四缸双涡管单涡轮增压器如何工作?
4 缸双涡管单涡轮增压器是一种涡轮增压系统,结合了双涡管技术与单涡轮设计,以提高
发动机的响应能力和效率。以下是其工作原理的详细解释:1. 基本结构:涡轮增压器组件
• 涡轮机:由发动机排气驱动。
• 压缩机:由涡轮驱动,将压缩空气送入气缸。
• 双涡管:涡轮进气口分为两个独立的涡管,分别连接到不同气缸的排气歧管。
2. 四缸发动机的排气特性
• 点火顺序:四缸发动机通常按 1-3-4-2 顺序点火,相邻气缸的排气间隔 180°。
• 排气脉冲干扰:如果所有气缸的排气都进入同一管道,相邻气缸的排气压力波将相互干扰,
导致涡轮效率降低(称为"e排气脉冲干扰")。
3. 双涡管的分流设计
• 分组气缸连接:两个涡卷分别连接两组气缸(例如:气缸 1+4 为一组,气缸 2+3 为另一组)。
• 隔离排气脉冲:每组气缸的排气进入独立的涡管,以避免排气压力波相互抵消,
确保废气能量有效地传输至涡轮机。
4. 高效利用废气能量•脉冲涡轮增压效果:
◦ 双涡管使排气脉冲间隔较大(如四缸发动机的排气间隔为180°),
使涡轮不断接收高动能废气。
◦ 与单涡管相比,双涡管在低速时也能保持更高的排气速度,从而减少涡轮迟滞。
5. 单台涡轮机的优势
• 结构简化:单个涡轮比双涡轮系统更轻、更便宜。
• 转速覆盖范围广:通过双涡管优化设计,单个涡轮在低转速时可实现快速响应,在高速时保持较大的流量提升。
6.工作流程示例(以四缸发动机为例)
1.排气阶段:
◦ 1号缸完成做功,高温废气经第一涡管冲向涡轮。
◦ 曲轴旋转 180° 后,4 号气缸排气并通过同一涡管驱动涡轮。
◦ 2 号和 3 号气缸的排气通过第二个涡管交替驱动涡轮的另一侧。
2.涡轮驱动:
◦ 两组交替的排气脉冲使涡轮转速增加得更快,特别是在低速时,显著减少了滞后现象。
3. 增加摄入量:
◦涡轮驱动压气机,将压缩空气送入中冷器,冷却后再输入气缸,提高燃烧效率。
7.性能优势
• 低速扭矩提升:双涡管设计使涡轮在发动机转速1500-3000RPM时仍能高效工作,增强低速扭矩。
• 减少涡轮迟滞:排气脉冲隔离使涡轮响应速度接近增压器。
• 燃油经济性:在满足排放法规的同时提高燃烧效率(例如在涡轮介入之前减少浓燃烧)。
8.典型应用场景
• 家用性能车:如宝马N20发动机、大众EA888 Gen3等,平衡动力与成本。
• 平衡经济性与运动性:适合需要线性动力输出,又看重燃油效率的车型。
摘要 四缸双涡管单涡轮增压器在单涡轮结构中实现了接近双涡轮的响应速度
通过转移排气脉冲、优化废气能量利用,同时兼顾轻量化和低成本。
此设计是现代涡轮增压技术中平衡性能与实用性的经典解决方案。