⑴ 什么是涡轮增压技术
涡轮增压(Turbocharger),是一种利用内燃机运作转产生的废气驱动空气压缩机(Air-compressor)的技术。
市面上的涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机,涡轮增压器(Turbo)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮(位于进气道内),叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,再送入气缸。当发动机转速加快,废气排出速度与涡轮转速也同步加快,空气压缩程度就得以加大,发动机的进气量就相应地得到增加,就可以增加发动机的输出功率了。
涡轮增压器(Turbocharger)的机构与工作原理
涡轮增压由发动机的排出的废气驱动。涡轮由两部分组成,一是新鲜空气增压端(压缩泵轮)、另一部分为废气驱动端(废气涡轮),两端各有一个叶轮,在同一轴上的两边涡轮之间还有一个泄压触发器(Wastegate)设在废气涡轮那边,当压缩涡轮压力过大,压力便会推动触发器将废气涡轮的阀门打开,降低气压,以防止增压过度。
涡轮轮轴的支承为轴套轴套里边的轴承陪亏颂设计可以分为滚珠轴承和浮动轴承。涡轮增压器叶轮的旋转动力来自于废气。废气带动涡轮,在涡轮的另一边,叶片压缩空气。涡轮增压器壳体为镍、铬和硅合金材料,轴为铬和钼合金材料。更重要的是,涡轮增压器是在高温、高速条件下工作的,为保证其正常工作,在涡轮增压器中通入了机油和冷却液,以保证有效的润滑和冷却,改善工作条件。
发动机排出的具有高温和一定的压力的废气进入增压器中,推动轴的叶轮以每分钟高达数万甚至几十万转的高速度旋转,怠速时,叶轮转速为12000转/分,当全负荷时,叶轮转速可超过135000转/分,普通的轴承是无法承受如此高速而产生的高温和磨损的,所以在涡轮增压系统里边机油的润滑和冷却作用至关重要。柴油发动机也有不少装配涡轮增压系统的,而且柴油发动机的最大增压值普遍比汽油发动机的最大值高。也正是为了涡轮增压器良好的散热需要,一般装有涡轮增压器的车辆要求熄火前怠速运行片刻。
涡轮增压与机械增压的区别
涡轮增压(Turbocharger)与机械增压(Supercharger)是进气增压的两种不同方式,主要的不同在于增压器的驱动方式。最早的增压器全部都是机械增压,在刚发明时被称超级增压器(Supercharger),后来涡轮增压发明之后为了区别两者。起初涡轮增压器被称为Turbo Supercharger,机械增压则被称为Mechanical Supercharger,久而久之,两者就分别被简化为Turbocharger与Supercharger了。德国人由于德语的关系把机械增压叫做Kompressor。
涡轮增压器的A/R值
A/R值在改装市场的涡轮增压器销售册上常有标明,用以表达涡轮的特性,A是Area(面积)的意思,指的是叶片涡轮接受废气的侧入口最窄处的横截面积,R是Radius(半径),指的是A(横截面积)的中心点与涡轮本体中心点的距离,面积与两中心点距离的比值,就是A/R值。
A/R值越小,表示入口相对较小而涡轮叶片的起动惯性低,流速相对高,低转反应比较好,涡轮迟滞效应不明显芦郑。反之,A/R值越大入口较大,叶片惯性高,低转反应比较迟钝,涡轮迟滞较明显,但在高转时表现则刚烈得多。简单而言,较注重高转功率输出的涡轮,A/R值可以达到0.7左右,而注重低转扭力输出的涡轮,A/R值大约为0.2。保时捷的VTG可变涡轮几何叶片技术则是通过改空档变涡轮的A/R值达到不同的涡轮特性。
⑵ 你知道吗并没有真正的“全铝发动机”
全铝发动机竟然不是全铝的? “全铝发动机”似乎是厂商们推广的技术亮点。但是,大多数人认为的“全铝发动机”真的是铝合金做的吗?
不要骗我!“全铝发动机”不全铝?
毫无疑问,轻是铝材料的主要特征。其实汽车用的铝都是铝合金的形式,因为纯铝很软,而铝合金可以达到很高的强度。全铝发动机、铝合金轮圈、全铝车身、铝合金悬架...为了减轻重量,现在工程师们已经用铝合金材料代替了汽车中的许多钢制零件,全铝发动机也越来越受欢迎,包括 SAI C、江淮、 比亚迪 等许多中国品牌。
自1866年德国工程师尼科劳斯·奥托发明四冲程内燃机以来,制造发动机所用的材料和工艺不断演变,如今铝合金已成为汽车发动机中常见的材料。对于普通消费者来说,他们可能不知道发动机里面是什么。“全铝发动机”是否完全由铝合金零件组成?显然,轴承、正时齿轮链、起动机、阀门、气门弹簧等部件不能是铝合金。
-什么是铝合金缸体缸盖?
简单来说,支撑发动机主机架的腔体就是发动机的气缸体,它的上方便是气缸盖。一方面,气缸盖、活塞和气缸构成了汽油燃烧的燃烧室,另一方面,它可以用来安装固定正时系统、燃油喷射系统和点火系统等部件。气缸体和气缸盖是发动机最重要的零件,所以从轻量化的角度来看,它们是车企最愿意要的零件。
早期的气缸体和气缸盖大多由铸铁制成。铸铁缸体和缸盖虽然强度和耐磨性高,成本相对较低,但在铝合金材料面前已经失去了主导地位。由铸铁改为铝合金不仅可以大大减轻重量,还可以改善发动机的冷却性能,在一定程度上提高整车的动力性和燃油经济性。
与铸铁相比,铝合金在成本上并不占优势,但随着目前的大批量、大规模生产,可能不再是车企的大问题。因此,“全铝发动机”成为了今天的主流。
-为什么引用“全铝发动机”?
之所以给“全铝发动机”加上引号,是因为厂家的宣传和人们的普遍认知并不完全准确。甚至按照大多数人的认知逻辑——气缸体和气缸盖都是铝合金的发动机,也可以称之为全铝发动机。目前,缸体中铸铁制成的曲轴轴承座和气缸套仍不能完全用铝合金代替。
作为气缸体的一部分,曲轴轴承座由铸铁制成。严格来说,缸体不能算作一个完整的铝合金缸体。铝合金的特性决定了它不能胜任下轴承座,而应力相对较小的上轴承座可以用较轻的铝合金制成。另外,气缸体上的气缸套也是不能使用铝合金的零件之一。
“拉缸”是我们经常听到的发动机故障。“气缸”是发动机的气缸。拉缸的原因很多,如冷却液不足、机油量少、异物进入气缸或活塞环失效等。,最终可能会损坏气缸内壁,使汽车无法再正常行驶甚至熄火。这里提到的气缸内壁一般是发动机的气缸套,甚至对于厂家所说的“全铝发动机”,气缸套也不是铝合金材质,大部分还是铸铁材质。
气缸套必须由铸铁制成吗?铸铁气缸套曾经是发动机不可缺少的零件。然而有一天,电弧喷涂技术出现了,在一些发动机上看不到气缸套。
宝马最新的B系列发动机、全新福特野马谢尔比GT350上的5.2L V8发动机以及全新日产菲尼迪Q50上的3.0T V6发动机都取消了传统的铸铁气缸套。采用这种电弧喷涂技术,气缸内壁涂有合金涂层或其他复合材料,厚度一般只有0.2-0.3毫米。除了耐磨性和导热性的提高,与铸铁相比,
基于对轻量化的追求,厂家似乎讨厌钢材,想尽办法用铝合金来代替,或者干脆像铸铁气缸套一样取消。那么,除了发动机缸体、缸盖大量使用铝合金外,还有哪些发动机零部件在逐渐淘汰钢材?
哪些钢铁部件被替代了?
●铝合金替代的钢铁零件
-涡轮增压器也可以是铝制的!?
安装涡轮增压系统是提高发动机性能的一种手段。在挤压发动机动力的背后,涡轮增压器和排气歧管需要承受数千摄氏度的高温,这显然对铝合金的材料机制具有破坏性。所以目前虽然大部分发动机在气缸体和气缸盖都采用了轻质铝合金,但是涡轮增压器还是采用铸铁。然而,当人们坚信涡轮增压器一定是一个沉重的“铁块”时,一家企业却苦于追求涡轮增压器的轻量化。
宝马最新的B系列发动机集成排气歧管和涡轮增压器,材质是铝合金,没错。铝合金材料能承受几千摄氏度的高温吗?
宝马的铝合金涡轮增压器来自“好极优”大陆集团,是第一家将铝合金涡轮增压器应用于汽车的供应商。增加水冷系统后,不仅铝合金可以满足温度要求,而且整个增压器壳体可以均匀受热,防止局部损坏,对增压效果也有一定的积极影响。宝马与大陆合作开发涡轮增压器的意义远不止于此。要知道目前很多汽油机的涡轮增压技术都是从柴油机过渡而来的,这次合作代表了宝马从无到有的汽油机涡轮增压器的发展。
“铝合金涡轮增压器+水冷系统”的方案无疑会提升宝马发动机的轻量化水平和燃油效率,但更高的成本也是让宝马纠结的一点。好在宝马的B系列发动机遵循模块化生产的原则。无论是3缸1.5T B38、4缸2.0T B48还是6缸3.0T B58,它们都可以共享很多技术和硬件,所以成本在未来可能不是大问题。
-不仅仅是减重-活塞和活塞连杆
活塞是发动机里最难的小弟弟。它能承受最恶劣的工作环境——高温、高压和燃油腐蚀性,还能与气缸壁不断摩擦和战斗。所以发动机对这个小哥哥的身体要求很高,它的强度、刚性、耐高温、耐磨、耐腐蚀都必须能承受这样恶劣的环境。
铸铁是最经济的材料选择,对于铸铁制成的活塞和活塞连杆来说,高强度和高温是小菜一碟。然而,它的缺点也很明显。由于铸铁材质的质量比较大,活塞往复运动时,发动机要克服活塞和活塞连杆本身的惯性力。
●发动机哪些钢制零件不能更换?
我们看到许多发动机零件已经被铝合金取代了。钢材真的会被彻底淘汰吗?目前来看,显然不是。铝合金在强度、耐高温性和疲劳特性上仍然落后于钢,所以这也是发动机零件不能完全用铝合金制造的原因。
-曲轴一定是钢做的?
曲轴也是一个很惨的角色,相当于一个转换力的工具。它承受自身的离心力和往复惯性力,同时承受活塞连杆疯狂的上下运动,将活塞连杆的驱动力转化为扭矩输出到外部。它的转速也是发动机转速。一般来说,乘用车的发动机转速可以达到8000-9000转/分甚至更高。可以想象,曲轴也一定是一个不怕重活累活的人。
目前,铝合金材料的强度和抗疲劳性能仍难以满足发动机的需求。曲轴材料只有两种,锻钢和铸钢。锻造曲轴的强度高于铸造曲轴,所以现在汽车发动机曲轴大多采用锻钢。当然,无论是锻造曲轴还是铸造曲轴,都需要进行最终的加工才能形成曲轴。曲轴制造过程视频如下:
更多精彩视频,均在车载家庭视频频道。
-不能减轻的部分?飞轮
在任何一台汽车发动机上,都可以看到一个很大的钢制轮盘,这就是飞轮。从尺寸上也可以看出它的重量不轻。但是,在发动机融入大量铝合金的今天,飞轮为什么不“轻量化”?
因此,有足够的转动惯量是飞轮的必要条件。质量越大,转动惯量越大。为了使发动机更紧凑,钢显然比铝合金更合适。
另外,除了发动机的曲轴、凸轮轴、飞轮之外,其实还有很多铝合金无法替代的钢制零件,比如正时齿轮链、气门和气门弹簧等。所以在这个阶段,发动机上的钢铁材料不可能完全被淘汰。为了提高未来的轻量化水平,除了改变材料之外,也许我们可以从结构设计入手。
●总结
轻量化无疑是发动机乃至整车制造一直追求的重点。现在铝合金已经取代了钢铁部件,而这些部件曾经似乎是无法替代的。随着材料技术的发展,铝合金的材料强度有了很大的提高,尤其是锻造铝合金,但其耐热性和疲劳特性仍不在钢的水平。因此,为了让铝合金在发动机上展现出轻量化的优势,厂家不得不相应增加其他方面的技术补偿。例如,宝马的铝合金涡轮增压器需要一套额外的水冷系统。厂家所说的“全铝发动机”,并不是所有的钢制零件都换成了铝合金材料,有些零件还是以钢制材料为最佳选择。如果想提高整车的轻量化,可能会有更多的解决方案。 @2019
⑶ 一般的涡轮增压器是由什么材质做的,铸铁的,还是其他的什么
涡轮增压器
主要由涡轮轴(涡轮头:K18或K13镍基铸造合金/轴42CrMo,),涡壳(低硅球墨铸铁+镍+钼),压叶轮(ZL201或C355铸铝),压壳(铸铝或锻铝),中间体(低硅球墨铸铁),小配件浮动轴承推力轴承
一般都是黄铜或粉末冶金。涡轮基本不用喷涂,当然也有特殊情况,比如扩压板和压壳有时会用铝氧化,涡壳会镀陶瓷。
⑷ 一般的涡轮增压器是由什么材质做的,铸铁的,还有什么呢
核心部件不会用到芹改郑喷漆工艺——走的都是700度以上的发动嫌颂机废气 还是高压的 喷漆有什么用啊
不同部件材质不同 压气机部分铝合金多一些 涡轮壳部分球铁、钼铁、镍铁合金一类的 中间体铸铁 轴部件钢材质 涡轮一般标准歼燃是K418
⑸ 涡轮增压器里面含有什么贵重金属
没有什么贵余核金属 涡谈毁键壳高镍钢 压壳铝合金 涡轮高温合金钢 轴高强含巧度结构钢
改装车用的 有些骚包型号会用钛合金的叶轮 不过一般是没有的
⑹ 东风牌涡轮增压器是什么金属
东风牌涡轮增压器是铸铁金属。
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增大,废气排出速度与涡轮转速也同步增加,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。
⑺ 涡轮增压机壳体是什么金属
您好!涡轮增压机壳体是有色金属铸造!祝您用车愉快!
⑻ 涡轮增压器是由哪些部分组成的
涡轮增压器包括涡轮机壳体、压气机壳体、中间壳体、涡轮、泵轮、浮动轴承、排气旁通阀和执行器等。涡轮和泵轮装配在同一根轴上,通过两个浮动轴承分别安装于涡轮壳体和压缩壳体内。中间体内有润滑和冷却轴承的油道,还有防止机油漏入压气机或涡轮机中的密封装置等。
涡轮机叶轮、压气机叶迅备轮和密封套等零件安装于增压器轴上,构成涡轮增压器转子。来自排气歧管的废气压力使涡轮高速旋转,同轴上的泵轮跟着旋转,把进气压入气缸。转子因直接受到排气的祥昌羡冲击而变得特别热且高速旋转,所以必须耐热且耐磨损,即涡轮用超耐热的合金或陶瓷制成。
转子以超过100000r/min最高可达200000r/min的转速旋转,因此,转子的平衡是非常重要的。增压器轴在工作中要承受弯曲和扭转交变应力,故一般用韧性好、强度高的合金钢制造。
增压器轴承的结构是车用涡轮增压器可靠性的关键之一。现代车用涡轮增压器都采用浮动轴承。浮动轴承实际上是套在轴上的圆环。圆环与轴谨拍以及圆环与轴承座之间都有间隙,形成双层油膜,即圆环浮在轴与轴承座之间。浮动轴承用锡铅青铜合金制造,轴承表面镀一层厚度为0.005~0.008mm的铅锡合金或金属铟。在增压器工作时,浮动轴承在轴与轴承座中间转动。
增压器工作时产生轴向推力,由设置在压气机一侧的推力轴承承受。为了减少摩擦,在整体式推力轴承两端的止推面上各加工有四个布油槽;在轴承上还加工有进油孔,以保证止推面的润滑和冷却。
⑼ 涡轮增压器用什么材质做的
中间体HT250,涡轮轴K418,涡轮轴杆42CrMo,支撑/止推片环42CrMo,浮动轴承/止推轴承CW713R
涡轮壳一般QT450(41050),中等中硅钼,OEM用镍基合金,叶轮C355,铣削叶轮用钛铝合金(牌号忘记),压壳ZL101A或YL104,后板一般YL104,堵盖45或2A01,隔热罩一般0Cr18Ni9,好的用GH4169,挡油板/开口销65Mn,压板Q235 ,喷嘴环304+309+309S,压环3Cr13,涡环W6Mo5
⑽ 车辆涡轮增压器由什么组成
你好根据你的描述,涡轮增压器主要由蜗壳、涡轮、压缩机叶片、增压压力调节器等组成。
蜗壳入口与发动机排气口相连,出口与排气总管连接。压缩机入口与空气滤清器后方的进气管连接,出口与进气歧管或进气中冷装置连接。发动机排出的废气驱动涡轮旋转,带动压缩机叶片旋转,将进气增压后压入发动机。希望我的回答对你有帮助,望采纳,谢谢!!