涡轮增压器的工作原理与使用技巧36
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涡轮增压器的工作原理与使用技巧36
谈废气涡轮增压器的正确使用及故障诊断；摘要：针对影响增压器的使用寿命因素，故障和诊断加；关键词：废气涡轮;增压器;故障诊断；近年来，随着汽运公司车辆的更新换代，一些重型载货；涡轮增压器是用来提高发动机功率和减少排放的重要部；柴油机经过增压以后性能发生了变化，它使柴油机的功；2影响增压器使用寿命的因素；使用中我们发现，增压器的损坏和磨损总是在柴油机及；2.1润
谈废气涡轮增压器的正确使用及故障诊断 摘要：针对影响增压器的使用寿命因素，故障和诊断加以分析，并说明使用中的注意事项，意在减少增压器的故障，延长其使用寿命，降低维护费用。关键词：废气涡轮;增压器;故障诊断近年来，随着汽运公司车辆的更新换代，一些重型载货柴油车上普遍使用了涡轮增压器，但在使用中常发生废气涡轮增压器早期损坏的故障，分析其原因，主要是对增压器的使用，维护不当造成的。现对影响增压器的使用寿命因素，故障和诊断加以分析，并说明使用中的注意事项，意在减少增压器的故障，延长其使用寿命，降低维护费用。
1 废气涡轮增压器的基本知识及工作原理涡轮增压器是用来提高发动机功率和减少排放的重要部件。涡轮增压器本身不是一种动力源，它利用发动机排气中的剩余能量来工作，其作用是向发动机提供更多的压缩空气。它利用发动机排出的废气能量，驱动涡轮高速旋转，带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转，压力机将空气压缩进入发动机气缸，增加了发动机的充气量，可供更多的燃油完全燃烧，从而提高了发动机的功率，降低了燃油的消耗，同时由于燃烧条件的改善，减少了废气中有害物质的排放，还可降低噪音。柴油机经过增压以后性能发生了变化，它使柴油机的功率大大得到提高，增压后发动机的功率可提高20%～40%左右，以WD615机为例，使发动机的机械效率提高，增压后发动机的辅助系统消耗的功增加很少，虽然因为爆发压力大，各摩擦表面上的摩擦损失有所增加，但发动机功率增加较多，机械效率提高了近8%左右。燃油消耗降低，增压后进气压力增高，燃烧条件改善，机械效率提高，油耗降低，发动机单位功率质量大大降低，但发动机经增压后也带来了新的问题，如：使发动机的机械负荷增加，发动机的热负荷增加等等。2 影响增压器使用寿命的因素使用中我们发现，增压器的损坏和磨损总是在柴油机及其附近出现故障之后发生，柴油机的许多不正常工况都会引起增压器的损坏。增压器出现故障，40%是由于润滑不良造成的，40%是由于外界杂物通过增压器所造成的，20%是其它原因引起的。2.1润滑油。润滑油用来润滑冷却增压器，但当增压器正常工作时，其转轴转速高达每分钟几万转到十几万转，润滑油被打成泡沫状，其冷却和润滑性能下降，因此润滑系统必须保证能提供充足的润滑油。若当600℃左右的高温废气通过涡轮室时，轴承座得不到足够的润滑和冷却，润滑油将在其环形油道壁上结焦，逐渐堵塞油道。润滑油如果不清洁，也会很快损坏增压器内部零件。如含有灰尘、泥状沉淀物和金属微粒的润滑油会迅速破坏各零件的配合间隙，刮伤和磨损轴承表面。这些都将会引起涡轮轴转动阻力增大和失掉平衡，使轴的转速下降，导致柴油机的功率损失增大，且转动不平衡将很快导致增压器零件的损坏。如果润滑油的质量等级老化，油中的各种添加剂不能满足增压柴油机大负荷工作的润滑要求，润滑油将会加速氧化变质，也会加剧柴油机和增压器零件的磨损。柴油机的起动、熄火的操作方法不正确也将严重影响增压器的寿命。如果柴油机起动后，就立即将转速升得很高，润滑油不能及时到达增压器轴承而加速磨损。柴油机熄火后，若不首先使增压器冷却降温，而且突然熄火，停止向增压器供给机油，会导致增压器内部零件过热，轴承油道中的机油炭化阻塞油道，将有轴承被咬死的危险。密封环泄露引起的涡轮后部积炭，将使旋转零件转动发涩，而损失功率。旋转零件的不平衡是引起密封环泄露的一个重要原因。曲轴通气孔或增压器回油管堵塞或阻力过大，也能引起密封环泄露。2.2进气系统。增压器工作的好坏也依赖于进气系统，只有供给充足、干净的空气才能保证增压器长期无故障工作，使寿命延长。所以应定期检查所有进气管接头和软管的密封性，防止漏气。如果压气机到柴油机进气管漏气，充气量减少，将导致柴油机冒黑烟。当有较大颗粒的灰尘或沙子进入压气机会立刻损坏增压器。较小的颗粒也会使工作轮叶片弯曲或被割削，并使其失去平衡，引起轴承和密封环的磨损加剧。不平衡的旋转件与轴承发生碰撞时，使轴承上的油道逐渐缩小，导致润滑不良。随着轴承的磨损，配合间隙增大，使压气机或涡轮机的工作轮叶片打击壳体，这种故障的信号是噪音比平常增大很多。进气系统的进气阻力应很小，如果空气滤清器堵塞，进气阻力增大，充气量减少，增大功率损失，同时，压气机一侧的密封环将会由于压力差太大而泄露，引起润滑油消耗量过大，这种故障的标志是在压气机工作轮叶片后面出现一层暗色的润滑油膜。2.3排放的废气。废气中很小的颗粒进入涡轮机，与颗粒进入压气机后果一样，将导致增压器的损坏。柴油机燃油供油量过大，进气阻力大，会使燃烧室内可燃混合气过浓而引起废气过热，造成涡轮机壳体和油道过热，废气从排气管到涡轮室的通道泄露会降低涡轮机涡轮的转速，增加冒烟，也会使涡轮机壳体过热。这些都会导致涡轮室内积炭及涡轮叶片的腐蚀。润滑油压力过高，润滑油将通过密封环渗入涡轮机也会造成涡轮室积炭。
3 废气涡轮增压器使用注意事项废气涡轮增压器经常处于高温下工作，进入废气涡轮端的温度在600℃左右。增压器转子以每分钟几万转到十几万转的高速旋转，为了保证增压器的正常工作，使用中应注意以下几点： (1)使用正确牌号的润滑油，并定期更换。对涡轮增压柴油机至少应使用CD级增压机油。(2)发动机发动以后，特别是在冬季，发动机点火后，应怠速运转几分钟，千万不能轰油门，以防止损坏增压器油封。(3)熄火前，发动机也应怠速运转几分钟，让发动机、增压器转子的转速降下来以后再熄火，以防止猛轰油门，增压器转速很高，突然熄火，机油泵不打油，增压器转子仍在高速惯性运转，干磨损坏轴承。(4)由于经常处于高温下运转，到增压器的润滑油管线由于高温，内部机油容易有部分的结焦，这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。(5)检修发动机时，应注意千万不能让杂物进入增压器，以防损坏转子。(6)WD615机经增压后，空气进入中冷器，有几道橡胶管连线，要求在出车前、修车中检查其连接情况，防止松动、脱落，以免造成增压器失效和空气短路进缸。(7)禁止柴油机长时间急速运转(一般不超过5min)因怠速时机油油压较低，不利于增压器的润滑，容易使轴承过早磨损。4 废气涡轮增压器常见的故障及排除增压器出现故障，不要匆忙的更换增压器，应该寻找和判断故障原因和部位，并尽可能地加以排除。这样可以避免换上增压器后同样的故障重复出现。4.1压气机喘振。如果增压器在工作过程中向气缸内输送空气量不足，空气压力将产生极大的波动，在压气机端发出异响，如气喘的响声，这就是喘振。由于喘振，发动机工作不平稳，功率下降，排气冒黑烟。产生喘振的原因是进气系统堵塞，如空气滤清器滤芯严重阻塞，进气管内油污太多阻塞。增压器的喷嘴环流通道发生变形也会造成喘振。最好是每次二级保养更换空气滤芯，车运行十万公里左右，清洗进气通道。4.2增压器在运转中发出杂音，发出金属的撞击，摩擦声、或者产生振动，是增压器转子和涡壳之间发生了变化，应拆卸转子检修、调整。4.3增压器在运转中出现了强烈的震动。这是由于转子组不平衡，轴承损坏造成的，应更换轴承及进行转子组的动平衡校验。4.4增压压力下降。该故障的主要原因是进气道堵塞，并进入中冷器的进气道连接软管松脱，破裂造成。4.5增压器突然停止运行，发动机功率下降。这是增压器轴承损坏，转子组烧死所致。应更换轴承，如损坏严重应更换增压器总成。油封漏油也应及时检修更换。
浅析现代汽车涡轮增压器的原理及使用创建时间：日(星期天) 中午11:46 | 分类：未分类 | 天气：三门峡阵雨转晴 | 字数：2836 | 发送到我的Qzone | 另存为... | 打印【摘 要】随着经济的高速发展，国内高档汽车的增加，涡轮增压器被广泛使用，通过对涡轮增压器的工作原理的了解，采取正确使用、安装及检测方法，可以增加其使用寿命。【关键词】涡轮增压器 检查 装配 目前，日本的很多厂家喜欢使用Turbo技术，典型代表是富士系列和三菱EVO。在欧洲最早把Turbo引入到汽车上来的就瑞典的审宝，后来沃尔沃也开始使用增压技术。德国也有两家车厂喜欢用涡轮增压，即奥迪和保时捷，代表车型是RS6和911Turbo。随着国内高档汽车的增加，涡轮增压器被广泛使用，对于一般用户来讲，能够初步掌握涡轮增压器的原理及作用，从而采用正确的使用方法，对延长期使用寿命、节约成本是十分必要的。 一、涡轮增压器的工作原理 涡轮增压器的组成由涡轮，压气机，转子总成，轴承机构，中间体和密封装置等组成。工作原理是利用发动机排出的高温高压废气驱动废气涡轮旋转，废气涡轮带动同一轴上的压气机共同旋转，压气机压缩由空气滤清器过滤后的空气，使空气被压缩后增压进入发动机气缸内，提高发动机进气量的装置，减少废气中CO、HC、CL粒等有害物的排放。废气涡轮与压气机通常装成一体。 二、涡轮增压器的作用 包含各类专业文献、各类资格考试、中学教育、应用写作文书、文学作品欣赏、生活休闲娱乐、外语学习资料、行业资料、涡轮增压器的工作原理与使用技巧36等内容。　
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汽车的涡轮增压是怎么回事？
　涡轮系统是增压发动机中最常见的增压系统之一。　　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。涡轮增压利用废气驱动，基本没有额外的能量损耗(对发动机没有额外的负担)，便能轻易地创造出大马力，是非常聪明的设计。情形就像你拿一台电风扇向汽缸内吹，硬是把风往里面灌，使里面的空气量增多，以得到较大的马力，只是这个扇子不是用电动马达，而是用引擎排出的废气来驱动。　　一般而言，引擎在配合这样的一个“强制进气”的动作后，起码都能提升30%-40% 的额外动力，如此惊人的效果就是涡轮增压器令人爱不释手的原因。况且，获得完美的燃烧效率以及让动力得以大幅提升，原本就是涡轮增压系统所能提供给车辆最大的价值所在。　　该系统包括涡轮增压器、中冷器、进气旁通阀、排气旁通阀及配套的进排气管道。　　涡轮增压系统如何工作?　　我们希望用以下简单的步骤让你明白涡轮增压的工作顺序，从而便能清楚了解涡轮增压系统的工作原理。　　一，发动机排出的废气，推动涡轮排气端的涡轮叶轮(Turbine Wheel)②，并使之旋转。由此便能带动与之相连的另一侧的压气机叶轮(Turbine Wheel) ③也同时转动。　　二，压气机叶轮把空气从进风口强制吸进，并经叶片的旋转压缩后，再进入管径越来越小的压缩通道作二次压缩，这些经压缩的空气被注入汽缸内燃烧。　　三，有的发动机设有中冷器，以此降低被压缩空气的温度、提高密度，防止发动机产生爆震。　　四，被压缩(并被冷却后)的空气经进气管进入汽缸，参与燃烧做功。　　五，燃烧后的废气从排气管排出，进入涡轮，再重复以上(一)的动作。　　涡轮增压器 涡轮增压器本体是涡轮增压系统中最重要的部件，也就是我们一般所说的“蜗牛”或“螺仔”。因涡轮的外形与蜗牛背上的壳或海产摊内的海螺十分近似而得名。　　涡轮增压器本体是提高容积效率的核心部件，其基本结构分为：进气端、排气端和中间的连接部分。　　其中进气端包括压气机壳体(Compressor Housing，包括压气机进风口(Compressor Inlet)、压气机出风口(Compressor Discharge)、压气机叶轮(Compressor Wheel)。　　而排气端包括涡轮壳体(Turbine Housing， 其中包括涡轮进风口(Turbine Inlet)、涡轮出风口(TurbineDischarge)、涡轮叶轮(Turbine Wheel)。　　在两个壳体间负责连接两者的，还有一个轴承室(CenterHousing)，安装有负责连接并承托起压气机叶轮、涡轮叶轮，应付上万转速的涡轮轴(Shaft)，以及与之对应的机油入口(Oil Inlet)、机油出口(OilOutlet)等(甚至包括水入口和出口)。　　“高温”是涡轮增压器运作时面临的最大考验。涡轮运转时，首先接触的便是由引擎排出的高温废气(第一热源)，其推动涡轮叶轮并带动了另一侧的压气机叶轮同步运转。整个叶片轮轴的转速动辄000rpm。所以涡轮轴高速转动所产生的热量非常惊人(第二热源)，再加上空气经压气机叶轮压缩后所提高的温度(第三热源)，这三者成为涡轮增压器最最严峻的高温负担。涡轮增压器成为一个集高温原件于一体的独立工作系统。所以“散热”对于涡轮增压器非常重要。涡轮本体内部有专门的机油道(散热及润滑)，有不少更同时设计有机油道以及水道，通过油冷及水冷双重散热，降低增压器温度。　　涡轮轴　　涡轮轴(Bearing)看起来只是简单的一根金属管，但实际上它是一个肩负000rpm 转动及超高温的精密零件。其精细的加工工差、精深的材料运用和处理正是所有涡轮厂最为核心的技术。传统的涡轮轴使用波司轴承(Bushing Bearing)结构。它确实只是一根金属管，其完全倚仗高压进入轴承室的机油实现承托散热，因此才能高速地转动。　　而新近出现的滚珠轴承(Ball Bearing)逐渐成为涡轮轴发展的趋势。顾名思义，滚珠轴承就是在涡轮轴上安装滚珠，取代机油成为轴承。滚珠轴承有众多好处：摩擦力更小，因此将有更好的涡轮响应(可减少涡轮迟滞)，并对动力的极限榨取更有利;它对涡轮轴的转动动态控制更稳定(传统的是靠机油做轴承，行程漂浮);对机油压力和品质的要求相对可以降低，间接提高了涡轮的使用寿命。但其缺点是耐用性不如传统的波司轴承，大约7 万-8 万公里就到寿命极限，且不易维修、维修费昂贵。因此重视耐久性的涡轮制造厂( 如KKK) 就不会推出此型式涡轮。　　涡轮叶轮　　涡轮叶轮的叶片型式，可分为“水车式” 叶片(外形是直片设计，让废气冲撞而产生回旋力量，直接与回转运动结合)，及“风车式”叶片(外形为弯曲型叶片设计，除了利用冲撞的力量以外，还能有效利用气流进入叶片与叶片之间，获取废气膨胀能量)。涡轮叶轮的轮径及叶片数会影响马力线性，理论上来说，叶片数愈少，低速响应较差，但高速时的爆发力与持续力却不是多叶片可比拟的。　　涡轮叶轮的叶片大多以耐高热的钢铁制造(有的使用陶瓷技术)，但由于铁本身的质量较大，于是又轻又强的钛合金叶片因此产生。只是在量产车中，现在只有三菱LancerEVO Ⅸ RS 车型有搭载钛合金叶片涡轮(EVO 的钛合金涡轮型号为TD05-HRA，一般的则为TD05-HR 请读者明鉴)。而改装品中，也只有Garrett 出品的赛车专用涡轮使用钛合金，除此以外暂没听说。　　压气机叶轮　　叶片是涡轮的动力来源。但压气机叶轮及涡轮叶轮各有不同的功用，因此叶片外形当然也不一样。压气机叶轮基本上是把如何将空气有效率地推挤入压缩信道视为首要任务，然后再加以决定其形状。　　一般原厂涡轮的压气机叶轮(Compressor Wheel) 都使用全叶片的设计，即叶片是整片从顶端到末端的设计。而为了增加吸入空气的通路面积，提升高速回转时的效率，目前已出现了许多在全叶片旁穿插安装半块叶片的叶轮(此种设计多出现在改装品上)。　　而压气机叶轮设计的另一个目的是让压缩空气的流速均等化。传统的叶轮为“放射型压缩轮”，其两叶片之间的气体流速变化很快：位于叶轮运转方向前方的空气，被叶片挤压，故流速很快。但叶片后方的空气则因为吸入阻力及回压力等因素，流速较慢。当节气门半开时，压气机叶轮转速下降，进入压缩轮的空气速度就会降低。而之前已被压缩的空气量如果此时相对过多，便会出现“真空”的状态，无法输送空气(压气机叶轮转速无法产生大于进气管中气压的压力)，相对压力也就无法产生了(压力回馈)，这也就是所谓的“气体剥离” (Compressor Surge) 现象。　　所谓的Surge 效应，就好比我们用手去搅动水桶里的水，当手搅动的速度愈快，水桶里的水就会愈来愈向水桶边缘扩散，接着水桶里的水位也就会愈来愈低，到最后水桶里的水则变成只能在水桶周围旋转，而无法落下。这样的现象也会发生在空气流体力学上。大家可以试想：压气机进风口就好比是一个水桶，周围空气就像是水，至于涡轮叶片就好比是搅动的手，当涡轮叶片转速一旦提升，进气口内的气流就会逐渐向周围扩散，转速提升愈高，气流就愈向周围靠近，导致涡轮叶片中央位置会愈来愈吸不到空气，到最后甚至会呈现真空的状态，使得空气只能从叶片周围进入，进气效率当然也就会跟着下降，这样的现象就是所谓的Surge 效应。而迎风角度大的叶片，进气效率虽较好，但却容易在高转速时发生Surge 效应，而角度较小的叶片则反之。　　为了防止“气体剥离”现象，把叶片角度设计成向运转方向缩小(与涡轮轴线方向更接近)，以维持流速均一化的“反向”压缩轮渐渐成为改装品的主流，而这也就是改装界所谓的“斜流”叶片。“斜流”叶片通常都在原有的主叶片下，多加半个叶片(一般其角度更接近涡轮轴线方向，即更竖直)。若从进气入口正视压气机叶轮，可看到两个叶片重叠，就代表这是“斜流” 叶轮。而Hybrid Turbine 的压气机叶轮通常亦会使用“斜流”叶片( 后方并加以切平) 搭配漏斗式的加大吸气口来增加出风量。此外，还有压气机进风口处加设循环排气孔，让流失的压缩空气2次循环来减少surge效应的新设计(此处不赘述，HKS T04Z 便有此设计)。　　内置式排气旁通阀　　内置式排气旁通阀(Internal Wastegate，俗称Actuator)，是目前涡轮系统中最常见的泄压装置，一般又被称为连动式排气泄压阀。“Actuator”直接配置在涡轮上，利用一支连杆来控制涡轮排气中的阀门，一旦涡轮压缩空气端的增压值达到限定的程度，进气压力便会推“Actuator”的连杆，使涡轮排气侧内的旁通阀门开启，部分废气不经涡轮叶轮(Turbine Wheel)直接排到排气管。这样减少“吹动”涡轮叶轮的废气流量，涡轮叶轮转速降低，同时带动压气机叶轮转速降低。因此“Actuator”既是限制涡轮最高转速的装置，也是使涡轮进气端增压压力维持一个稳定值(不会长时间过高)的装置。　　外置式排气旁通阀　　外置式排气旁通阀(External Wastegate，俗称Wastegate)也被称为排气泄压阀，功能与“Actuator”大致相同，但结构与安装位置有别。结构上“Wastegate”省去了连杆和在涡轮内的排气阀门。而位置上“Wastegate”以独立方式安装在涡轮与排气管头段之间，而无须像“Actuator”那样依附于涡轮增压器本体上。一旦涡轮增压值达到设定上限，“Wastegate”排出( 可直接排向大气或导回排气管内) 多余的废气，减少“吹动”涡轮叶轮的废气流量，进而使涡轮保持稳定的增压值。“Wastegate”比“Actuator”有更大的增压容量(可配用大的弹簧)且反应灵敏，所以更适合用在大马力或高增压涡轮发动机上，尤其是使用差异过大的Hybird 涡轮，更是必备用品!　　中冷器　　中憨珐封貉莩股凤瘫脯凯冷器(中央冷却器，Intercooler)位于压气机出风口与节气门之间的“散热排”。其构造有点像水箱，就是运用横向的众多小扁铝管分割压缩空气，然后利用外界的冷风吹过与细管相连的散热鳍片，达到冷却压缩空气的目的，使进气温度较为接近常温。　　引擎最不喜欢高温的气体，因为高温空气会使马力下降。特别是四季炎热的亚热带地区。但由于涡轮增压器会把吸进引擎的气体进行强制压缩，从而使空气密度提高，但与此同时，空气的温度也会急剧上升。温度上升又反过来造成被压缩空气的氧含量下降。此外这股热气未经冷却即进入高温的汽缸，将导致燃油的不规则预燃(爆震)，使引擎温升进一步加剧，增加了熔毁活塞的可能。　　为了提升空气密度，同时兼顾空气中的含氧量，我们需要在压缩空气后(压缩程度较大)降低进气的温度。中冷器因此而产生。中冷器的面积及厚度越大，其散热能力越强。因为面积和厚度大，其内的小扁管数量、长度和散热叶片等皆随之增加，中冷器内的高温压缩空气及中冷器外的大气就有更多的接触面积及接触时间，热交换(散热)的面积和时间更充分，降温效果更好。虽然大容量中冷器有更好的冷却效能，但其加长了散热路径和增大了进气容度，会带来相对的压力损失，TurboLag 容易变大。　　进气旁通阀　　进气旁通阀(ReliefValve)一般又称为“进气泄压阀”。它安装在靠近节气门的进气管上，它是大部分涡轮增压发动机出厂时原配的泄压装置。　　由于涡轮是利用废气排出的力量来驱动，当驾驶过程中收油门(如换挡、急刹车时)，节气门关闭。涡轮叶片(压气机叶轮)在惯性作用下仍旧持续转动。此时因节气门的截断和叶片的继续增压所致，进气管路中(在节气门与涡轮之间)的空气压力会迅速提高。为了保护增压系统，当压力达到某一限定值后，进气旁通阀打开，把过剩的空气(压力)导回至滤清器与涡轮之间，实现降压保护的功能。　　Blow-Off Valve(BOV)即俗称的“放气哇佬”，同样属于进气旁通阀。只是它一般被用作取代Relief Valve的改装部件。其功能基本上和Relief Valve 相同，唯一的差异仅在于Blow-off Valve的阀门并不会像Relief Valve那样容易受到进气压力的影响而开启(导致进气压力下降)。而且在节气门关闭后，Blow-off Valve 是将剩余压力直接向大气释放，并非再导于涡轮与滤清器之间再度增压。因此BlowoffValve 除了同样具有保护涡轮系统的效果外，在泄压反应上也比起原厂配置的Relief Valve 更为优异。但对于小排量或小增压的涡轮发动机来说，Blow-off Valve对再加油的动力响应会变差。另外Blow-off Valve 泄压时会产生更大的泄气声，令人听得更为兴奋，也成为涡轮增压车最为特殊的音效。
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出门在外也不愁中冷器_百度百科
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中冷器一般只有在安装了涡轮增压的车才能看到。因为中冷器实际上是涡轮增压的配套件，其作用在于提高发动机的换气效率。 对于增压发动机来说，中冷器是增压系统的重要组成部件。无论是机械增压发动机还是，都需要在增压器与进入燃烧室的进气歧管之间安装中冷器。下面以涡轮增压发动机为例，对中冷器进行简要介绍。
涡轮增压的发动机为何会比普通发动机拥有更大的动力，其中原因之一就是其换气的效率比一般发动机的自然进气更高。当空气进入涡轮增压后其温度会大幅升高，密度也相应变小，而中冷器正是起到冷却空气的作用，高温空气经过中冷器的冷却，再进入发动机中。如果缺少中冷器而让增压后的高温空气直接进入发动机，则会因空气温度过高导致发动机爆震甚至损伤熄火的现象。
中冷器通常见于安装了涡轮增压的车上。因为中冷器其实是涡轮增压的配套零件，而它的作用则是为了提高涡轮增压发动机的换气效率。[1]中冷器的作用是降低发动机的进气温度。那么为什么要降低进气温度呢？
（1）发动机排出的废气的温度非常高，通过增压器的热传导会提高进气的温度。而且，空气在被压缩的过程中密度会升高，同时也导致增压器排出的空气温度升高，随气压升高，但氧气密度降低，从而影响发动机的有效充气效率。如果想要进一步提高充气效率，就要降低进气温度。有数据表明，在相同的空燃比条件下，增压空气的温度每下降10 ℃，发动机功率就能提高3%～5%。
（2）如果未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率外，还很容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的NOx的含量，造成空气污染。
为了解决增压后的空气升温造成的不利影响，因此需要加装中冷器来降低进气温度
（3）减少发动机燃料消耗
（4）提高对海拔高度的适应性。在高海拔地区，采用中冷可使用更高压比的压气机，这使发动机得到更大功率，提高了汽车的适应性。
（5)改善增压器匹配和适应性中冷器一般由铝合金材料制成。按照冷却介质的不同，常见的中冷器可以分为风冷式和水冷式2种。空一空冷却的中冷器与水箱散热器装在一起，安装在发动机前方，靠吸风风扇和汽车行驶的通面风进行冷却，中冷器若冷却不良将导致发动机动力不足、油耗增加，因此，应定期对中冷器进行检查与维护，主要内容是：由于中冷器安装在最前方，中冷器散热片通道常被树叶、油泥(转向油罐内溢出的液压油)等堵塞，使中冷器散热受阻，因此应定期对该处清洗。清洗的方法是用压力不太高的水枪以垂 直于中冷器平面的角度，自上而下或自下而上缓慢冲洗，但决不可斜冲以防损坏中冷器。中冷器内部管道常附有油泥、胶质等脏物，不仅使空气流通道变窄，而且冷却热交换能力降低，为此，也必须进行维护和清洗。一般每年或发动机大修、焊修水箱的同时，应对中冷器内部进行清洗并进行检查。
清洗方法：将含2%纯碱的水溶液(温度应在70—80℃)加入中冷器内，注满，等待15分钟，看中冷器有无渗漏水处。如有应对其进行拆检，焊修(同修水箱一样)；如没有渗漏水，前后晃动，反复数次，将洗液倒出，再充入干净的含2%纯碱的水溶液进行冲洗，直到较为清洁为止，再加注清洁的热水(80—90℃)清洗，直到放出的水清洁为止。如中冷器外部沾上油污，亦可用碱水进行清洗，方法是：将油污处浸泡于碱液中，用毛刷清除，直到干净为止。清洗完后，用压缩空气将中冷器内的水吹干或自然凉干或在安装中冷器时先不接中冷器与发动机连接管，起动发动机，待中冷器出气口无水分时，再接上发动机进气管。若发现中冷器芯内严重脏污，应仔细检查空滤器及进气各何处有漏洞，并排除故障。
最大的问题就在于吸取新鲜空气的进气口与高温的排气之间距离很近，而且吸进来的新鲜空气被压缩后温度也会升高很多，所以就算是没有排气高温影响的机械增压发动机也需要通过中冷器来冷却进气。空气被压缩温度会升高，最简单的例子就是给轮胎充气的气泵，不相信的朋友可以摸一下正在充气的气泵，就会知道空气压缩积攒的热量有多么可怕。另外我们通过化学以及物理知识可以知道，温度越低的空气内的氧气含量越高，也许有人会问：这个有什么关系?要知道，燃料燃烧需要的就是空气里的氧气，氧气越多才能让更多的燃料燃烧，从而爆发出更多的动力。想要了解更多的朋友可以参考下《吸气系统》内的相关介绍。中冷器就是一个高效的散热器，主要作用就是在新鲜空气进入发动机之前对其进行冷却。你可以设想一下，中冷器位于散热水箱之前，所以可以直接受到迎面吹来的冷空气的冲击，而且还要位于空气滤清器、涡轮增压器或者是机械增压器的后面。实际的情况也确实是这样，大部分车子装备的都是位于散热水箱前的中冷器，而且冷却效果确实比一些顶置布局的中冷器好，但是，这样多多少少都会影响吹到散热水箱的气流，所以在一些极限情况下，例如赛道上，就必须同时升级散热水箱来控制发动机温度。使用设计良好的中冷器可以额外多获得5%-10%的动力。
也有一些车子使用顶置中冷器，通过发动机盖上的开孔来获得冷却空气，所以在车子起步之前，中冷器只会受到一些从发动机舱吹来的热风的吹拂，虽然散热效率受到了影响，不过因为进气温度在这样的情况下会升高，所以发动机的油耗会下降不少，这样也间接降低了发动机的工作效率，但是对于功率强劲的增压车来说，过大的动力导致的起步不稳反而会在这种情况下缓解，Subaru斯巴鲁的Impreza车系就是顶置中冷器的典型。除此之外，顶置中冷器布局最大的优势还在于可以有效的缩短压缩气体到达发动机的行程。所有的涡轮增压车使用中冷器都会有好处，而且原厂标配的中冷器一般也都有改进的余地。因为我们追求的就是尽可能多的将空气吸进发动机，所以如果中冷器内部的构造会影响到气流的话，也就意味着发动机会损失一些动力。中冷器好坏最关键的两个参数分别是其内部的气流通道造型以及散热鳍片的设计，理想状态下的中冷器设计就是散热鳍片的面积能够尽可能的大，而气流通道内最好不出现生硬的折曲以及会妨碍气流的焊接痕迹。有人认为既然所有的中冷器都会影响到进气气流，那么使用中冷器到底划不划算呢?考虑到如果装备上一个设计良好、对气流影响比较小而且质量良好的中冷器可以获得的动力增加，我们觉得使用中冷器还是比较划算的。设想一下，如果原车的增压值为15psi，根据资深专家估计，中冷器带来的压力损失一般也就是0.5-0.9psi，即便使用的是比较次的中冷器带来的压力损失也不会超过1.3psi，而且因为增加压力会导致进气温度的升高，所以降低进气的温度也会相应带来压力的损失，所以不要把进气压力的损失都怪罪到中冷器的设计上。对于许多车迷而言，前保杆内的中冷器是心中梦寐以求的改装部品，也是不可或缺的性能象征，就如同泄压阀的声音一般。然而外表看似相同的各式中冷器，其中有何学问在呢？若想升级或安装又有哪些事项需注意呢？上述这些问题将在本单元中一一位各位解答，有兴趣的读者不妨继续看下去！为何需加装中冷器
在正式进入本单元前，笔者还是先说明一下安装中冷器的原理为何。中冷器的安装目的，主要是为降低进气温度，或许读者会问：为何需要降低进气温度？这就得提到涡轮增压的原理。涡轮增压的工作原理，简单说是利用引擎排废气来冲击排气叶片，然后带动另一侧进气叶片，强制压缩空气并送往燃烧室中，由于排废气的温度通常都高达8、9百度，连带使涡轮本体同样处于极高温的状态，如此便会提高流过进气涡轮端空气的温度，加上压缩过的空气同样也会产生热度(因为压缩过的空气分子距离变小，会相互挤压、磨擦产生热能现象)，如果这股高温气体未经冷却就进入汽缸中，很容易导致引擎燃烧温度过高，接着就会使汽油预燃发生爆震，让引擎温度更加上升，同时压缩空气的体积也会因热膨胀而大幅降低含氧量，如此一来便会降低增压效益，自然无法产生该有的动力输出。另外，高温也是引擎的隐形杀手，若不设法降低运转温度，一旦遇到天气较热的环境，或是长时间操驾的情况下，很容易增加引擎故障机率，因此才需加装中冷器来降低进气温度。知道中冷器的功能后，接着我们来探讨它的构造及散热原理为何。
请读者们先看图一，这张类似千层糕的东西，就是中冷器的剖面图，由此图中我们可看出中冷器主要是由两个部分所组成。第一部分名称为Tube，也就是图中第一层，其功能在于提供一个信道，容纳压缩空气使之流过，因此Tube必须是密闭空间，如此压缩空气才不至于发生泄漏压力的问题，且Tube的外形还分成四方形、椭圆形与长锥形三种，其差别在于风阻与冷却效率间的取舍。第二部分名称为Fin，也就是俗称的鳍片，通常位于上下两层Tube间，并紧密的与Tube相黏在一起，其功能在于散热，因为当压缩热空气流经Tube时，会将热量经由Tube的外壁传达到鳍片上，此时若有外界温度较低的空气流经鳍片时，就能顺便将热量带走，达到冷却进气温度的目的。经由上述两部分不断重叠一起，直到10～20层的结构物，则称为Core，这部分就是所谓的中冷器主体。另外，为了使来自涡轮的压缩气体在进入Core前，能有缓冲及蓄压的空间，及出Core后能提升空气流速，通常都会在Core两侧，再装上名为Tank的零件，其外型像漏斗状一般，其上还会设置圆形进出口，以方便连接硅胶管，而中冷器就是经由上述四个部分所组成。至于中冷器散热的原理就如同刚才提到的一般，是利用众多的横向Tube分割压缩空气，然后来自车头的外界直向冷风，再经过与Tube相连的散热鳍片，就可达到冷却压缩空气的目的，使进气温度较为接近外界温度，因此若要增加中冷器的散热效率，只要加大其面积及厚度，以增加Tube数量、长度和散热鳍片等，就可达到此目的。但有这么容易吗？其实不然，因为愈长、面积愈大中冷器，就愈容易产生进气压力耗损的问题，而这也是本单元主要探讨的问题之一。为何会产生压力损失
一个强调性能化的中冷器，除要有良好的散热能力外，压力损失的减低亦必须考量进去，不过抑制压损与提升冷却效率，在技巧上是完全相反的，譬如一个体积大小相同的中冷器，倘若完全以散热为出发点来设计，里面的Tube就需做得更细且增加鳍片数量，如此就会增加空气阻力；但如果就维持压力层面来着手，又得加粗Tube及减少鳍片，相形之下热交换的效能便较差，所以中冷器的改装绝不如我们想象中的简单。因此要兼顾冷却效率与维持压力的方法，大部分会从Tube与鳍片两部分来着手
接下来是鳍片部分，一般型中冷器的鳍片，就如同图二一般，其形状通常为直条状无任何开口，且中冷器的宽度多长，鳍片就有多长，不过既然鳍片在整个中冷器里，扮演散热功能的主要角色，因此只要增加其接触冷空气的面积，就能提高热交换功率，因此许多中冷器的鳍片，后来都改用图三中，各种形式的设计，其中又以波浪状或是俗称百叶窗设计的鳍片最为流行。不过就散热效率来说，还是以图四中所谓交迭散热鳍片为最佳，但产生的风阻力量也最为明显，因此较常见于D1参赛车上，因为这些比赛车辆的速度都不快，可是却需良好的散热效果，来保护游走于高转速的引擎。进行中冷器改装谈完中冷器的各项改装理论后，接着我们来了解一下，实际改装时需注意的事项有哪些。一般来说，改装用的中冷器大多分成原厂交换型式，以及需要大幅改变管路配置的大容量套件。直接交换式的规格和原厂相差不多，差异仅在于内部Tube与鳍片设计不同与厚度稍微加宽，此套件适合原厂未改的车辆，或改装幅度不大的场合，能将原厂引擎潜力激发出来。至于大容量的中冷器，则除了加大迎风面积强化散热性以外，更会提高厚度以确保温度恒定，以澔阳生产的中冷器为例，一般型约在5.5至7.5公分左右(适合1.6～2.0升车辆使用)，加强型约在8至105公分左右(适合2.5升以上车辆使用)，加上还会运用大漏斗状的蓄气Tank，使气流通过的抵抗能减至最小限度，当然使用加强型中冷器的场合，出现在配置中大型涡轮时才较为适用，例如6号涡轮以下的引擎，就不建议使用，因为这样迟滞的状况会较为严重，不利于低速增压反应，不过在NA改Turbo的车辆里，中冷器还是大一点较好，因为原厂设计的冷却效率可能不够，另外就算是低增压设定亦不可省去中冷器，毕竟较低的进气温度，不但能延长引擎耐用度，对于动力输出的稳定也有助益。
另一方面，中冷器除利用空气散热外，还有利用水冷式样，丰田铭机3S-GTE就是一个例子，它的优点主要就是其Cooler本体刚好位于节气门前，因此进气管路极短有着高反应的特色，加上水本身的恒温性非常高，对进气温度的恒定性也有很大帮助，尤其是车头无撞风效应时更加明显，如塞车。不过，由于它需要另接专用水泵浦及水箱散热排，而且降温幅度不如直接空气冷却来得大，因此还是以空冷式中冷器为主流。进气管路的配置至于中冷器的安装位置，大体上分成前置式与上置式两种，就散热性来看当然是位在前保杆内的前置式较为优秀，不过论及反应性的话，则属上置式较占便宜，这便是其管路短带来的增压直接效果，例如Impreza WRCar为缩短前置中冷器的管路，便将节气门反置来降低因管路过长带来的压力耗损，由此不难想见进气管路的整体搭配，亦是改装中冷器时不得不注意的重点。因此在升级或加装中冷器时，除要注意中冷器的大小外，管路的长度尽量减短，并拉成直线化以减少弯角、焊接点等，都是增加空气流速的方法，因为如果有太多焊点与折角的话，气流的顺畅性一定会不佳而发生压损现象。
其次就像前面所谈的中冷器原理，中冷器的Tube过细易增加抵抗影响反应，并且管壁里的温度会较高，同理稍微加粗进气管径也是不错的方法，至于这个管径大小的匹配，主要还是要看涡轮出风口与节气门口径而定。值得一提的是，中冷器前后的进出口管路直径，应该是出口后的管径比入口前粗10%左右，原因在于较大的出口管径，能让出Core的冷却空气，以较快的速度通过中冷器，对于流速的增加，能产生正面的帮助。再来关于中冷器的材质部分，通常都是使用铝合金材质制成，不但富质感增加美观程度，还可因铝质的高热传导性增加散热效果，另外轻量化的优点，也是选择铝合金材质的主要原因之一。至于金属管之间的橡胶连接管，建议大家尽可能采用三或五层包覆的硅橡胶制品，这种硅胶管的延展性极佳、耐高温、高压又不会硬化，所以小至真空管、中至水管、大至整个进气管路都是非常不错的原厂代用品，相当适合运用在高热的涡轮引擎上，再加上宽型对夹不锈钢束环的固定，可避免爆管或漏气的问题产生，且有别于原厂的黑色，对于提升车辆战斗气息，有相当大的帮助，如此才可使车主放心驾驭爱车。相信许多Impreza车主在升级涡轮时，都产生不知沿用原厂上置设计的加大型中冷器好，还是直接改用前置式较佳呢？要解决此问题就要需以升级的涡轮号数来决定。由于水平对卧引擎排气头段，相较于直式引擎而言显得较长，连带使得低速增压反应较为迟缓，因此原厂才会设计上置式中冷器来减轻涡轮迟滞问题，倘若升级的涡轮号数不超过六号、排气量未到2.2升以上时，笔者不建议改用前置式中冷器，因为加长的管路及加大的中冷器会使迟滞问题更加严重，不过当你达到上述条件时，倒是可以考虑改用前置式中冷气，一方面是因为上置式中冷器冷却效率已不敷使用，另一方面则是因为大型涡轮空气供给量较多、流速较快，对于加长管路带来的影响可减到最小，因此才较适合使用前置式中冷器。
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