什麼是渦輪泄壓閥?

渦輪泄壓閥是渦輪增壓發動機裡的一個重要部件,它能夠起到保護引擎及渦輪的作用。可以分為排氣和進氣兩種,同時還有內排式和外排式之分。

排氣泄壓閥

下圖是一部大眾系列發動機所使用的渦輪增壓器,其中右半部分淺色的是吸氣渦輪,新鮮空氣經過這裡被壓縮,然後經中冷器再通向節氣門;左半部分深色的是排氣渦輪,由排氣歧管出來的高溫廢氣驅動葉片產生高達每分鐘十幾萬的轉速,是渦輪增壓器的動力來源。

1、內排式排氣泄壓閥

這裡要說的是右邊這個部件,在吸氣渦輪端有一個氣罐狀的裝置,下方一根金屬連桿連接到排氣渦輪一端。這就是一種泄壓閥,從功能上分類應該屬於排氣泄壓閥,中文對於這個裝置的名稱有很多,比較混亂,反正一般英文稱為“Actuator”。你能從很多渦輪發動機上找到它的身影。

它的工作原理是:圓形腔上面有一個氣孔,這裡應該有一根橡膠管和節氣門前面的進氣管連通,這裡有一個膜瓣和彈簧,膜瓣和下面的這根金屬桿相連,而金屬桿則連接到排氣渦輪端的一個杠桿機構上。

從這個角度我們可以看出來,杠桿機構控制著一個旁通閥。看到這裡,大傢應該也能推斷出它的工作原理瞭:當進氣壓力過大時,氣壓會推動膜、壓縮彈簧,使得金屬桿推動杠桿機構將旁通閥開啟,當旁通閥開啟的時候,部分廢氣不經渦輪葉片直接進入排氣頭段,這樣就降低瞭渦輪轉速。這一精巧設計最主要的作用在於維持一個特定的渦輪增壓值。理論上說如果所有排氣氣體都用來驅動渦輪葉片的話,那麼隨著轉速的升高渦輪增壓值就會不斷上升,這樣很可能導致渦輪報廢。有瞭“Actuator”就能令渦輪增壓器穩定工作,隻可惜它不是那種在收油時發出令人熱血沸騰的“呲呲”聲的玩意。

2、外排式排氣泄壓閥

另一種排氣泄壓閥是所謂的“外排式”(或者“外泄式”,反正都一樣!)排氣泄壓閥,英文名稱”wastegate”,它和上面所述的那種“內排式”的工作原理大致相同,都是降低排氣端渦輪的壓力,但這種泄壓閥最大的特點是裝在渦輪之前,當排氣壓力過大時會直接頂開閥門將高溫廢氣直接排放到大氣中!

這是一種非常極端的泄壓措施。首先,將廢氣直接排放到大氣中是很不環保的;其次,泄壓閥開啟的時候必定會產生巨大的噪音;再次,很多汽車發動機依靠排氣背壓提升扭矩,如果是普通汽車裝上這麼一個泄壓閥的話可能都“帶不動”。所以,這種外排式排氣泄壓閥往往運用在大馬力改裝車上,它們之所以不采用內排式排氣泄壓閥是因為太高的排氣壓力會使泄壓閥工作不穩定,所以應該說是一種無奈之舉。當然瞭,如果你想聽巨大的近乎變態的“呲呲”聲,那麼這種泄壓閥應該會滿足你!

進氣泄壓閥

說完瞭排氣端的泄壓措施,我們再來說說吸氣端。新鮮空氣經空濾進入渦輪,壓縮後經過中冷器到達節氣門,而節氣門是一個隨時在不斷開閉的部件,除瞭高速巡航外,駕駛員腳下的油門踏板幾乎總在變化,這就會產生一個問題:深踩油門時渦輪增壓器全速工作,將壓縮空氣源源不斷的輸送到節氣門,而在駕駛員松開油門瞬間,由於渦輪工作有一定的滯後性,盡管節氣門已經關閉但吸氣渦輪依舊在全速工作,這樣一來被阻塞的高壓空氣可能會導致吸氣渦輪葉片或者節氣門因受沖擊而損壞。進氣泄壓閥的作用就是為瞭釋放這一瞬間的高壓。和排氣泄壓閥維持壓力的作用略有不同,進氣泄壓閥主要是為瞭在收油的那一瞬間對吸氣端葉片和節氣門的保護。

1、內排式進氣泄壓閥

和排氣泄壓閥一樣,進氣泄壓閥分為內排式和外排式兩種,它們都裝在中冷器和節氣門之間。多數原廠渦輪增壓車采用內排式泄壓閥,一般稱為compressor bypass valve,簡稱“CBV”。我們一般所見的原廠進氣泄壓閥通常做得比較小,很不起眼,材質方面也不是很堅固,因為原廠車的渦輪增壓值較低。

在節氣門關閉瞬間,泄壓閥閥體開啟,壓縮空氣經過一根導管排到吸氣渦輪的前端,但必須是空氣流量計的後面。它的優點是經空氣流量計計算的總氣體量不會改變,而且泄壓時沒什麼噪音,這也就意味著人們很難聽到它所發出的“呲呲”聲。

2、外排式進氣泄壓閥

外排式進氣泄壓閥,眾多車迷玩傢津津樂道的改裝品,英文稱為Blowoff valve,簡稱BOV。它和內排式進氣泄壓閥的不同就是將高壓空氣排放到大氣中,這才是我們平常所聽到的“呲呲”聲的真正來源。但此種泄壓閥一般不會出現在原廠轎車上,因為“呲呲”聲對於車迷來說很美妙,對於其他人來說可能是噪音,一些國傢禁止原廠汽車裝備這種泄壓閥。

另外還存在一個問題,現在的電噴車都是由ECU根據進氣量來控制噴油量的,也就是說當新鮮空氣經過空氣流量計之後也就決定瞭噴油量,有些車的空氣流量計是裝在節氣門之前的,而外排式進氣泄壓閥很可能把空氣流量計計算好瞭的空氣量其中一部分排放到空氣中瞭,導致發動機工作出現問題。

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