VGT增壓器的應(yīng)用

1、精選文庫(kù)從原理上看，柴油機(jī)的VGT技術(shù)和保時(shí)捷的VTG并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，基本的原理和結(jié)構(gòu)都是相似的。下面，我們就通過(guò)保時(shí)捷的VTG技術(shù)來(lái)了解一下可變截面渦輪增壓器的工作原理。圖中渦輪外圍的紅色葉片就是導(dǎo)流葉片一般的渦輪并沒(méi)有導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)VGT技術(shù)的核心部分就是可調(diào)渦流截面的導(dǎo)流葉片，從圖上我們可以看到，渦輪的外側(cè)增加了一環(huán)可由電子系統(tǒng)控制角度的導(dǎo)流葉片，導(dǎo)流葉片的相對(duì)位置是固定的，但是葉片角度可以調(diào)整，在系統(tǒng)工作時(shí)，廢氣會(huì)順著導(dǎo)流葉片送至渦輪葉片上，通過(guò)調(diào)整葉片角度，控制流過(guò)渦輪葉片的氣體的流量和流速，從而控制渦輪的轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時(shí)候，導(dǎo)流葉片打開(kāi)的角度較小。根據(jù)流體力學(xué)

2、原理，此時(shí)導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就會(huì)加快，增大渦輪處的壓強(qiáng)，從而可以更容易推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象，也改善了發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)的響應(yīng)時(shí)間和加速能力。而在隨著轉(zhuǎn)速的提升和排氣壓力的增加，葉片也逐漸增大打開(kāi)的角度，在全負(fù)荷狀態(tài)下，葉片則保持全開(kāi)的狀態(tài)，減小了排氣背壓，從而達(dá)到一般大渦輪的增壓效果。此外，由于改變?nèi)~片角度能夠?qū)u輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效控制，這也就實(shí)現(xiàn)對(duì)渦輪的過(guò)載保護(hù)，因此使用了VGT技術(shù)的渦輪增壓器都不需要設(shè)置排氣泄壓閥。需要指出的是，VGT可變截面渦輪增壓器只能通過(guò)改變排氣入口的橫切面積改變渦輪的特性，但是渦輪的尺寸大小并不會(huì)發(fā)生變化。如果從渦輪A/R值去理解的話，可變截面渦輪

3、的原理會(huì)更加直觀。也有的廠商將這項(xiàng)技術(shù)成為VNT，比如沃爾沃和奧迪，它們?cè)诒举|(zhì)上是一樣的A/R值是渦輪增壓器的一項(xiàng)重要指標(biāo)，用以表達(dá)渦輪的特性，在改裝市場(chǎng)的渦輪增壓器銷售冊(cè)上也常有標(biāo)明。A表示Aera區(qū)域，指的是渦輪排氣側(cè)入口處最窄的橫切面積（也就是可變截面渦輪技術(shù)中的“截面”），R（Radius）則是代表半徑意思，指的是入口處最窄的橫切面積的中心點(diǎn)到渦輪本體中心點(diǎn)的距離，而兩者的比例就是A/R值。相對(duì)而言，壓氣端葉輪受A/R值的影響并不大，不過(guò)A/R值卻對(duì)排氣端渦輪有著十分重要的意義。導(dǎo)流葉片的開(kāi)度能夠影響導(dǎo)向渦輪葉片的氣流速度，低轉(zhuǎn)速時(shí)開(kāi)度?。ㄗ髨D），提高空氣流速，高轉(zhuǎn)速時(shí)開(kāi)度大（右圖），

4、減小排氣負(fù)壓當(dāng)A/R值越小時(shí)，表示廢氣通過(guò)渦輪的流速較高，這種特性可以有效減輕渦輪遲滯，渦輪也就能在較低的轉(zhuǎn)速區(qū)域取得較高的增壓，而發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)則會(huì)產(chǎn)生較大的排氣背壓，使高轉(zhuǎn)速時(shí)功率受到限制。反之，當(dāng)A/R值越大時(shí)，渦輪的響應(yīng)速度就越慢，低轉(zhuǎn)速時(shí)渦輪遲滯明顯，不過(guò)在高轉(zhuǎn)速時(shí)，擁有較小的排氣背壓，且能夠更好的利用排氣能量，從而獲得更強(qiáng)的動(dòng)力表現(xiàn)。而VGT技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的截面可變就是指改變A值。當(dāng)葉片角度較小時(shí)，排氣入口的橫切面積便會(huì)相應(yīng)減小，因此A值會(huì)隨之變化，從而擁有小渦輪響應(yīng)快的特點(diǎn)。而當(dāng)葉片角度增大時(shí)，A值隨之增大，這時(shí)A/R值增大，從而在高轉(zhuǎn)速下獲得更強(qiáng)的動(dòng)力輸出。總而言之，透過(guò)變更葉片的角度，VTG系統(tǒng)可隨時(shí)改變排氣渦輪的A/R值，從而兼顧大/小渦輪的優(yōu)勢(shì)特性。小結(jié)：盡管結(jié)構(gòu)和原理都很簡(jiǎn)單，但VGT可變截面渦輪技術(shù)對(duì)于增壓效果的提升非常顯著，在目前主流的渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了非常普遍的應(yīng)用。不過(guò)，由于硬件材質(zhì)的限制，這項(xiàng)技術(shù)在排氣溫度較高的汽油發(fā)