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VTG/TSI/TwinTurbo三大涡轮技术分析
来源:本站整理  作者:佚名  2011-12-05 08:52:14

新型涡轮增压技术解析:

保时捷VTG解决方案说明:

VTG是VariableTurbineGeometry的缩写,中文意思是可变几何形状的涡轮叶片。顾名思义,搭载VTG技术的涡轮,其涡轮叶片的几何形状是可变的。

通过不同工况下(通常是转速)改变排气侧涡轮叶片的几何形状,从而减少涡轮增压器的延迟现象。

结构分析和工作原理:

所谓的可变涡轮叶片并不是说涡轮的刚性叶片能够随意改变形状。VTG技术在涡轮的外侧加了一环可通过电子系统控制角度的叶片,把发动机排出的废气导向到排气侧的涡轮叶片上。

当发动机的转速较低的时候,废气压力较低,导流叶片打开角度较小,根据流体力学原理,在导向叶片出口处的气流速度会增加,到达涡轮排气侧叶片上的气体压强会增大,从而能够提高发动机低转速下涡轮的转速,减轻“涡轮延迟”现象。

随着发动机的转速的提高,导向叶片的角度逐渐变大。当发动机达到最大负荷的时候,导向叶片完全打开,与排气侧主体涡轮形成一个更大的叶片,达到大涡轮的输出效果。

VTG技术通过导向叶片改变废气作用在排气侧涡轮叶片上的压力,控制涡轮的转速,从而控制涡轮的增压压力。由于涡轮转速得到控制,增压压力也得到了控制,采用VTG技术的发动机不再需要传统废气涡轮增压发动机的放气阀(Blowoffvalve)。
 

VTG技术最早出现在增压柴油发动机上。由于柴油发动机的排气温度较汽油发动机低,因此VTG技术得到较好的应用。而汽油发动机的排气温度高达1000摄氏度,对VTG材料的要求极高。保时捷为了解决此问题,与BorgWarnerTurboSystems合作,并且采用太空科技的抗高温材质,终于让VTG在汽油发动机上面得以实现。

搭载VTG技术的911GT2,能输出353kw的功率。在1950rpm到5000rpm如此宽的转速范围都可输出高达620Nm的巨大扭矩。由此可见VTG显著的成效。

大众TSI解决方案说明:

为解决传统废气涡轮增压技术固有的缺点,大众把废气涡轮增压以及机械增压技术相结合,辅以燃油分层喷注技术,开发出了TSI发动机。实现了发动机轻量化、小排量高输出以及低转速高响应性。

机械增压的压缩机直接由发动机曲轴通过皮带带动。使用机械增压的发动机具有响应性好、低转扭力输出范围广等特点。但是机械增压器在高转速时会产生很大的摩擦,能量损失明显,不能应用于高转速发动机。

机械增压的特性刚好弥补了涡轮增压发动机在低转速时的固有缺点。两者结合以后,发动机在各转速范围都能提供非常好的功率和扭矩输出。发动机性能和经济性都上了一个新的台阶。

结构分析和工作原理:

TSI发动机所采用的废气涡轮以及机械增压

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