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  • 1 # 闊愛的蝸牛

    帶你認識渦輪增壓發動機洩壓閥

    一個我們經常提到並且也非常重要的部件,這個部件曾經被廣大渦輪車迷所膜拜,這就是“洩壓閥”。

    之所以會將洩壓閥作為一個單獨的篇章來說,是因為這個部件被人們提到很多,說法也有很多。而目前由於普遍採用的低增壓方式,洩壓閥更是一個對發動機輸出功率起到至關重要的一環,透過對洩壓閥的控制,同一發動機往往具備不同的輸出特性。

    控制發動機工作壓力才是最核心的作用

    對於洩壓閥的作用有很多種說法,保護節氣門或者渦輪。不過現在有些發動機是沒有節氣門的,保護節氣門的說法當然也就不能完全解釋了;至於保護渦輪,其實當增壓壓力過大的時候,首先影響的肯定是進氣元件和氣缸燃燒,因此保護渦輪也只能算是額外的作用。

    其實對於所有這些帶壓力的工作原件,壓力保護都是最基本的要素。洩壓閥的作用就是將進氣管道內的壓力控制在極限值以下,這個極限值既要考慮到發動機的需要,也要考慮進氣元件所能承受的壓力範圍。

    好比我們的高壓鍋,上面有好幾個保險閥,其目的就是控制鍋內的壓力不至於過高而發生爆炸。最開始的壓力鍋只有1個保險閥,但時常會發生壓力過大導致爆炸的事情。後來的壓力鍋增加了其他各種保險閥,目前的壓力鍋基本都是3個保險以上了。

    增壓發動機,無論是渦輪增壓和機械增壓,都是需要洩壓閥的。只不過由於渦輪增壓器所提供的增壓難以直接控制並且改裝車多采用渦輪增壓因而更為大眾所熟悉。在沒有洩壓閥的渦輪增壓發動機中,過大的增壓壓力會催生更強的動力,更強的排氣,從而推動渦輪更高的轉速,進而產生更多的進氣,如此迴圈,渦輪越轉越快,對渦輪和發動機本體都會造成破壞性的後果。因此,從某種意義上來說,洩壓閥起到的作用也是節氣門(我們通常所說的油門)所起到的作用,控制進氣量的多少。

    此外,而當我們急收油門的時候,節氣門關閉,但增壓器並沒有停止工作,特別是渦輪增壓。由於慣性,渦輪仍然保持在每分鐘數萬轉以上高速旋轉,空氣仍然被源源不斷地壓縮排入進氣管中,如果在進氣管中這部分高壓空氣不能被及時排走,就會使進氣管內壓力迅速升高,有可能造成節氣門損害或進氣管爆裂,而有些車型在進氣管爆裂後會因為難以準確計量空氣流量而趴窩。

    另一方面,從大眾開始,模組化的發動機和車輛設計思想被廣泛使用,其中一點就是發動機的模組化。這種模組化的本質其實就是不變的硬體和可變的軟體之間的搭配。在發動機上,除了部分零件有所改動外,就是透過調整洩壓閥的增壓壓力而產生了不同的的發動機版本。這種情況在我們自主品牌長城1.5T的發動機上也有所體現。

    在上面說了不少洩壓閥的作用,其實針對不同的作用,使用的洩壓閥種類、原理和安裝方式都是不一樣的。總體而言,以渦輪增壓發動機為例(機械增壓機器不存在排氣洩壓的問題),洩壓閥分為排氣洩壓閥和進氣洩壓閥,其中各自都有外洩式和內洩式兩種。

    排氣洩壓閥以維持最大增壓壓力和保護渦輪為目的

    如上文所說,目前的民用低增壓值發動機普遍具有“扭矩平臺”的特性,這種特性是因為有洩壓閥把增壓壓力維持在一個固定水平而產生的。那這個洩壓閥安裝在哪裡好呢。很顯然,如果讓渦輪提供了過量的增壓壓力再釋放的話,相當於讓渦輪做了無用功,不但白費勁還縮短了壽命。因此,恆定增壓的洩壓閥都安裝在渦輪之前,當排氣壓力過大的時候就直接把廢棄放掉。

    放廢氣的方式有兩種:一種是直接放到空氣中去,一種是繞過渦輪,放在排氣管中去。前者由於噪聲大、汙染環境,在民用車已經很少使用,一般只使用在個別高增壓的特種車輛中。

    這種洩壓閥由於工作環境惡劣,目前還是使用機械的控制方式。透過匯入進氣管的壓力,當壓力達到限定增壓值時,連桿推動閥門,使一部分排氣繞過渦輪直接排入排氣管。這樣既可以保護髮動機在額定的增壓壓力下工作,又可以避免渦輪長期高速運轉而提前失效,起到保護髮動機和渦輪的作用。

    進氣洩壓閥以保護進氣元件為目的

    儘管控制增壓值、保護髮動機和渦輪的洩壓閥是上面提到的排氣洩壓閥,但被廣大群眾認識得更多的卻是進氣洩壓閥。

    如上文所述,為了保護進氣元件,我們需要一個能在急收油門的時候保護進氣管的洩壓閥。這個洩壓閥在很多改裝車上會使用外排形式,英文稱為Blowoff valve,簡稱BOV。這種洩壓閥的特點就是直接把高壓空氣排到空氣中,伴隨著洩壓閥的開啟是一陣“嘶嘶”的聲音,對於渦輪車迷來說,這是最興奮不過的事情了。

    這種洩壓閥往往能在改裝車上見到,一個炮彈式的金屬外殼安裝在進氣管上,透過矽膠管連線到相應的位置進行壓力控制。不少為改裝車設計的洩壓閥還特意帶有“哨子”,能發出不同的聲音,很是能讓車迷興奮。

    不過現在多數量產車使用的都是內洩的方式,也就是把節氣門前方過高的壓力透過洩壓閥引導到壓氣葉輪之前,使其噪音降低到幾乎聽不到的水平。這無論是對於一般駕駛者還是停車周圍的人群來說,其實都是一件好事情,畢竟減少了噪音滋擾。

    這種內洩壓閥結構也很簡單,體積小,就是一個受發動機電腦控制的電磁閥,當需要的時候開啟排氣,將氣體釋放到葉輪之前,因為也被稱為增壓空氣迴圈閥。

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