柴油发动机涡轮增压器怎么多级介入 涡轮增压器何时介入

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一句话解释：涡轮增压，通常只在有动力需求的时候才会介入工作。

经常可以在网上看到涡轮增压的“干预”二字。其实用“干预”这个词并不准确，因为涡轮一直是靠发动机排气驱动的，实际上一直在工作，只是效果和大小因涡轮转速不同而不同。根据速度，有一个临界值。涡轮增压器有两种工作状态，一种是“涡轮正压”，另一种是“涡轮负压”。

涡轮增压器基本原理和安装位置：

我们来看看涡轮增压器的安装位置。下图是单涡轮增压器系统的示意图。涡轮增压器通常安装在空空气滤清器的后面和节气门的前面。

实际上，涡轮增压器可以看作是在普通的自然吸气发动机上增加了一套鼓风机。鼓风机的动力源是发动机废气。只要发动机运转，排气就会带动涡轮的叶轮转动，叶轮就会带动同轴的涡轮。涡轮转动后，会像风扇一样不断地将空空气吹入进气歧管。

很多人都看过下面这张图，这张图也是很多人被误导的根源。下图是发动机的外特性曲线。需要注意的是，发动机的这一外特性曲线是在节气门全开时测量的。在这种状态下，发动机的扭矩曲线，也就是下面绿色的部分，可以达到这种状态。实际上，日常使用中如果开得很轻，我们根本达不到这个扭矩输出。

涡轮增压通常有两种工作状态：

涡轮机负压:

随着发动机的运转，发动机的活塞开始往复运动，不断将空气体吸入气缸，通过排气管排出。此时，进气歧管产生负压吸力。因为涡轮的动力是由发动机的废气驱动的，所以当发动机低速运转时，排气量太小，涡轮的转速比较低，涡轮产生的压力远远小于进气歧管吸入的空气体量。此时涡轮虽然旋转，但是转速不够，进气歧管处于负压状态，只相当于自然吸气发动机，所以涡轮根本不工作。

涡轮正压:

当发动机转速增加时，发动机排气推动涡轮高速旋转。理论上，当涡轮达到一定转速时，涡轮产生的压力与进气歧管压力之间形成一个临界值。从这个临界转速开始，涡轮产生的正压超过了活塞自然吸入的压力，这就是所谓的“干涉”。当然，以上只是一个理论值。实际上，单纯依靠发动机转速是无法控制涡轮正压力的，否则发动机的动力输出将难以控制，油耗也会激增。

进气泄压阀、排气泄压阀以及中冷器

进气口和泄压阀:

为了控制涡轮增压器的正压转速，工程师设计了“进口减压阀”。进气减压阀的作用是排出进气歧管的空气体，从而降低进气歧管的压力。也就是说，虽然涡轮增压器还在高速旋转，但是它产生的正压会通过管道排到涡轮增压器的前面，也就是内部的泄压阀。即使涡轮高速旋转，压力也是正的。当然，也有一些大排量的涡轮增压器，使用的是泄压阀，一般是把气体排到大气中，这时候就会发出嗅嗅的声音。

另外，减速收油时，发动机的进气和泄压阀也要打开。这是因为减速时，节气门关闭，高压空气体必须及时排出，否则会冲击涡轮叶片。

排气泄压阀:

发动机高速运转时，废气充足，会推动涡轮高速旋转。如果排气压力得不到控制，会导致缸内压力过大，导致发动机爆缸。排气阀打开后，发动机废气会绕过我，直接通过。中间涡轮的动力。你可能会对范·迪塞尔在《速度与激情8》中拔出的烟斗感兴趣。其实他拔的是排气泄压阀控制阀。管子拔掉后，相当于排气泄压阀完全关闭，于是他那辆破破烂烂的老爷车就像吃了伟哥一样，拼命加速，直到爆炸。。

中间冷却器:

由于涡轮最高转速可达20万转，温度可达900℃以上，这样高的温度会导致发动机进气温度升高，空气体密度降低，从而降低有效空气体体积，影响进气效率。所以必须冷却进气温度，也就是用中冷器来冷却空气体。

涡轮增压器不可能时刻处于正压状态。

涡轮增压发动机也是电喷发动机，其基本燃烧原理是通过空空气流量传感器、空气温度传感器、氧气传感器检测进气和排气中的氧气含量，从而实现对发动机的闭环控制。所以理论上，只要发动机进气量增加，油耗必然增加。所以为了降低油耗，必须控制进气，进气歧管不能在不必要的情况下处于正压状态。也就是说，除了发动机刚启动的时候，不能因为不足而处于正压。即使发动机转速升高，排气量充足，也要控制进气量，降低油耗。

控制逻辑也比较简单。通常，进气和减压阀由节气门开度和车速控制。当ECU判断当前动力需求不需要增压时，进气泄压阀常开，涡轮后端的高压气体会排到涡轮前端。当ECU判断需要增压时，进气泄压阀关闭。此时，涡轮后端的压力增加，进气量增加。也就是说，只有当ECU判断有动力需求时，涡轮增压器才处于进气歧管正压状态。

对于小排量涡轮增压发动机，往往采用惯性小的涡轮，这样涡轮更容易被推动。如果每天轻轻的开，虽然涡轮转速很高，但是ECU检测到动力需求不大，进气减压阀就会处于常开状态。大油门加速时，ECU判断加速需求过大，会控制减压阀关闭，进气压力迅速升高，缸内会喷射出巨量的空气体。

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