什麼是雙渦輪增壓技術,它的實現原理與特點是什麼?

2021-01-04 小雯雯汽車

導讀:什麼是雙渦輪增壓技術,它的實現原理與特點是什麼?

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雙渦輪根據不同的模型,可以有不同的布局形式組成,例如雙渦輪串聯解決方案,雙渦輪並聯解決方案,雙渦輪拆分解決方案等,不同的組合也決定了它們的不同特性;一般來說,大型發動機以後將採用雙渦輪增壓設計方案,因為一些小型汽車根本不足以提供如此大的空間來布置兩個渦輪機! V型發動機將使用並聯,而L型發動機通常將使用雙渦輪增壓系列!

通過發動機的布局,我們可以清楚地了解到V型發動機的排氣在兩側,而L型發動機的排氣在同一側。簡而言之,V型發動機具有兩組排氣歧管,而L型發動機只能使用。一套排氣歧管就足夠了。從上圖可以看到,這是一臺v6機器,其兩側都有三個氣缸,每隔三個氣缸共享一組排氣歧管,每組排氣歧管推動一個兩個渦輪增壓器,因此兩組排氣歧管驅動兩個渦輪增壓器分開。可以說,這種並聯雙渦輪增壓解決方案不會互相影響,因為兩組排氣歧管彼此獨立,所以這就是並聯雙渦輪增壓器!常見的機器是日產GTR上使用的3.8T雙渦輪增壓和保時捷2.9T雙渦輪增壓!幾乎所有的V型雙渦輪並聯!

這是V型發動機中的渦輪的布置與L型發動機中的渦輪的布置之間的差異。兩組排氣歧管用於排氣。布置兩個渦輪機比較容易。布置一臺渦輪機比較麻煩!我們不能再將兩個排氣歧管放在一起來驅動渦輪嗎?因此,一般而言,對於v6,v8等發動機,要麼具有增壓器布局,要麼直接讓發動機曲軸驅動增壓器,然後將增壓器系統邏輯上插入v6,v8,v得v形角度類型角的神奇效果之一是更容易容納機械增壓器!渦輪增壓的v6和v8都將使用雙渦輪增壓器!

雙渦輪增壓方案

這很容易理解。通常,它是由高等級增壓器和低等級增壓器組成的兩級增壓系統。請注意,高檔增壓器是小型渦輪增壓器,而低檔增壓器是大型渦輪增壓器。這兩個渦輪機由一組排氣歧管驅動,因此也稱為串聯雙渦輪機。通常,這是在直列式發動機中廣泛使用的雙渦輪布局,因為直列式發動機的廢氣在一側,通常由一組排氣歧管組成。排氣管就足夠了(到六缸的直列式機器幾乎處於開發的盡頭),因此它只有一組排氣歧管,並且不可能分別推動兩臺渦輪機。因此,該組排氣歧管推動兩臺渦輪機,一臺大一小。通常,這些系統有兩臺渦輪機,一臺大一小!

雙渦輪並聯繫統的特點

兩個並聯的渦輪增壓器,兩組排氣歧管各自驅動一個渦輪(兩個渦輪增壓器完全相同,尺寸相同),彼此之間沒有任何幹擾,並且沒有疊加效果;想像一個v6雙渦輪增壓器對於發動機,每組排氣歧管的驅動效果實際上是發動機的一半,因此,儘管有兩個相同的渦輪機,但每個渦輪機都由發動機的一半驅動,因此實際上與兩個排氣歧管。推進渦輪機具有相同的效果,因此這是並聯增壓雙渦輪機的特徵。儘管有兩個渦輪機,但每個渦輪機均由一組排氣歧管(相當於半個發動機)驅動。因此,兩個渦輪機不能重疊。渦輪增壓器固有的問題,例如磁滯,喘振以及這種雙渦輪增壓器布局,同樣多!

雙渦輪增壓系統的特點

滯後問題一直困擾著渦輪增壓發動機。回顧幾十年前,渦輪增壓發動機僅存在於賽車比賽領域。所有渦輪增壓發動機均具有大慣量渦輪。特點是功率顯著增加,但對廢氣的需求卻很大。在低速範圍內,滯後現象嚴重且轉矩較弱,因此它只能存在於比賽領域(賽道可以提高速度並保持高速,這可以避免滯後問題。一次,你就輸掉了比賽。),所以這種早期的大慣性渦輪機具有嚴重的磁滯,低扭矩和薄弱的特性,很難進入民用車輛領域!

後來,工程師有了一個主意。由於民用車不需要如此高的極限功率(高速爆裂),因此無需配備如此大的慣性渦輪機。從那時起,它們進入了小型慣性渦輪機的時代。功率提升不大,但是由於慣性小,所以對排氣量的依賴性較小,排氣量少時可以旋轉,產生明顯的增壓效果。因此,民用汽車已開始廣泛使用小型慣性渦輪機,這可以彌補滯後問題並縮短時間。低速時扭矩不足的問題;對於普通的雜貨店購物車來說,這當然是出色的選擇,但是對於要求在低速時既有足夠的扭矩又在高速時需要大功率的豪華跑車,一臺小型慣性渦輪機顯然是不夠的!

由於小慣性渦輪只能覆蓋低速和中速範圍,而大慣性渦輪更傾向於高速範圍。然後,只要將大慣性和小慣性渦輪機串聯組合以形成兩級增壓系統,它們就可以同時覆蓋高,中,低速三個速度範圍。低速和中速時扭矩足夠大,高速時功率大,因此這款發動機非常完美!原理很簡單。發動機排氣排出後,首先要通過先進的增壓器(小慣性渦輪機),以確保足夠的扭矩;隨著速度的不斷提高,排量變得越來越大,達到了先進增壓器的水平。在最高值時,高級增壓器的旁通閥打開,並且更多的廢氣繼續驅動低級增壓器(大慣性渦輪機)的運行。此時,一組排氣歧管驅動兩個渦輪機同時工作,因此它們可以彼此疊加。寶馬的3.0升雙渦輪增壓發動機採用這種布局!

簡而言之,雙渦輪增壓布局有多種形式。實際上,還有雙渦輪增壓分體驅動器。這種布局方法在民用車輛中非常少見,只有那些大型多缸發動機才會使用這種方法。常見的是在線模型中使用的twin-turbo系列,而v6等模型中使用的twin-turbo並行。使用哪種形式與模型和設計期望密切相關;沒有辦法談論哪種形式更好。只能說每個人都有自己的優點。 v6的排氣形式使得串聯連接兩個渦輪增壓器變得不切實際,而且串聯連接的並聯機器也更加困難。將來,還會出現更多形式的曝氣系統,例如渦輪增壓器和增壓器。多種形式的串聯連接,例如電動助力等!

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