渦輪結構與市場各渦輪車的詳細說明,故在此做點小整理擷取部分內容來跟大家分享。
純手動打字,僅提部分說明,請原諒部分刪除並編排成白話說明甚至補述感想。
*提示:128元一本 特輯名稱:引擎室裡養蝸牛。
以下圖例非1.2Tsi,單純結構了解用
(一)渦輪機基礎結構有四大部分:ABCD
A.渦輪壓縮側:上圖右
又可被稱為進汽側,就是進行壓縮進汽的地方。此部分由於不需擔心溫度過高的問題,
所以採用鋁合金材質替代較耐熱的鑄鐵材質,而且還達到部份輕量化。
渦輪大小完全取決於A/R值,A指的就是出風通道的直徑,而R指的就是軸心到出風通道中心點的距離,
兩者相除即為A/R值,數值愈大表示掃風的風量愈大,因此可對應的馬力也更大。
進氣側的葉片也多為鋁合金材質,透過C(渦輪軸心)可以與B(渦輪排氣側)的排氣葉片連接,
也就是說當汽缸內燃油燃燒爆炸之廢氣推動B的排氣葉片時亦同時推動A的進氣葉片以進行增壓動作。
B.渦輪排氣側:上圖左
又稱為排龜,渦輪作動源頭為此處!!當汽缸廢氣排出時經由排氣歧管進入渦輪排氣側以推動排氣葉片。
由於渦輪排氣側需承受汽缸內的燃油燃燒爆炸後所產生的高溫廢氣(700-800度),
故外殼以鑄鐵材質製成,而其中的排氣葉片的材質關係著渦輪耐用度,所以多為鎳鉻合金製成,
優點不外乎是耐高溫且輕量化所以好推動。
另外,少數高單價的渦輪機會用鈦合金材質,更輕更耐高溫。
渦輪排氣側跟渦輪壓縮側一樣都是用A/R作為尺寸之標示。
渦輪排氣側A/R值愈大表示排氣的量較大,可是排氣壓力會較小,渦輪延滯現象會較明顯,
反之亦然(渦輪排氣側A/R值愈小表示排氣的量較小,可是排氣壓力會較大,渦輪延滯現象會較不明顯)。
C.渦輪軸心:
串聯左右對稱的A與B的就是渦輪軸心,市面上的軸心結構可分為銅套軸承與滾珠軸承兩種。
銅套軸承結構:多為汽車原廠使用,其優點是使用壽命長。缺點是運轉阻力較大所以遲滯較明顯。
滾珠軸承結構:多為改裝採用,優點是柱狀滾珠能縮小與軸心接觸面積,運轉阻力小,所以遲滯現象較小,
較好輕推。缺點是壽命較短。
D.Actuator洩壓閥:
此時先模擬渦輪啟動的狀況~~~~
怠速時開始踩油門--->此時渦輪未啟動,而汽缸內燃油先行燃燒--->
燃燒排放的廢氣推動B--->又因為C連結了B與A,所以同時帶動A轉動--->
A藉由高速轉動"主動"將空氣吸入壓縮。
所以說隨著引擎轉速提高,廢氣量自然更大,會有更多且高壓的廢氣會進入B,為了平衡適當壓力以
防止渦輪損壞就需要Actuator(洩壓閥)。
此裝置與B連結,當排氣壓力達到洩壓閥預設值時(極限),汽門彈簧便會推開Actuator排出多餘的廢氣。
Actuator僅能對應較低增壓值來控制渦輪壓力,高增壓就必須以Wastegate來對應排氣,且更能控制
渦輪內部壓力的穩定。
p.s.比較起來自然進氣引擎因為汽缸產生燃燒爆炸,汽缸內產生無氧真空狀態所以外部空氣因為壓力差異,
經過進氣過濾網後才進入引擎燃燒,可比喻是"被動"。
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(二)SKODA 1.2Tsi 渦輪增壓引擎:
此引擎為VAG集團授權,全權由捷克SKODA設計開發的引擎。
此引擎為SKODA以1.4TSI為基礎架構,為了縮小排氣量至1.2(排氣量=缸徑X衝程),
此顆引擎僅縮小了缸徑部分,但沒縮小衝程,為何?
因為較長的衝程可以提供引擎較好的扭力反應,故著手於缸徑。
1.2Tsi(單增壓)由於不用兼顧雙增壓系統的強度+為了減輕重量,故此引擎不同於1.4Tsi與VAG其它
雙增壓引擎是採用鑄鐵材質而是使用鋁合金材質,引擎整體重量與1.4Tsi比較下來少了40多公斤。
除了材質,結構方面重要的變更是將1.4Tsi雙凸輪軸四汽門設定改為單凸輪軸,每缸為兩汽門,
並且拿掉原有之可變汽門正時機構。其目的不單只是減輕引擎重量外,也讓引擎產生的動能更能
直接傳遞到DSG七速雙離合器上。(所以加速與反應才如此靈敏,不過還好我本身以前開車停紅燈時
有習慣換成N檔,等要起步時才打檔銜接。因此我猜想這直接的動力傳遞在DSG上的好處上相對上
也造成01上常看到的變速箱隱憂。)
雖然為小排氣量1.2,還採用了德國知名廠商Mahle所設計的電子式Wastegate洩壓閥,由電腦感應與
控制排氣閥片的啟閉與位置。在未洩壓時,渦輪本體增壓反應加快,加快儲存壓力,並有效減少渦輪
遲滯。此外1.2採用的是漩渦狀氣流加強進氣效率。
而引擎降溫方式則使用內建水冷式Intercooler,並裝置在進氣歧管內。
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其它:
由於渦輪機是仰賴機油和水來冷卻散熱,加上渦輪引擎溫度較一般進氣引擎溫度高,
所以即使是怠速,散熱排風扇(吸風)應該多為維持高速轉動,若高速公路上巡航時進氣強而多量
能替散熱排快速帶熱,此時也許風扇預設轉速不高吧(被風吹轉不算的話..),
冬天也許怠速時冷排風扇可以轉慢點
。有誤或是補充還請各位指教加強,感謝。
