渦輪增壓器如何冷卻

渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增加，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。

增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，由于燃燒溫度高、渦輪工作環(huán)境惡劣，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)提出了更高的要求。

渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)的作用是為了保持發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳的工作溫度，有點(diǎn)類似于人類的體溫調(diào)節(jié)功能，回想一下你體溫升高3度是什么感覺(jué)就知道溫度調(diào)節(jié)有多么重要了。冷卻系統(tǒng)不僅僅是我們現(xiàn)在燒油的發(fā)動(dòng)機(jī)需要，以后的電動(dòng)車同樣需要冷卻系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)電池組的溫度。

增壓發(fā)動(dòng)機(jī)和普通發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)冷卻系統(tǒng)的需求當(dāng)然是不一樣的，一則是因?yàn)楣ぷ鳒囟雀吡耍且驗(yàn)闇u輪存在獨(dú)立的散熱問(wèn)題。

關(guān)于缸體和缸蓋內(nèi)的冷卻水道

說(shuō)到缸體（為了簡(jiǎn)化語(yǔ)言，缸體和缸蓋暫時(shí)統(tǒng)稱缸體），不得不為大家引入一個(gè)概念?；蛟S我們都覺(jué)得雙VVT、渦輪增壓、可變長(zhǎng)度進(jìn)氣管等“高科技”最重要，但一款發(fā)動(dòng)機(jī)好與壞，其實(shí)在缸體設(shè)計(jì)的時(shí)候就已經(jīng)決定了。打個(gè)比方，現(xiàn)在冬天來(lái)了，缸體設(shè)計(jì)得好的發(fā)動(dòng)機(jī)就好比身體好的人，穿少量衣服就能御寒；而缸體設(shè)計(jì)差的發(fā)動(dòng)機(jī)就是先天身體素質(zhì)差的人，需要多穿衣服來(lái)彌補(bǔ)，這些“衣服”就好比我們剛才所說(shuō)的各種復(fù)雜的外加機(jī)器，例如雙VVT、渦輪增壓、可變長(zhǎng)度進(jìn)氣管等。

缸體的設(shè)計(jì)極其復(fù)雜，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)最基礎(chǔ)的工作，一旦這個(gè)工作做得好，發(fā)動(dòng)機(jī)將具備優(yōu)秀的性能和超長(zhǎng)的服役周期（一般發(fā)動(dòng)機(jī)7-8年就要換代，否則沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力，但優(yōu)秀的發(fā)動(dòng)機(jī)能使用10年以上）。

好的缸體設(shè)計(jì)具備非常低的摩擦消耗，冷卻均勻，這比什么都管用。例如日系廠家的發(fā)動(dòng)機(jī)在減少摩擦消耗這個(gè)環(huán)節(jié)上做得極為出色，可以用極致來(lái)形容，因此他們的發(fā)動(dòng)機(jī)非常省油，這點(diǎn)我們不能不承認(rèn)。此外，冷卻均勻的缸體讓氣缸壁沒(méi)有溫度特別高的地方，我們稱為“熱點(diǎn)”，沒(méi)有熱點(diǎn)的缸體就不容易引起爆震，就可以采用更大的壓縮比。獲得更高的效率。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體內(nèi)部具有很復(fù)雜的水道，冷卻水在里面流動(dòng)起到冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的作用。這些水道如何設(shè)計(jì)才能達(dá)到最大的效率又不影響整體強(qiáng)度，就是冷卻系統(tǒng)所要做的事情。由于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性有所不同，可能導(dǎo)致的熱量分布也有所不同，因此一款渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)就很有必要在缸體的冷卻系統(tǒng)上加以改進(jìn)，只不過(guò)是我們看不到罷了，不過(guò)雖然我們看不到，但這些東西還是要算進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)成本的。

渦輪增壓器的冷卻系統(tǒng)進(jìn)化回頂部

渦輪的冷卻

渦輪的冷卻一度是渦輪機(jī)器被用戶詬病的大問(wèn)題之一，好比渦輪遲滯。以前的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在劇烈駕駛后不能馬上熄火，還需要怠速一段時(shí)間讓機(jī)油為渦輪降溫才可以，但現(xiàn)在已經(jīng)沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題了，這也算是一種進(jìn)化吧。

首先看看渦輪在正常的時(shí)候是如何冷卻的。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，機(jī)油泵除了潤(rùn)滑其他零部件外，還會(huì)通過(guò)油道潤(rùn)滑渦輪增壓器的轉(zhuǎn)軸。還記得我們提到過(guò)的渦輪增壓器最大的敵人就是高溫嗎？它的熱量來(lái)自于三方面，但最終只能靠轉(zhuǎn)軸上的軸承來(lái)降溫。

在一般的工作狀態(tài)下，油泵通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而獲得動(dòng)力，源源不斷地為渦輪軸承輸送低溫潤(rùn)滑油，帶走渦輪的熱量。但如果一旦發(fā)動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，機(jī)油泵就無(wú)法工作，渦輪增壓器就會(huì)被殘留的高溫烘烤。這時(shí)候增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn)，這樣就會(huì)因?yàn)樵鰤浩鬓D(zhuǎn)軸與軸承間瞬間產(chǎn)生的高溫而損壞軸承和軸。此外，停留在增壓器內(nèi)部不流動(dòng)的機(jī)油會(huì)被烘烤成積炭。阻塞進(jìn)油口，導(dǎo)致軸套缺油，加速渦輪轉(zhuǎn)軸與軸套之間的磨損。所以以前的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)只能采用笨辦法，停車后繼續(xù)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘，直到渦輪降溫。

現(xiàn)在的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)往往會(huì)增加一套獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。以我們熟悉的大眾1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)為例，它增加了一個(gè)由電腦控制的電動(dòng)水泵，水泵在一些特定的時(shí)候會(huì)開(kāi)啟，例如停車熄火后渦輪依然高溫的情況，最長(zhǎng)可以獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)6分鐘。

總結(jié)

其實(shí)目前已經(jīng)有不少用戶在使用渦輪增壓的汽車，只要隨便問(wèn)問(wèn)身邊的人，都知道他們的車跟普通車用起來(lái)沒(méi)什么兩樣。不過(guò)要注意的是，一般城市使用的情況下，車輛從正常行駛到停車往往能有一段低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間，而如果在高速公路上的汽車進(jìn)入服務(wù)區(qū)的話，是不適宜立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的，畢竟渦輪一直處于高溫狀態(tài)。還有一種情況是，電動(dòng)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)是通過(guò)電瓶帶動(dòng)的，如果您的電瓶已經(jīng)用了很長(zhǎng)時(shí)間，或許會(huì)出現(xiàn)容量不足而導(dǎo)致的一些衍生問(wèn)題，例如系統(tǒng)自動(dòng)停止熄火后的降溫功能，或者為了降溫而過(guò)度耗電而影響下次的啟動(dòng)。這些問(wèn)題還有待我們用戶在使用中獲得更多的經(jīng)驗(yàn)。