渦輪增壓發動機因何動力強勁?渦輪是什麼,增壓又是怎麼回事?

渦輪增壓發動機因何動力強勁?渦輪是什麼,增壓又是怎麼回事?

只要你買過車,或者打算買車,就一定聽說過這個詞,渦輪增壓。

渦輪增壓是什麼?很多人可能並不知道,但所有人都知道的是渦輪增壓很牛,有了渦輪增壓,速度就會很快。這種理解大體沒錯,但也不完全正確。渦輪增壓這個聽起來又專業又高深的詞到底代表了什麼意義呢?為什麼渦輪增壓發動機會比普通發動機擁有更加強勁的動力呢?

要弄清什麼是渦輪增壓,就必須先要簡單瞭解一下發動機的工作原理。發動機的本質實際上就是一種內燃機,而內燃機顧名思義就是在氣缸內部燃燒的機器,它和以蒸汽機為代表的外燃機是相對的。那麼內燃機是如何產生動力的呢?這並不是一個難以理解的問題,只要我們對氣缸的結構有所認識,答案自然就會出現了。

渦輪增壓發動機因何動力強勁?渦輪是什麼,增壓又是怎麼回事?


氣缸是一個由兩個閥門所連接的一個容器,當兩個閥門都閉合時,這個容器就是完全密閉的。

在氣缸的底部有一個轉軸,轉軸通過一根連接杆與活塞相連接,隨著轉軸的轉動,活塞就會做上下運動。在活塞之上,是連接氣缸的兩個閥門,一個是進氣口,另一個則是排氣口,同時在這一區域還存在著一個不可或缺的元素,那就是火花塞。可以看出,氣缸的結構並不複雜。

當閥門閉合時,氣缸是完全密閉的,此時轉軸開始轉動,活塞隨之下行,於是活塞之上的空間變大,氣壓降低,此時只需要打開進氣閥門,氣體就會因內外部氣壓的差距而被吸進氣缸了。接下來再次關閉進氣閥門,氣缸又變成了一個密閉空間,此時轉軸繼續轉動,活塞隨之上升,而此時活塞上部已經充滿了氣體,活塞的上升會導致氣體被壓縮。

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被壓縮的氣體密度增大、溫度升高,此時火花塞只需要輕輕打火,這些高溫的油氣混合物就會發生爆炸。

在爆炸的推動之下,活塞被推動下行,進而推動曲軸,至此,化學能就被完美轉化成為了機械能,最後,只需要將排氣閥門打開將爆炸後所產生的廢氣排出就可以了。

從氣缸的結構和工作原理我們可以看出,單憑一個氣缸是無法驅動汽車的,因為它的動力是間斷的,只有在爆炸發生的時候才會做功,所以要讓一輛汽車平穩運行就必須要加裝多個氣缸,現在家用的汽車最少也有3個氣缸,氣缸數量越多,不僅汽車行駛會更加平穩,也會獲得更多的動力增強。弄懂了氣缸的基本結構和發動機的工作原理之後,我們終於可以來說說渦輪增壓的問題了。

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明白了氣缸的結構和工作原理之後,渦輪增壓就變得很容易理解了。

氣缸所產生的動力源於氣缸內部的可控爆炸,很顯然,爆炸越強烈,動力也就越充足,那麼爆炸怎樣才能更加強烈呢?那就是增加進氣口的氣體吸入量,而渦輪增壓裝置的本質就是這樣一種輔助進氣裝置,而驅動這個裝置的就是氣缸內部爆炸所產生的廢氣。

渦輪裝置本身是一種類似於啞鈴結構的裝置,由一根杆所連接,在杆的兩頭分別裝有一個渦輪。兩頭的渦輪分屬於兩個不同的管道,一個是排氣管,一個是進氣管。當排氣管的氣體排出時,氣體會推動渦輪旋轉,排氣管的渦輪轉動會通過連接杆帶動進氣管的渦輪轉動,於是進氣管的渦輪會推動空氣加速進入氣缸,這樣氣缸的進氣過程就不再是單純的利用氣壓差吸氣了,進氣量也大大增加了。

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氣缸的進氣量增加會導致爆炸變得更為劇烈,動力自然也就更加充足了,渦輪增壓聽起來專業又高深,實際原理卻是非常簡單的。

很多人可能並不知道,渦輪增壓最早並不是為汽車而發明的。除了地上跑的汽車以外,在天上飛的飛機同樣需要發動機,那麼在天上飛和在地下跑有什麼不同呢?最大的不同就是高空中空氣相對稀薄,發動機氣缸利用氣壓差所能夠吸入的氣體量是比較有限的,這就會直接導致飛機的發動機動力不足,那麼怎麼辦呢?

於是人們就發明了一種能夠輔助發動機進氣的裝置,這個裝置就是渦輪增壓系統,也正是因為有了渦輪增壓系統,飛機才可以翱翔於藍天。後來這套系統逐漸被應用於汽車之上,於是動力更加強勁的汽車便出現了。


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