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《超压电动涡轮增压器的工作原理》—— 自然进气（NA）发动机——空气是被动地被吸入汽缸内的。也就是说，引擎所需的空气完全依靠活塞下行时产生的负压而进入，即便汽缸吸满了空气，缸中气压也就小于或等于一个大气压。如果在相同的单位时间里，能够把更多的空气及燃油的混合气强制挤入汽缸（燃烧室）进行压缩燃爆动作（小排气量的引擎能“吸入”和大排气量相同的空气，提高容积效率），便能在相同的转速下产生较自然进气发动机更大的动力输出。所以NA发动机的升功率始终不如能将空气与燃油强制送入的汽缸中，可轻松提高马力的增压发动机。
电动涡轮增压系统就是通过强制进气使进入发动机的气体大于自然进气效率，形成的旋转脉动涡流,流速大,空气密度高,含氧密度增加,达到成倍的空燃比;燃油雾化提高.从源头上实现发动机在单位时间内进入成倍的混合气。达到更强的动力输出。
一.详解:为什么电动涡轮增压能够提高动力
1.电动涡轮增压提高动力的基本原理：
正常车辆在使用到一定时间后，由于空滤芯被灰尘阻塞——进气量减少,这时真空压力传感器（MAP)监测得到——进气量少K——通过ECU做出指令（减少喷油频率，同时转速不再上升）——混合气总量减少——由于转速没有提升，发动机功率输出保持在一个相对稳定状态。这时，再深踩油门——节气门位置传感器TPS得到大负荷信号——同时ECU没有得曲轴位置传感器CPS提升信号——故不会增加喷油频率。这就是感觉动力差的原因之一.另外由于节气门和转速传感器同时参与采集信号,加上进气量的不准确很容易使ECU做出错误指令,导致喷油嘴的喷油频率的不稳定.以至会增加油耗.如果这时给发动机提供了较大的进气量.ECU就能自我判断控制喷嘴增大喷油量,此时发动机得到一个成倍比例的混合气.在单位时间内也增大了发动机的容积效率,等于发动机增大了排量，这就是说只要提高混合气总量就能提供发动机功率。
这时在进气上加了辅助进气装置,在发动机的空燃比基本保持不变的情况下.但混合气总量发生变化,这样的话发动机的容积效率就会根据辅助进气装置的功率增加而增加(这是有一定控制范围的).这也就说明虽然电动涡轮的功率还没有那么强大，只要比原有自然吸气的进气速度大就能增大容积效率即提高动力。在这个基础上动力的提高多少取决于电动涡轮的功率大小，这就是电动涡轮增压提高动力的基本原理.
2. 电动涡轮增压省油的基本原理：
以上都是为了提高发动机的容积效率，以得到更大填充效率.各种形式的涡轮增压都是针对提高发动机进气量而设计，在进入大量高密度空气的同时还需要同比例的燃油才能满足发动机的功率提升。但是电动涡轮在怠速的情况下是不工作的在达到一定转速下才渐渐进入工作状态。涡轮的功率提升虽然耗费了较多的燃料，提高了发动机的功率，但是行驶里程也提高了。所以说电动涡轮增压省油的道理也基于次。
二.电动涡轮增压系统的特点:
一般电动涡轮的成本为废气涡轮的1/20。且结构简单体积小等特点容易安装在各种车型上。电动涡轮增压系统虽不如废气涡轮功率强大，但原理相同。废气涡轮是通过循序渐进的原理提高发动机的功率，强制性的达到提供动力的目的 ，而电动涡轮也正是利用这一原理。只是外形结构及控制方式不同罢了。只要进入发动机混合气的比例发生变化（增大了容积效率），发动机的功率就能提高。
三.电动涡轮增压系统的实际效果：
分4方面分析：
1.在低速大负荷的情况：
发动机的转速低时（起步状态）；节气门的开度大——电动涡轮开始工作——涡轮转速达到最大。由于发动机转速低,燃油量并没有迅速增加，这时多余的空气进入发动机——混合气浓度变稀（16：1）。由于电动涡轮是改装产品，发动机电脑ECU并不知道他什么时候工作，此时喷油滞后——发动机有顿挫感。急时对真空压力传感器的信号做出调整,同时增大喷油量(此时发动机依据转速参数附加喷油）,同时配合油门（节气门位置传感器）同步——达到标准比例混合气。
2.在中速时：
节气门开度回到正常状态（1/4)，进气速度不受电动涡轮的影响，基本达到同步。发动机转速通过节气门位置传感器TPS的开度大小来控制。这时由于电动涡轮的参与工作进气阻力要小的多，而且电动涡轮的辅助进气速度始终要大于原来的吸气速度，TPS开度越大进的空气越多，相对的进气时间要短，所以说这时的提速效果是很明显的。
3.在高速状态：
在油门继续深踩时TPS迅速全开，由于电动涡轮的功率已经达到上限，在TPS的前后达到一个压差，在TPS打开的一瞬间，大量的气体靠惯性涌入发动机歧管，形成一个压缩过程。这时发动机的功率达到最大。直到和发动机自身的吸气效率平衡。
4.在倒拖状态时的情况：
A.车在高速带档行驶时，油门突然松开——TPS完全闭合——电动涡轮迅速停止工作
B.车在高速带档行驶时，油门突然松开——空挡滑行——电动涡轮迅速停止工作——为下一次启动做准备——重复上述的工作过程，在这期间电动涡轮不参与工作对发动机怠速状态不产生任何影响。
《涡轮增压器》有什么作用？有那些种类？
增压技术就是一种提高发动机的进气能力的方法。从原理上讲，增压并无神秘之处。它就是采用专门的压气机将气体在进入气缸前预先进行压缩，提高进入气缸的气体密度，减小气体的体积，这样，在单位体积里，气体的质量就大大增加了，进气量即可满足燃料的燃烧需要，从而达到提高发动机功率的目的。就拿汽油机来说，每向气缸内提供1公斤的汽油，约需要气缸吸入15公斤的空气，才能保证汽油充分燃烧。这15公斤的空气，其体积将是非常大的，光靠气缸在发动机进气过程产生的真空度，不容易将这么大体积的空气完全吸入。因此，提高发动机吸入气体的能力，也就是提高发动机的充气效率就显得尤为重要。《涡轮增压器》的主要作用是提高发动机进气压力，改善空燃比，使发动机燃烧更完全，提高热效率，增加发动机功率而节省燃油。在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。l905年，瑞士工程师波希在德国申请了废气涡轮增压器专利，最先使用于船舶、飞机，1961年美国开始用于小轿车上。
1、废气涡轮增压器：以发动机排放的废气为动力源驱动废气泵带动气压泵而工作。这种增压器技术最为成熟，使用最为普遍。最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率。一台发动机装上废气涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装废气涡轮增压器的相比，可增加大约40%甚至更多。它的缺点中最明显的是“滞后响应”，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，即使经过改良后的反应时间也要1.7秒，使发动机延迟增加或减少输出功率。这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅度提高，从而使发动机的机械性能、润滑性能都会受到影响，而且还会提高进气温度。但凡事有利就有弊，《废气涡轮增压器》也不例外。
2、机械涡轮增压器系统（supercharge）：装置在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。《机械涡轮增压器》的优点是转子的速度与发动机转速是相对应的，所以没有滞后或超前，动力输出更为流畅；它的缺点：由于它要消耗部分引擎动力，会导致增压效率不高。
3、复合涡轮增压系统：既采用废气涡轮增压器，又同时应用机械驱动式涡轮增压器来克服废气涡轮增压器的滞后反映。它的效益优于1、2类型，缺点是结构比1、2类型更复杂，造价更高，维修费用更高。
4、电动涡轮增压器：以汽车本身的电力为动力源，用电动机驱动而工作。优点：体积小，响应速度快，便于安装，成本低； 缺点：发动机的提升功率不如前两种。 |
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发表于 2010-6-11 04:25:00
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