的方向。對于增壓發(fā)動機,群眾的觀點還是很對立的,支持和反對的理由都很多。為此,我們將會推出一個系列文章,詳細介紹增壓發(fā)動機。(本系列主要針對汽油發(fā)動機,柴油發(fā)動機采用增壓技術是最常見不過的)
自然吸氣發(fā)動機從來都沒有吃飽過
大家都知道F1比賽是全球最高規(guī)格的賽事,目前使用的是2.4升V8自然吸氣引擎。不過其實早在1977年,雷諾車隊就引入了渦輪增壓引擎,F(xiàn)1從此出現(xiàn)了渦輪增壓式與自然進氣式發(fā)動機并存爭霸的局面,后因渦輪增壓馬力太大,被國際汽聯(lián)在1989年停用,以自然吸氣引擎取代。以上例子就是最對增壓發(fā)動機最直接的理解,其作用就是增加馬力。
F1的技術永遠都是代表著汽車工業(yè)未來的發(fā)展方向
其實增壓不僅僅存在于我們的汽車發(fā)動機,在航空發(fā)動機中,增壓更為重要。因為飛機在高空飛行的時候,空氣稀薄,發(fā)動機吸入的空氣量不足以產(chǎn)生足夠的功率,因此在很多古老的活塞式發(fā)動機的飛機上也會裝有增壓器。航空發(fā)動機的增壓器早在一戰(zhàn)期間就應用于飛機上,當時采用的是機械式增壓器,這使得當時的航空發(fā)動機能夠盡可能的輕量化。
現(xiàn)代我們最常見的大型噴氣飛機就更不用說了,增壓器是必須的。以噴氣客機使用的渦輪風扇發(fā)動機為例,巨大的進口風扇里面就是壓氣機(相當于增壓器)?諝饨(jīng)過層層壓縮,最終被送到燃燒室的空氣壓力和密度極大,從而在燃燒后爆發(fā)出巨大的能量。
或許有網(wǎng)友已經(jīng)開始坐不住了,我們在談汽車,你跟我提飛機干嘛?其實這兩者是很相似的。飛機需要增壓是因為吃不飽,汽車發(fā)動機需要增壓同樣是因為吃不飽。我們知道汽車發(fā)動機需要將空氣吸到氣缸里面,壓縮后燃燒,但問題是發(fā)動機真能吸滿一氣缸的新鮮空氣嗎?事實上是不可能的。
首先是空氣濾清器的阻力。發(fā)動機的空氣濾清器就好比我們戴上一個口罩,呼吸的時候自然難受了不少,吸入的空氣自然也沒有那么多了。此外就是油門。所謂的油門就是橫在進氣管的一塊板,這塊板被稱為“節(jié)氣門”板張開的角度越大,允許通過的空氣就越多。不過由于這塊“板”本身就占據(jù)了進氣管的一定面積,因此即使開度再大也有不少損失。所有這些因素加起來導致發(fā)動機能夠吸入空氣的實際比例只有氣缸實際容量的7-8成,也就是說自然吸氣發(fā)動機一直都沒有吃飽。
汽油機對油門的控制是通過“節(jié)氣門”控制進入發(fā)動機的空氣量,從而控制發(fā)動機功率輸出的。由于這個“節(jié)氣門”增加了進氣阻力而且產(chǎn)生了負壓,讓發(fā)動機始終不能吸飽氧氣,同時還因為吸氣阻力而消耗了一部分功率。
因為自然吸氣發(fā)動機一直不能吃飽,所以增壓也就很自然地被工程師想到用來挖掘發(fā)動機的潛力。從這個角度上來說,增壓并不是硬往氣缸里塞空氣,只不過是幫助發(fā)動機充分發(fā)揮其能力而已。
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