改装涡轮大小获得终极动力提升

改装涡轮大小获得终极动力提升 ? 2008-7-7 11:01:58 浏览量： 5505 ? 关键字: 改装涡轮大小 动力提升

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目前已有几种经过证实的提升动力的改装方法。 冷空气进气系统， 自由排气，软件调试和其他简单的加装都能将原厂的动力发挥到极致。 对于那些对提升动力感兴趣的人来说，增压进气是唯一的答案。 无论是在增压进气的原厂汽车上安装更大的(或第二个)涡轮，还是在自然进气的发动机上增加涡轮，改装的成功与否都在于起始计划阶段。

就像爱好者希望在引擎盖下安装尽可能大的涡轮一样，你就必须花费一些时间来仔细计算这个崭新的涡轮装在发动机上的表现如何。 涡轮增压的基本原理就是迫使比普通进气更多的空气进入发动机。 这听上去很简单，但像很多事情一样，它也有利弊。 所选的压缩机尺寸能够成就或破坏一个涡轮结构。

大涡轮可以吸入更多的空气。 但涡轮越大，惯性越大，所以就越难转动起来。 而较小的涡轮能很快地转动，却不能在高转速时提供足够的空气来保持动力。 根据驾驶情况、使用意图和发动机可控制的动力，一个发动机上配置的理想涡轮能在预设的功率带上产生所需的动力。

在开始这样一个改装项目前，先要做一些决定。 发动机能承受额外增加的动力吗? 如果可以，它可以接受多少的动力提升? 在为自然进气的原厂发动机进行涡轮增压改装时，首要考虑的就是压缩比。 许多自然进气的发动机的原厂压缩比一般为10:1到11:1。如果不降低压缩比，那么在超过5或6 psi时会是很危险的。 原厂涡轮增压发动机(或为涡轮增压设计的发动机)的压缩比一般为8:1左右。唯一的例外就是直喷发动机能够在更高的压缩比下输出更大动力。 在这些情况下，安全的动力输出是因发动机部件的能力而定。

在降低压缩比前需要了解下列内容：

发动机排量(立方英寸)。 许多读者更适应用升来计算。 将排量按升来测量，然后乘以61就换算成立方英寸。 比如： 4升 x 61 = 244 立方英寸。

全油门时的所需转速范围。 每个人都希望从怠速到红线区的

8500-rpm都能获得最大动力，但那不现实。 问问你自己想用这辆车做什么。 如果它是辆街车，那么低中程马力更重要些。 对于赛车来说，高程时拥有窄的功率带是更理想的。 对于一辆自然进气的并且发动机没有其他改装的汽车，你可能甚至想保留现在的扭矩峰值。

汽车运行时的周围平均温度。依据你生活的环境，变化可能范围很大。 有些地方冬季结冰而夏季长达100多天。 根据车辆最常使用的季节来确定。

汽车周围的平均空气压力。 这在计算输出动力时非常重要。 在海拔更高的地方，空气更稀薄，因此会大大影响压缩比(PR)的计算。 海平面高度的空气压力是14.7 psi。 空气压力随着海拔每增加500英尺就会降低大约0.24 psi。

充气效率(VE)。 这需要从外部来源获得。 VE是发动机每个循环实际吸入的空气量与最大容量之比。 许多发动机可以获得大约0.90的VE，在可用的功率带一般不会低于0.80。 经过精心调校的赛车发动机能获得超过1.0的VE，但功率带调校得很窄，因此在其他方面需要做出牺牲。 如果你不知道适合你的发动机的VE，那么扭矩峰值时采用0.85到0.95是不错的选择。 其他每分钟转数时的VE可以按照与峰值扭矩的百分比来计算。 80%的峰值扭矩就等于峰值VE的80%。

中冷器效率。 这需要提前考虑。 它可能看上去像个不着急考虑的附件，但是一个好的中冷器可以很大程度上影响涡轮的选择。 如果有空间和预算来选择一个合适大小的组件，那就在开始的时候就决定它。 经销商会为他们的商品提供效率值参考。

我们得到该信息后，就能计算空气流量(MFR)。 MFR与压缩比结合起来考虑我们就能在一个风量图上计算出适合我们的发动机的涡轮。

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下面是一个采用了2.0升四缸发动机的例子，它主要是街车驾驶及偶尔的赛车用途。 大多数时间里这辆车使用普通燃料，偶尔使用赛车燃料。 20psi被确定为我们将采用的最大推动力。

发动机排量，2.0升 = 122 立方英寸 理想压力 = 20 psi 中冷器损失 = 1.5 psi 周围温度 = 华氏75度 周围海平面压力 = 14.7 psi 中冷器效率 = 70%

理想压缩效率 = 75% 充气效率 = 0.90

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1. 计算所需的压缩比(PR)。 我们假设该车主要在海平面地区使用， psia=14.7. psig代表涡轮压缩进发动机的压力。 将环境压力加到表压上，然后再除以环境压力就得到PR。 PRc代表压缩机增加比。 中冷器会为空气增加阻力和涡流，所以会损失一些动力。 重新计算包括这部分损失的数字。 PRs代表压缩比。

2. 理想的升温(avvva)。 代表空气压缩后的温度变化。 460和0.283是转换常量。

所需的压缩效率的因素。 许多压缩机最多达到75%效率，所以就从这里开始。

接下来是中冷器效果的因数Tic。 Eic代表中冷器的效率，它由制造商提供。

3. 密度比(DR)为压缩和中冷后的空气密度比。 之后可以从体积来计算空气流量。

4. 计算容积流量(VFR)来确定特定转速下的空气体积。

5. 空气流量(MFR)代表在特定温度、环境压力和转速下的经过发动机的实际空气量。

在得到压缩比和空气流量后，我们就能在风量图上图示出我们的数据。

风量图可以从涡轮制造商和经销商处通过网络或电话获得。 它们可能刚开始看上去有点吓人，但其实很好理解。

横轴是空气流量(磅/分钟)，竖轴为压缩比。 岛状物代表不同的压缩效率，越里面就表示效率越高。 最大的岛状物左边表示喘振，这时压缩机不能提供稳定的推力，因为发动机没有足够的动力保持转速。 最大的岛状物右边表示涡轮阻塞，这是压缩机压力过大并且超过可用效率范围，也就是产生了太多热量以致不能再产生太多能量压缩更多空气。

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以我们为例，我们选用了Garrett的两种不同的涡轮： GT2871R和GT35R。 两者都是球轴承涡轮，代表了先进的技术和经过实际赛车检验的工艺。 在我们标识了5500rpm时的初始空气流量后，我们选择其他转速并采用同样的方法来对它们进行标识。 风量表上的岛状物代表不同的效率值。 中心的岛状物代表该涡轮可实现的最高效率。 很明显，你肯定希望你的点离中心越近越好。 然后标识后面的点就能让你知道涡轮在不同转速时的工作状况。

GT2871R的图上标点分布很好。 它能在功率带里提供动力，并且不会在顶点减弱。 我们把这些点也在GT35R风量图上进行了标识。 这个涡轮在4000rpm以下不能提供动力。 它在顶点的效率最高，所以是赛车应用的首选，但对日常驾驶所需的中程效果不好。

我们决定采用Garrett GT2871R在功率带里获得持续而直线上升的推力。 这是小排量发动机的涡轮之选。 如果我们要改造一辆赛车发动机或要获得更多动力，那么GT35R可能是个上佳之选。 它能达到大约35psi的推力，这就需要专门定制的底部和一些重要的改造。

很明显在打造一个涡轮套件时还有一些需要考虑的因素。 加油，排气，甚至是制冷都会影响结果。 这是对涡轮大小的简单介绍——仅仅是个开始。 许多读者可能最终从制造商那里购买一个已经在其自身产品上经过研究和测试的涡轮套件。 使用风量图就能够让你正确了解并购买到满意的产品。 术语

PSIA – 磅/平方英寸，环境压力 PSIG - 磅/平方英寸，表压 PRC – 压缩机增压比 PRS – 整个系统压缩比

Tideal – 理想的温度升高，空气压缩后的温度变化

Tactual – 实际的温度升高，考虑了压缩机效率的空气压缩后的温度变化

Ta – 环境温度 EC – 压缩机效率值 TA – 环境温度

TIC – 考虑了中冷器效率的温度升高 EIC – 中冷器的效率值 DR – 密度比 VFR - 容积流量 MFR – 空气流量

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