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增壓器不加中冷器對發動機有什麼影響?降低壓力,增加空氣密度

嚴格來說,渦輪增壓發動機必須配備中冷器,中冷器可以是風冷也可以是水冷,但必須要有,如果渦輪增壓車沒有中冷器,壓縮空氣的溫度會急劇上升,增加燃燒室爆震的傾向。

另一方面,氣體溫度的大幅升高會降低氣體密度,這會減少被迫進入燃燒室的每單位體積的空氣質量,氣體被壓縮後,隨著密度的增加,溫度也會升高,被渦輪壓縮的空氣也會升高。

增壓器不加中冷器對發動機有什麼影響?降低壓力,增加空氣密度

在更高的溫度下,渦輪增壓器的容量會迅速達到極限,從而影響渦輪的效率,不僅如此,高溫空氣直接進入發動機,很可能因過熱而損壞發動機,甚至可能造成

熄火

,同時,會增加尾氣中氮氧化物的含量。

氣體並增加空氣汙染,現在問題這麼多,就需要中冷器配合了。因為渦輪增壓器工作時溫度很高,而鼓風機對空氣進行壓縮,鼓風機送入發動機的空氣溫度很高,有的甚至可以接近

200

度,空氣會當溫度升高時膨脹。

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這樣實際進入氣缸的空氣量就會減少,從而降低增壓效率,更嚴重的是氣缸溫度更高,當高溫空氣進入高溫氣缸,在壓縮行程中被用力擠壓時,可能會提示溫度升高,容易引起發動機爆震,輸出功率會嚴重降低或損壞發動機。

所以渦輪增壓發動機必須冷卻增壓空氣,現代電噴發動機採用一系列手段將空燃比維持在

14。7:1

左右,發動機的空燃比由氧感測器、進氣溫度感測器、氣流感測器、三通等一系列裝置控制催化轉化器和自動控制的水溫感測器。

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發動機的氧感測器用於檢測發動機排氣中的氧含量,

ECU

根據氧感測器的電壓值控制噴油量,如果氧感測器檢測到氧含量過高,則會加大噴油量,否則噴油量會減少,這個校正還應該參考發動機進氣溫度感測器。

由於熱脹冷縮的作用,一旦進氣溫度升高,空氣密度就會降低,單位體積的絕對進氣量就會減少,從而導致混合,如果氣體太稀,發動機將增加噴射的燃油量以形成合適的空燃比,這次電機會動力不足,功率會下降。

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一旦超過電機的自動調節極限,電機就會冒黑煙等現象,如果沒有中冷器,空氣就不能被壓縮,進入發動機的空氣密度不夠,噴油量就不能形成正確的空燃比,另外,空氣密度會很不穩定,加速也會很慢,斷斷續續的。

高溫壓縮空氣經中冷器冷卻,降低了增加的壓力,增加了空氣密度,可以透過提供正確數量的燃料來增加功率,這也是中冷器的一個功能,那麼有沒有沒有中冷器的渦輪增壓車呢?

增壓器不加中冷器對發動機有什麼影響?降低壓力,增加空氣密度

早期的汽車之所以沒有加裝中冷器,是因為發動機的增壓壓力和壓縮比都比現在低,不易爆震,所以認為沒有必要加裝中冷器,現在的汽車壓縮比大大提高,轉速也比以前的發動機高,沒有穩定合適的空氣供應,渦輪增壓就無法發揮作用。

風冷式的原理與散熱器類似,都是利用表面的空氣將熱量散發出去,達到降溫的效果,而水冷式則是利用冷卻液等流體迴圈來散熱,散熱效果比風冷式好,當然成本也高,比如風冷式的主要缺點是在低速行駛時,因為靠近車頭的氣流會比較慢。

增壓器不加中冷器對發動機有什麼影響?降低壓力,增加空氣密度

風冷式透過氣流散發的熱量就比較有限

比較差,而且水冷式的散熱方式不同,所以目前散熱效果比風冷式的更加突出和優秀,畢竟,增壓發動機和自吸發動機還是有很大區別的,自然吸氣發動機更注重吹掃效率,而渦輪增壓發動機更關心進氣溫度。