介紹下 渦噴發(fā)動(dòng)機(jī) 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) 渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別

渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)全稱為渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)Turbofan是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的一種，由渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)Turbojet發(fā)展而成。與渦輪噴氣比較，主要特點(diǎn)是首級(jí)壓縮機(jī)的面積大很多，同時(shí)被用作為空氣螺旋槳扇，將部分吸入的空氣通過(guò)噴射引擎的外圍向后推。發(fā)動(dòng)機(jī)核心部分空氣經(jīng)過(guò)的部分稱為內(nèi)涵道，僅有風(fēng)扇空氣經(jīng)過(guò)的核心機(jī)外側(cè)部分稱為外涵道。渦扇引擎最適合飛行速度400至1，000公里時(shí)使用，因此現(xiàn)在多數(shù)的飛機(jī)引擎都采用渦扇作為動(dòng)力來(lái)源。渦扇引擎的旁通比Bypass ratio，也稱涵道比是不經(jīng)過(guò)燃燒室的空氣質(zhì)量，與通過(guò)燃燒室的空氣質(zhì)量的比例。旁通比為零的渦扇引擎即是渦輪噴氣引擎。早期的渦扇引擎和現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)使用的渦扇引擎旁通比都較低。例如世界上第一款渦扇引擎，勞斯萊斯的Conway，其旁通比只有0.3?，F(xiàn)代多數(shù)民航機(jī)引擎的旁通比通常都在5以上。旁通比高的渦輪扇引擎耗油較少，但推力卻與渦輪噴氣引擎相當(dāng)，且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還寧?kù)o得多。..渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生二戰(zhàn)后，隨著時(shí)間推移、技術(shù)更新，渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)顯得不足以滿足新型飛機(jī)的動(dòng)力需求。尤其是二戰(zhàn)后快速發(fā)展的亞音速民航飛機(jī)和大型運(yùn)輸機(jī)，飛行速度要求達(dá)到高亞音速即可，耗油量要小，因此發(fā)動(dòng)機(jī)效率要很高。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的效率已經(jīng)無(wú)法滿足這種需求，使得上述機(jī)種的航程縮短。因此一段時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)了較多的使用渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的大型飛機(jī)。 實(shí)際上早在30年代起，帶有外涵道的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)了一些粗糙的早期設(shè)計(jì)。40和50年代，早期渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始了試驗(yàn)。但由于對(duì)風(fēng)扇葉片設(shè)計(jì)制造的要求非常高。因此直到60年代，人們才得以制造出符合渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)要求的風(fēng)扇葉片，從而揭開(kāi)了渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)用化的階段。 50年代，美國(guó)的NACA即NASA 美國(guó)航空航天管理局的前身對(duì)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了非常重要的科研工作。55到56年研究成果轉(zhuǎn)由通用電氣公司GE繼續(xù)深入發(fā)展。GE在1957年成功推出了CJ805-23型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，立即打破了超音速噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的大量紀(jì)錄。但最早的實(shí)用化的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)則是普拉特·惠特尼Pratt & Whitney公司的JT3D渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)際上普·惠公司啟動(dòng)渦扇研制項(xiàng)目要比GE晚，他們是在探聽(tīng)到GE在研制CJ805的機(jī)密后，匆忙加緊工作，搶先推出了了實(shí)用的JT3D。 1960年，羅爾斯·羅伊斯公司的“康威”Conway渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始被波音707大型遠(yuǎn)程噴氣客機(jī)采用，成為第一種被民航客機(jī)使用的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。60年代洛克西德“三星”客機(jī)和波音747“珍寶”客機(jī)采用了羅·羅公司的RB211-22B大型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，標(biāo)志著渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的全面成熟。此后渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)迅速的被西方民用航空工業(yè)拋棄。 渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的原理 渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的推力有限，同時(shí)影響飛機(jī)提高飛行速度。因此必需提高噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。發(fā)動(dòng)機(jī)的效率包括熱效率和推進(jìn)效率兩個(gè)部分。提高燃?xì)庠跍u輪前的溫度和壓氣機(jī)的增壓比，就可以提高熱效率。因?yàn)楦邷亍⒏呙芏鹊臍怏w包含的能量要大。但是，在飛行速度不變的條件下，提高渦輪前溫度，自然會(huì)使排氣速度加大。而流速快的氣體在排出時(shí)動(dòng)能損失大。因此，片面的加大熱功率，即加大渦輪前溫度，會(huì)導(dǎo)致推進(jìn)效率的下降。要全面提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，必需解決熱效率和推進(jìn)效率這一對(duì)矛盾。 渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的妙處，就在于既提高渦輪前溫度，又不增加排氣速度。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，實(shí)際上就是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的前方再增加了幾級(jí)渦輪，這些渦輪帶動(dòng)一定數(shù)量的風(fēng)扇。風(fēng)扇吸入的氣流一部分如普通噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，送進(jìn)壓氣機(jī)術(shù)語(yǔ)稱“內(nèi)涵道”，另一部分則直接從渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)殼外圍向外排出“外涵道”。因此，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饽芰勘环峙傻搅孙L(fēng)扇和燃燒室分別產(chǎn)生的兩種排氣氣流上。這時(shí)，為提高熱效率而提高渦輪前溫度，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)臏u輪結(jié)構(gòu)和增大風(fēng)扇直徑，使更多的燃?xì)饽芰拷?jīng)風(fēng)扇傳遞到外涵道，從而避免大幅增加排氣速度。這樣，熱效率和推進(jìn)效率取得了平衡，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率得到極大提高。效率高就意味著油耗低，飛機(jī)航程變得更遠(yuǎn)。編輯本段渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)如前所述，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)效率高，油耗低，飛機(jī)的航程就遠(yuǎn)................................................渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。特點(diǎn)是完全依賴燃?xì)饬鳟a(chǎn)生推力。通常用作高速飛機(jī)的動(dòng)力。油耗比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)高。渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)分為離心式與軸流式兩種，離心式由英國(guó)人弗蘭克·惠特爾爵士于1930年取得發(fā)明專利，但是直到1941年裝有這種發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)才第一次上天，沒(méi)有參加第二次世界大戰(zhàn)，軸流式誕生在德國(guó)，并且作為第一種實(shí)用的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)Me-262的動(dòng)力參加了1945年末的戰(zhàn)斗。相比起離心式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，軸流式具有橫截面小，壓縮比高的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)今的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)均為軸流式。.....原理及工作方式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用噴氣推進(jìn)避免了火箭和沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)固有的弱點(diǎn)。因?yàn)椴捎昧藴u輪驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī)，因此在低速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)也有足夠的壓力來(lái)產(chǎn)生強(qiáng)大的推力。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)按照“工作循環(huán)”工作。它從大氣中吸進(jìn)空氣，經(jīng)壓縮和加熱這一過(guò)程之后，得到能量和動(dòng)量的空氣以高達(dá)2000英尺/秒610米/秒或者大約1400英里/小時(shí)2253公里/小時(shí)的速度從推進(jìn)噴管中排出。在高速噴氣流噴出發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)壓氣機(jī)和渦輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，維持“工作循環(huán)”。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械布局比較簡(jiǎn)單，因?yàn)樗话瑑蓚€(gè)主要旋轉(zhuǎn)部分，即壓氣機(jī)和渦輪，還有一個(gè)或者若干個(gè)燃燒室。然而，并非這種發(fā)動(dòng)機(jī)的所有方面都具有這種簡(jiǎn)單性，因?yàn)闊崃蜌鈩?dòng)力問(wèn)題是比較復(fù)雜的。這些問(wèn)題是由燃燒室和渦輪的高工作溫度、通過(guò)壓氣機(jī)和渦輪葉片而不斷變化著的氣流、以及排出燃?xì)獠⑿纬赏七M(jìn)噴氣流的排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作造成的。飛機(jī)速度低于大約450英里/小時(shí)724公里/小時(shí)時(shí)，純噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的效率低于螺旋槳型發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，因?yàn)樗耐七M(jìn)效率在很大程度上取決于它的飛行速度；因而，純渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)最適合較高的飛行速度。然而，由于螺旋槳的高葉尖速度造成的氣流擾動(dòng)，在350英里/小時(shí)563公里/小時(shí)以上時(shí)螺旋槳效率迅速降低。這些特性使得一些中等速度飛行的飛機(jī)不用純渦輪噴氣裝置而采用螺旋槳和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的組合 -- 渦輪螺旋槳式發(fā)動(dòng)機(jī)。螺旋槳/渦輪組合的優(yōu)越性在一定程度上被內(nèi)外涵發(fā)動(dòng)機(jī)、涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)和槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)的引入所取代。這些發(fā)動(dòng)機(jī)比純噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)流量大而噴氣速度低，因而，其推進(jìn)效率與渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)，超過(guò)了純噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率。渦輪/沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)將渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)它常用于馬赫數(shù)低于3的各種速度與沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合起來(lái)，在高馬赫數(shù)時(shí)具有良好的性能。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的周?chē)且缓?，前部具有可調(diào)進(jìn)氣道，后部是帶可調(diào)噴口的加力噴管。起飛和加速、以及馬赫數(shù)3以下的飛行狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)用常規(guī)的渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方式；當(dāng)飛機(jī)加速到馬赫數(shù)3以上時(shí)，其渦輪噴氣機(jī)構(gòu)被關(guān)閉，氣道空氣借助于導(dǎo)向葉片繞過(guò)壓氣機(jī)，直接流入加力噴管，此時(shí)該加力噴管成為沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。這種發(fā)動(dòng)機(jī)適合要求高速飛行并且維持高馬赫數(shù)巡航狀態(tài)的飛機(jī)，在這些狀態(tài)下，該發(fā)動(dòng)機(jī)是以沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)方式工作的。渦輪/火箭發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪/沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相似，一個(gè)重要的差異在于它自備燃燒用的氧。這種發(fā)動(dòng)機(jī)有一多級(jí)渦輪驅(qū)動(dòng)的低壓壓氣機(jī)，而驅(qū)動(dòng)渦輪的功率是在火箭型燃燒室中燃燒燃料和液氧產(chǎn)生的。因?yàn)槿細(xì)鉁囟瓤筛哌_(dá)3500度，在燃?xì)膺M(jìn)入渦輪前，需要用額外的燃油噴入燃燒室以供冷卻。然后這種富油混合氣燃?xì)庥脡簹鈾C(jī)流來(lái)的空氣稀釋，殘余的燃油在常規(guī)加力系統(tǒng)中燃燒。雖然這種發(fā)動(dòng)機(jī)比渦輪/沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)小且輕，但是，其油耗更高。這種趨勢(shì)使它比較適合截?fù)魴C(jī)或者航天器的發(fā)射載機(jī)。這些飛機(jī)要求具有高空高速性能，通常需要有很高的加速性能而無(wú)須長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間。.......結(jié)構(gòu)進(jìn)氣道軸流式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)如圖，空氣首先進(jìn)入進(jìn)氣道，因?yàn)轱w機(jī)飛行的狀態(tài)是變化的，進(jìn)氣道需要保證空氣最后能順利的進(jìn)入下一結(jié)構(gòu):壓氣機(jī)compressor，或壓縮機(jī)。進(jìn)氣道的主要作用就是將空氣在進(jìn)入壓氣機(jī)之前調(diào)整到發(fā)動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在超音速飛行時(shí)，機(jī)頭與進(jìn)氣道口都會(huì)產(chǎn)生激波shockwave，又稱震波，空氣經(jīng)過(guò)激波壓力會(huì)升高，因此進(jìn)氣道能起到一定的預(yù)壓縮作用，但是激波位置不適當(dāng)將造成局部壓力的不均勻，甚至有可能損壞壓氣機(jī)。所以一般超音速飛機(jī)的進(jìn)氣道口都有一個(gè)激波調(diào)節(jié)錐，根據(jù)空速的情況調(diào)節(jié)激波的位置。兩側(cè)進(jìn)氣或機(jī)腹進(jìn)氣的飛機(jī)由于進(jìn)氣道緊貼機(jī)身，會(huì)受到機(jī)身附面層boundary layer，或邊界層的影響，還會(huì)附帶一個(gè)附面層調(diào)節(jié)裝置。所謂附面層是指緊貼機(jī)身表面流動(dòng)的一層空氣，其流速遠(yuǎn)低于周?chē)諝?，但其靜壓比周?chē)?，形成壓力梯度。因?yàn)槠淠芰康停贿m于進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)而需要排除。當(dāng)飛機(jī)有一定迎角angle of attack，AOA，或稱攻角時(shí)由于壓力梯度的變化，在壓力梯度加大的部分如背風(fēng)面將發(fā)生附面層分離的現(xiàn)象，即本來(lái)緊貼機(jī)身的附面層在某一點(diǎn)突然脫離，形成湍流。湍流是相對(duì)層流來(lái)說(shuō)的，簡(jiǎn)單說(shuō)就是運(yùn)動(dòng)不規(guī)則的流體，嚴(yán)格的說(shuō)所有的流動(dòng)都是湍流。湍流的發(fā)生機(jī)理、過(guò)程的模型化現(xiàn)在都不太清楚。但是不是說(shuō)湍流不好，在發(fā)動(dòng)機(jī)中很多地方例如在燃燒過(guò)程就要充分利用湍流。壓氣機(jī)壓氣機(jī)由定子stator頁(yè)片與轉(zhuǎn)子rotor頁(yè)片交錯(cuò)組成，一對(duì)定子頁(yè)片與轉(zhuǎn)子頁(yè)片稱為一級(jí)，定子固定在發(fā)動(dòng)機(jī)框架上，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子軸與渦輪相連?，F(xiàn)役渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)一般為8－12級(jí)壓氣機(jī)。級(jí)數(shù)越多越往后壓力越大，當(dāng)戰(zhàn)斗機(jī)突然做高g機(jī)動(dòng)時(shí)，流入壓氣機(jī)前級(jí)的空氣壓力驟降，而后級(jí)壓力很高，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)后級(jí)高壓空氣反向膨脹，發(fā)動(dòng)機(jī)工作極不穩(wěn)定的狀況，工程上稱為“喘振”，這是發(fā)動(dòng)機(jī)最致命的事故，很有可能造成停車(chē)甚至結(jié)構(gòu)毀壞。防止“喘振”發(fā)生有幾種辦法。經(jīng)驗(yàn)表明喘振多發(fā)生在壓氣機(jī)的5，6級(jí)間，在次區(qū)間設(shè)置放氣環(huán)，以使壓力出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)泄壓可避免喘振的發(fā)生。或者將轉(zhuǎn)子軸做成兩層同心空筒，分別連接前級(jí)低壓壓氣機(jī)與渦輪，后級(jí)高壓壓氣機(jī)與另一組渦輪，兩套轉(zhuǎn)子組互相獨(dú)立，在壓力異常時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，也可避免喘振。燃燒室與渦輪空氣經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)壓縮后進(jìn)入燃燒室與煤油混合燃燒，膨脹做功；緊接著流過(guò)渦輪，推動(dòng)渦輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)闇u輪與壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子連在一根軸上，所以壓氣機(jī)與渦輪的轉(zhuǎn)速是一樣的。最后高溫高速燃?xì)饨?jīng)過(guò)噴管?chē)姵?，以反作用力提供?dòng)力。燃燒室最初形式是幾個(gè)圍繞轉(zhuǎn)子軸環(huán)狀并列的圓筒小燃燒室，每個(gè)筒都不是密封的，而是在適當(dāng)?shù)牡胤介_(kāi)有孔，所以整個(gè)燃燒室是連通的，后來(lái)發(fā)展到環(huán)形燃燒室，結(jié)構(gòu)緊湊，但是整個(gè)流體環(huán)境不如筒狀燃燒室，還有結(jié)合二者優(yōu)點(diǎn)的組合型燃燒室。渦輪始終工作在極端條件下，對(duì)其材料、制造工藝有著極其苛刻的要求。目前多采用粉末冶金的空心頁(yè)片，整體鑄造，即所有頁(yè)片與頁(yè)盤(pán)一次鑄造成型。相比起早期每個(gè)頁(yè)片與頁(yè)盤(pán)都分體鑄造，再用榫接起來(lái)，省去了大量接頭的質(zhì)量。制造材料多為耐高溫合金材料，中空頁(yè)片可以通以冷空氣以降溫。而為第四代戰(zhàn)機(jī)研制的新型發(fā)動(dòng)機(jī)將配備高溫性能更加出眾的陶瓷粉末冶金的頁(yè)片。這些手段都是為了提高渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的參數(shù)之一:渦輪前溫度。高渦前溫度意味著高效率，高功率。噴管及加力燃燒室噴管nozzle，或稱噴嘴的形狀結(jié)構(gòu)決定了最終排除的氣流的狀態(tài)，早期的低速發(fā)動(dòng)機(jī)采用單純收斂型噴管，以達(dá)到增速的目的。根據(jù)牛頓第三定律，燃?xì)鈬姵鏊俣仍酱?，飛機(jī)將獲得越大的反作用力。但是這種方式增速是有限的，因?yàn)樽罱K氣流速度會(huì)達(dá)到音速，這時(shí)出現(xiàn)激波阻止氣體速度的增加。而采用收斂－擴(kuò)張噴管也稱為拉瓦爾噴管能獲得超音速的噴氣流。飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性來(lái)主要源于翼面提供的空氣動(dòng)力，而當(dāng)機(jī)動(dòng)性要求很高時(shí)可直接利用噴氣流的推力。在噴管口加裝燃?xì)舛婷婊蛑苯硬捎每善D(zhuǎn)噴管也稱為推力矢量噴管，或向量推力噴嘴是歷史上兩種方案，其中后者已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。著名的俄羅斯Su-30、Su-37戰(zhàn)機(jī)的高超機(jī)動(dòng)性就得益于留里卡設(shè)計(jì)局的AL-31推力矢量發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)舛婷娴拇硎敲绹?guó)的X－31技術(shù)驗(yàn)證機(jī)。在經(jīng)過(guò)渦輪后的高溫燃?xì)庵腥匀缓胁糠治磥?lái)得及消耗的氧氣，在這樣的燃?xì)庵欣^續(xù)注入煤油仍然能夠燃燒，產(chǎn)生額外的推力。所以某些高性能戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)在渦輪后增加了一個(gè)加力燃燒室afterburner，或后燃器，以達(dá)到在短時(shí)間里大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力的目的。一般而言加力燃燒能在短時(shí)間里將最大推力提高50％，但是油耗驚人，一般僅用于起飛或應(yīng)付激烈的空中纏斗，不可能用于長(zhǎng)時(shí)間的超音速巡航。......使用情況渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)適合航行的范圍很廣，從低空低亞音速到高空超音速飛機(jī)都廣泛應(yīng)用。前蘇聯(lián)的傳奇戰(zhàn)斗機(jī)米格-25高空超音速戰(zhàn)機(jī)即采用留里卡設(shè)計(jì)局的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，曾經(jīng)創(chuàng)下3.3馬赫的戰(zhàn)斗機(jī)速度紀(jì)錄與37250米的升限紀(jì)錄。這個(gè)紀(jì)錄在一段時(shí)間內(nèi)不太可能被打破的與渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)相比，渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性要差一些，但是高速性能要優(yōu)于渦扇，特別是高空高速性能。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)一、什么是渦輪增壓？首先我們來(lái)弄明白什么是渦輪增壓。渦輪增壓的英文名字為T(mén)urbo，一般來(lái)說(shuō)，如果我們?cè)谵I車(chē)尾部看到Turbo或者T，即表明該車(chē)采用的發(fā)動(dòng)機(jī)是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)了。相信大家都在路上看過(guò)不少這樣的車(chē)型，譬如奧迪A6的1.8T，帕薩特1.8T，寶來(lái)1.8T等等。渦輪增壓套件渦輪增壓的主要作用就是提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，讓車(chē)子更有勁。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)裝上渦輪增壓器后，其最大功率與未裝增壓器的時(shí)候相比可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同樣一臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)在經(jīng)過(guò)增壓之后能夠產(chǎn)生更大的功率。就拿我們最常見(jiàn)的1.8T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)增壓之后，動(dòng)力可以達(dá)到2.4L發(fā)動(dòng)機(jī)的水平，但是耗油量卻比1.8發(fā)動(dòng)機(jī)并不高多少，在另外一個(gè)層面上來(lái)說(shuō)就是提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放。不過(guò)在經(jīng)過(guò)了增壓之后，發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)候的壓力和溫度都大大升高，因此發(fā)動(dòng)機(jī)壽命會(huì)比同樣排量沒(méi)有經(jīng)過(guò)增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)要短，而且機(jī)械性能、潤(rùn)滑性能都會(huì)受到影響，這樣也在一定程度上限制了渦輪增壓技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用。二、渦輪增壓的原理最早的渦輪增壓器用于跑車(chē)或方程式賽車(chē)上的，這樣在那些發(fā)動(dòng)機(jī)排量受到限制的賽車(chē)比賽里面，發(fā)動(dòng)機(jī)就能夠獲得更大的功率。紅色為高溫廢氣，藍(lán)色為新鮮空氣眾所周知發(fā)動(dòng)機(jī)是靠燃料在汽缸內(nèi)燃燒作功來(lái)產(chǎn)生功率的，由于輸入的燃料量受到吸入汽缸內(nèi)空氣量的限制，因此發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率也會(huì)受到限制，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能已處于最佳狀態(tài)，再增加輸出功率只能通過(guò)壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸來(lái)增加燃料量，從而提高燃燒作功能力。因此在目前的技術(shù)條件下，渦輪增壓器是惟一能使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機(jī)械裝置。我們平常所說(shuō)的渦輪增壓裝置其實(shí)就是一種空氣壓縮機(jī)，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，一般來(lái)說(shuō)，渦輪增壓都是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入汽缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。大家可能會(huì)覺(jué)得渦輪增壓裝置非常復(fù)雜，其實(shí)并不復(fù)雜，渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進(jìn)氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管相連，排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進(jìn)氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進(jìn)氣歧管上，最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi)，二者同軸剛性聯(lián)接。這樣一個(gè)整體的渦輪增壓裝置就做好，你的發(fā)動(dòng)機(jī)就好像電腦CPU一樣被“超頻”了。三、發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的種類1、機(jī)械增壓系統(tǒng):這個(gè)裝置安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上并由皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連接，從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸獲得動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)增壓器的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而將空氣增壓吹到進(jìn)氣岐道里。其優(yōu)點(diǎn)是渦輪轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)相同，因此沒(méi)有滯后現(xiàn)象，動(dòng)力輸出非常流暢。但是由于裝在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸里面，因此還是消耗了部分動(dòng)力，增壓出來(lái)的效果并不高。2、氣波增壓系統(tǒng):利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統(tǒng)增壓性能好、加速性好但是整個(gè)裝置比較笨重，不太適合安裝在體積較小的轎車(chē)?yán)锩妗?、廢氣渦輪增壓系統(tǒng):這就是我們平時(shí)最常見(jiàn)的渦輪增壓裝置了，增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)任何機(jī)械聯(lián)系，實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與禍輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩要增大20%—30%。但是廢氣渦輪增壓器技術(shù)也有其必須注意的地方，那就是泵輪和渦輪由一根軸相連，也就是轉(zhuǎn)子，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)泵輪，泵輪帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)后給進(jìn)氣系統(tǒng)增壓。增壓器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣一側(cè)，所以增壓器的工作溫度很高，而且增壓器在工作時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常高，可達(dá)到每分鐘十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)，如此高的轉(zhuǎn)速和溫度使得常見(jiàn)的機(jī)械滾針或滾珠軸承無(wú)法為轉(zhuǎn)子工作，因此渦輪增壓器普遍采用全浮動(dòng)軸承，由機(jī)油來(lái)進(jìn)行潤(rùn)滑，還有冷卻液為增壓器進(jìn)行冷卻。4、復(fù)合增壓系統(tǒng):即廢氣渦輪增壓和機(jī)械增壓并用，這種裝置在大功率柴油機(jī)上采用比較多，其發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大、燃油消耗率低、噪聲小，只是結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，技術(shù)含量高，維修保養(yǎng)不容易，因此很難普及。四、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)誠(chéng)然，渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，不過(guò)它的缺點(diǎn)也有不少，其中最明顯的就是動(dòng)力輸出反應(yīng)滯后。我們看看前面有關(guān)渦輪增壓的工作原理就知道了，即由于葉輪的慣性作用對(duì)油門(mén)驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩，也就是說(shuō)從你大腳踩油門(mén)加大馬力，到葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)將更多空氣壓進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更大動(dòng)力之間存在一個(gè)時(shí)間差，而且這個(gè)時(shí)間還不短。一般經(jīng)過(guò)改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來(lái)增加或者減少發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出。如果你要突然加速的話，瞬間會(huì)有提不上速度的感覺(jué)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，雖然各個(gè)使用渦輪增壓的廠家都在對(duì)渦輪增壓技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，但是由于設(shè)計(jì)原理問(wèn)題，因此安裝了渦輪增壓器的汽車(chē)駕駛起來(lái)的感覺(jué)是和大排量的汽車(chē)有一定詫異的。譬如說(shuō)我們買(mǎi)了1.8T的渦輪增壓汽車(chē)，在實(shí)際的行駛之中，加速肯定不如2.4L的，但是只要度過(guò)了那段等待期，1.8T的動(dòng)力同樣會(huì)竄上來(lái)，因此如果你追求駕駛的感覺(jué)的話，渦輪增壓引擎并不適合你，如果你是跑高速之類的，渦輪增壓才顯得特別有用。如果你的愛(ài)車(chē)經(jīng)常在城市內(nèi)行駛，那么就真的有必要考慮一下是否需要渦輪增壓了，因?yàn)闇u輪并不是隨時(shí)都在啟動(dòng)的，事實(shí)上在日常行車(chē)中，渦輪增壓的啟動(dòng)機(jī)會(huì)很少，甚至不使用，這就給渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的日常表現(xiàn)帶來(lái)影響。就拿斯巴魯富士翼豹的渦輪增壓來(lái)說(shuō)，它的啟動(dòng)是在3500轉(zhuǎn)左右，最明顯的動(dòng)力輸出點(diǎn)則是在4000轉(zhuǎn)左右，這時(shí)候會(huì)有二次加速的感覺(jué)，并一直持續(xù)到6000轉(zhuǎn)甚至更高。一般市內(nèi)駕駛我們的換檔實(shí)際都只是在2000－3000之間，5擋能夠上到3500轉(zhuǎn)估計(jì)速度都破120了，也就是說(shuō)除非你故意停留在低檔位，否則不超過(guò)120公里的時(shí)速渦輪增壓根本無(wú)法啟動(dòng)。沒(méi)有渦輪增壓的啟動(dòng)，你的1.8T其實(shí)也就只不過(guò)是一部1.8動(dòng)力的車(chē)而已，2.4的動(dòng)力只能是你的心理作用了。此外渦輪增壓還有維護(hù)保養(yǎng)方面的問(wèn)題，就拿寶來(lái)的1.8T來(lái)說(shuō)，6萬(wàn)公里左右就要更換渦輪了，雖然次數(shù)不算多，畢竟給自己的車(chē)無(wú)形之中又增加了一筆維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)，這個(gè)對(duì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境還不是特別好的車(chē)主來(lái)說(shuō)特別值得注意。五、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的使用渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪，它再怎么先進(jìn)還是一套機(jī)械裝置，由于它工作的環(huán)境經(jīng)常處于高速、高溫下工作，增壓器廢氣渦輪端的溫度在600度以上，增壓器的轉(zhuǎn)速也非常高，因此為了保證增壓器的正常工作，對(duì)它的正確使用和維護(hù)十分重要。主要我們要遵循以下的方法:1、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之后，不能急踩加速踏板，應(yīng)先怠速運(yùn)轉(zhuǎn)三分鐘，這是為了使機(jī)油溫度升高，流動(dòng)性能變好，從而使渦輪增壓器得到充分潤(rùn)滑，然后才能提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，起步行駛，這點(diǎn)在冬天顯得尤為重要，至少需要熱車(chē)5分鐘以上。2、發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后，不能立即熄火。原因是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，有一部分機(jī)油供給渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承潤(rùn)滑和用于冷卻的，正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)突然停機(jī)后，機(jī)油壓力迅速下降為零，機(jī)油潤(rùn)滑會(huì)中斷，渦輪增壓器內(nèi)部的熱量也無(wú)法被機(jī)油帶走，這時(shí)增壓器渦輪部分的高溫會(huì)傳到中間，軸承支承殼內(nèi)的熱量不能迅速帶走，而同時(shí)增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn)。這樣就會(huì)造成渦輪增壓器轉(zhuǎn)軸與軸套之間“咬死”而損壞軸承和軸。此外發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火后，此時(shí)排氣歧管的溫度很高，其熱量就會(huì)被吸收到渦輪增壓器殼體上，將停留在增壓器內(nèi)部的機(jī)油熬成積炭。當(dāng)這種積炭越積越多時(shí)就會(huì)阻塞進(jìn)油口，導(dǎo)致軸套缺油，加速渦輪轉(zhuǎn)軸與軸套之間的磨損。因此發(fā)動(dòng)機(jī)熄火前應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)三分鐘作用，使渦輪增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降。此外值得注意的就是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)同樣不適宜長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，一般應(yīng)該保持在10分鐘之內(nèi)。3、選擇機(jī)油的時(shí)候一定要注意。由于渦輪增壓器的作用，使進(jìn)入燃燒室的空氣質(zhì)量與體積有大幅度的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊、更合理，較高的壓縮比，使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作強(qiáng)度更高。機(jī)械加工精度也更高，裝配技術(shù)要求更嚴(yán)格。所有這些都決定了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫、高轉(zhuǎn)速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點(diǎn)。同時(shí)也就決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部零部件要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪切力的工作條件。所以在選用渦輪增壓轎車(chē)車(chē)用機(jī)油時(shí)，就要考慮到它的特殊性，所使用的機(jī)油必須抗磨性好，耐高溫，建立潤(rùn)滑油膜塊，油膜強(qiáng)度高和穩(wěn)定性好。而合成機(jī)油或半合成機(jī)油恰好可以滿足這一要求，所以機(jī)油除了最好使用原廠規(guī)定機(jī)油外還可以選用合成機(jī)油、半合成機(jī)油等高品質(zhì)潤(rùn)滑油。4、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油和濾清器必須保持清潔，防止雜質(zhì)進(jìn)入，因?yàn)闇u輪增壓器的轉(zhuǎn)軸與軸套之間配合間隙很小，如果機(jī)油潤(rùn)滑能力下降，就會(huì)造成渦輪增壓器的過(guò)早報(bào)廢。5、需要按時(shí)清潔空氣濾清器，防止灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的壓氣葉輪，造成轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或軸套和密封件加劇磨損。6、需要經(jīng)常檢查渦輪增壓器的密封環(huán)是否密封。因?yàn)槿绻芊猸h(huán)沒(méi)有密封住，那么廢氣會(huì)通過(guò)密封環(huán)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)，將機(jī)油變臟，并使曲軸箱壓力迅速升高，此外發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)油也會(huì)通過(guò)密封環(huán)從排氣管排出或進(jìn)入燃燒室燃燒，從而造成機(jī)油的過(guò)度消耗產(chǎn)生“燒機(jī)油”的情況。7、渦輪增壓器要經(jīng)常檢查有沒(méi)有異響或者不尋常的震動(dòng)，潤(rùn)滑油管和接頭有沒(méi)有滲漏。8、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承精密度很高，維修及安裝時(shí)的工作環(huán)境要求很?chē)?yán)格，因此當(dāng)增壓器出現(xiàn)故障或損壞時(shí)應(yīng)到指定的維修站進(jìn)行維修，而不是到普通的修理店。