船用柴油机维修-涡轮增压发动机容易出现爆震的原因是什么？怎么破？增压涡轮温度高怎么办

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严格来说，涡轮增压发动机必须配备中冷器，可以是风冷，也可以是水冷，但必须提供。 涡轮增压汽车如果没有中冷器，压缩空气的温度会急剧升高，增加燃烧室爆震的倾向。 另一方面，气体温度的显着升高会降低气体密度，导致强制进入燃烧室的每单位体积的空气质量减少。

这很容易理解。 假设1体积的单位为1克，则发动机每个循环需要充入1克空气。 由于温度急剧升高，0.5体积=0.5克空气膨胀为1体积。 虽然此时空气的体积仍然为1，但其质量只有0.5克。 送入燃烧室后，氧气含量自然不足。 当气体温度升高时，密度降低船舶配件，体积膨胀，会降低进入燃烧室的空气质量。 降低氧含量必然导致喷油量减少涡轮增压 温度高，从而达不到所需的功率。

涡轮增压器更容易发生爆震

涡轮增压发动机虽然增压器的压缩比普遍低于自然吸气发动机，但由于点火前的压力和温度较高，因此更容易发生爆震。 但机械压缩比并不是决定是否容易发生爆震的绝对因素。 可以理解，机械压缩比高但点火前的压力和温度不一定高。 当压缩比较低时，点火前的压力和温度可能很高，而爆震的发生仅与点火前的压力和温度有关。

那么我们可以得出结论，无论机械压缩比多高，只要点火前的温度和压力可控，就绝对不会发生爆震。 相反，即使机械压缩比很低，如果点火前的压力和温度过高，仍然会发生爆震。 这些例子大多体现在涡轮增压发动机上，比如奔驰M133发动机，其机械压缩比仅为8.4，峰值压力为1.8 BAR。 添加98辛烷值汽油是车辆说明书上的最低标准。

原因是增压造成的。 假设自吸发动机的0.5L气缸最多可以吸入0.5L的空气船舶配件，而增压发动机的0.5L气缸可以压入1L、2L甚至更大量的空气。 燃油喷射量也相同。 是自吸式0.5L钢瓶的数倍。 当更大体积的空气和更大量的燃料在相同物理体积的气缸中被压缩、点燃和爆炸时，产生的压力、热量和温度必然更高。 这就是增压器容易发生爆炸的原因。 。

你不妨看一下空气被压缩后的温度变化。 空气被压缩之前，温度为22度。 经过压气机后，温度飙升至104度（压气机=进气侧涡轮）。 在这样的温度下进入燃烧室，爆震的倾向会大大增加，因为内燃机中的爆震不仅是由于燃油辛烷值不足（很少添加错误的燃油），而且还由于产热过多而缓慢。散热。 热量积累造成的。 压缩空气经过中冷后，温度降至61度。 在此过程中除了温度下降之外，气体的密度增加，单位体积的质量也增加。

空气质量（重量）与温度

其实这部分就不用多说了。 我们只需通过理想气体方程pV=nRT了解进气重量与温度的关系即可。

p：压力，这个压力值由涡轮增压系统决定，如0.8BAR、1.2BAR等。

V：充入燃烧室的空气体积。 对于自吸式发动机，该容积由气缸容积决定。

n：空气质量（重量）。

R：空气类型（成分很多，但比例固定）

T：空气温度

那么由pV=nRT可知，气体温度T越大，空气质量n越小。 因为涡轮增压系统在一定负载下提供的增压值和空气填充量是固定的，即p*V的值是固定的，空气的种类是稳定的，比例极难改变。 所以在这个方程中，n 和 T 是两个变量。 气体温度T越大，气体质量n越小。 反之，气体温度T越小，气体质量n越大。

这就是中冷器的作用，它降低了进气温度，在一定程度上抑制了爆震。 其次，通过降低温度来增加气体密度，相同体积的空气具有更大的质量，以保证更多的燃油喷射，挤出更多的性能。 事实上，这就是升级涡轮增压发动机的动力需要升级增压系统所能提供的最大压力值（刷程序达到上限后更换惯性更大的涡轮）。 压力值增加=压缩空气量增加，气体压缩释放的热量增加，因此中冷器也需要升级以抑制温度上升。

如果涡轮增压发动机没有中间冷却装置会怎样？ 首先是压入燃烧室的温度升高，从而增加爆震的风险。 当然，ECU也不会坐以待毙，会适当后退角度来抑制爆震。 一旦后退角平均有效压力减小，动力就会减弱，油耗就会增加。 当然，使用较高标号的燃油就可以解决问题，但关键是用低标号的燃油就能达到动力，那为什么要使用较高标号的燃油呢？ 这种成本增加是没有意义的。 另一方面，气体填充质量随着每个循环而下降。

每个循环的喷油量也会减少，动力自然也会大幅下降。 涡轮增压之所以受到青睐，是因为其强大的潜力。 比如目前民用的1.5T可以产生200马力以上，而F1的1.6T可以提供接近800马力。 如果不使用中冷器涡轮增压 温度高，动力参数就会大幅下降，增压的意义就不复存在了。 因此，增压发动机必须有中冷器。 没有中冷器的增压器的潜力非常低。 这实际上和计算机的CPU是一样的。

CPU的性能越强，对散热的要求就越高。 如果散热达不到要求，CPU就只能降低频率，降不下来就会烧坏。 涡轮增压系统也是如此。 如果没有中间冷却器，则强制进入每个循环的空气具有高温和低质量。 ECU还会降低频率，如延迟点火、浓喷等，从而导致发动机性能下降。 ，潜力不足吗？ 毕竟机械增压器和自然吸气发动机有很大的区别。 自然吸气发动机更注重扫气效率，而涡轮增压发动机更关心进气温度。

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