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標題: [資訊] 雙增壓引擎拆解 (二) [打印本頁]

作者: pupu999 時間: 2012-8-15 01:00 AM 標題: 雙增壓引擎拆解 (二)

下圖是雙增壓系統空氣管路概略圖。從圖中可看到，新鮮空氣通過空氣濾清器過濾雜質後，會先經過機械增壓器的增壓，再通過渦輪增壓器的增壓。引擎轉速從怠速到2400rpm時，機械增壓器會持續增壓，其壓力大小由調節閥控制，從2400~3500rpm，則選擇性增壓(平時增壓器離合器分離動力)，例如以等速行駛時，忽然重踩油門，渦輪增壓器反應不及，機械增壓器離合器便會銜接動力，讓增壓器作用。渦輪增壓器則是不論轉速為何持續增壓，壓力大小由進器壓力控制電磁閥控制，其命令來自於引擎控制電腦。

控制電腦會依據引擎轉速、負荷來決定引擎進氣量，以產生需要的扭力。它會判斷渦輪增壓器產生的增壓是否充足，是否需要開啟機械增壓。
引擎負荷低時，控制電腦會切換至自然進氣模式。如右圖所示，調節閥全開、機械增壓器無動作，渦輪增壓器雖然有增壓，但壓力極低。

當引擎的負荷稍高且引擎轉速低於2400rpm時，控制電腦下令機械增壓離合器銜接動力，並關閉調節閥，讓機械增壓器增壓。經過機械增壓器增壓的空氣，到了渦輪增壓器，再被進一步增壓。如果節氣門全開，這裡的空氣壓力最高可達2.5大氣壓力。
機械增壓器和渦輪增壓器，如右圖所示各自有獨立的壓力感應器，控制電腦得以隨時得知管路內的增壓壓力。

當引擎轉速介於2400~3500rpm的範圍時，排放廢氣已經有足夠的量讓渦輪增壓器產生有效增壓。如果引擎沒有特殊的負荷，渦輪增壓器負責增壓工作，機械增壓器則無作用。引擎負荷如果突然增加，例如在定速行駛時，駕駛人急踩油門，引擎瞬間需要非常高的輸出，控制電腦就會啟動機械增壓器離合器，讓機械增壓作用，並調整調節閥以獲得適當的增壓壓力。

引擎轉速在3500rpm以上時，渦輪增壓器在任何負荷下均可供應足夠的增壓壓力，所以機械增壓器不會有作用。如右圖所示，機械增壓器離何氣處於分離狀態，機械增壓器無作用，調節閥全開，空氣不通過機械增壓器，而由渦輪增壓器增壓。節汽門全開的狀況下，此時的增壓壓力最高可達2.0大氣壓力。

機械增壓器的構造

下圖圖上是機械增壓器以及驅動皮帶的周邊實體圖。可以清楚看到，機械增壓器的動力來源是綜合皮帶繞經水幫浦皮帶盤，再經由機械增壓器離合器傳輸而來的。
由於皮帶盤直徑大小所產生的轉速比值，還有機械增壓器內部轉子直徑的影響，機械增壓器的轉速為引擎轉速的5倍！其最高轉速可達17500rpm。
機械增壓器內部構造如右圖中所示，其中同步齒輪與步進齒輪密封於潤滑油之中，是不可拆卸的封閉機體。它的加壓機構就是兩個對轉的轉子，最高加壓壓力值為1.75大氣壓力。
機械增壓器的壓縮原理是：上面的轉子以逆時鐘方向旋轉，下面的是順時鐘方向，兩者相互對轉，這造成入口的壓力低、體積大，所以空氣會被吸入，空氣到了出口端會被較小的容積壓縮，故產生加壓空氣。
調節閥的運作原理是：空氣會從高壓往低壓處流動，當節流閥打開時，被機械增壓器增壓的空氣會從調節閥回流，再進入機械增壓器內加壓，如此一來可減低機械增壓器的負擔，亦降低了引擎的動力消耗。

機械增壓器的隔音

運轉時會產生極大噪音是機械增壓器的先天問題，為了降低噪音，1.4TSI除了運用：改良內部齒輪、提高轉軸硬度、增強外殼強度，等積極械措施來降低噪音量之外，還使用了許多隔音材料，在空氣吸入端以及加壓端均有隔音發泡，增壓器本體也被發泡棉以及外殼包覆。
雖說如此，1.4TSI在運轉時還是會發出明顯可聞的運轉噪音；例如在2000~3000rpm機械增壓器最有可能全力運轉的轉速區域，會有明顯的" 嗡嗡"聲響。當離合器切斷時會有"喀 "的電磁閥動作聲響。這些不可避免的運轉噪音是準車主不可不注意的地方。

渦輪增壓器系統元件

就如同其他同時期的渦輪增壓器一般，渦輪增壓器、排氣歧管、壓力罐已經整合為一，其優點是車廠的生產成本較低，缺點是車主的維修成本較高。
為了保護渦輪增壓器，1.4TSI的冷卻系統備有電動幫浦，可以在引擎熄火之後保持循環，防止增壓器過熱。引擎熄火之後，最高可運轉15分鐘以上。持續增壓會產生極高的排氣溫度，排氣歧管的設計可承受攝氏1050的高溫。

進氣冷卻器
經過渦輪增壓器加壓的空器溫度最高可達攝氏200度！空氣溫度越高密度越低，燃燒效率越差。多半渦輪增壓引擎會裝置進氣冷卻器，1.4TSI也不例外。位置是空氣最容易流通的車頭前方，以獲得最佳卻效率。

機油循環管路

渦輪增壓系統需要額外的冷卻與潤滑效果，所以1.4TSI的機油循環系統與1.4FSI並不相同。
它的機油幫浦與1.4FSI一樣是以免保養鍊條驅動的雙樞型式。"雙樞"顧名思義有兩個中心軸，藉由偏心旋轉來壓縮機油，以增高壓力。
引擎轉速不可能維持恆定，使用引擎動力的本系統，輸出壓力始終維持在3.5大氣壓力上下，因為雙樞式幫浦內部有壓力調整機構控制油壓。如果油壓高於3.5bar，兩個軸心內的壓縮空間會減小，以降低輸出壓力。如果油壓低於3.5bar，壓縮空間會增加，以增加輸出油壓。

1.4TSI的冷卻系統與1.6FSI(相同)是雙迴路系統；也就是氣缸蓋與氣缸有各自的冷卻水迴路。在氣缸蓋部分，冷卻水由外環圈流向內環圈，這種流動冷卻方式稱為『橫流式』冷卻，這種方式的好處是氣缸蓋的溫度比較平均，冷卻水出口與入口溫差較小，對於氣缸蓋的保護較周全。
大約有1/3的冷卻水流向氣缸蓋，2/3流向氣缸。這種雙迴路系統的好處是：氣缸溫度上升至工作溫度的速度較快，氣缸的磨損速率較低。氣缸蓋的恆定溫度較低，冷卻效果較好，可抑制爆震的發生。

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