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1、柴油车技术突围一一揭秘VGT技术VGT是英文Variable geometry turbocharger的缩写，中文说法是“可变截面涡轮增压系统”。 这个名称很多人都看到过，但到底这个“可变截面”对于涡轮增压、乃至发动机有何实际意义呢？涡轮迟滞是涡轮增压发动机最需要解决的问题在此之前，我们要简单了解一下涡轮增压发动机的原理和特性。增压发动机区别于普通自然吸 气发动机，它是通过增压器进行强制进气的，这样可以大大提升进入气缸内的空气密度，从而达到小 排量大功率的目的。涡轮增压发动机的增压器由排气能量驱动，很显然这需要一定的排气能量。当发 动机转速较低时，排气能量往往比较小，此时有可能无法驱动增压器
2、。当增压器不工作时，涡轮增压 发动机的动力甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是我们常说的涡轮迟滞。这是涡轮增压 发动机的一大顽疾，几乎所有工程师都在致力于解决这个问题。涡轮迟滞与增压能量之间的平衡成为一对矛盾体涡轮迟滞与增压涡轮的尺寸有关。增压涡轮越大，涡轮就越难以被驱动，涡轮迟滞就越明显， 反之如果增压涡轮很小，迟滞就会大幅度缓解。然而与此同时，涡轮尺寸又与增压能量相关，小尺寸 的涡轮虽然可以缓解涡轮迟滞，但在需要增压器工作时它能提供的增压值不大，不利于提升发动机的 动力。因此涡轮尺寸、涡轮迟滞与增压值之间存在着一定的平衡关系。大多数常规发动机都只能采用 折中的办法来设计，这样很难做
3、到既彻底避免涡轮迟滞，同时又可以获得较大升功率。VGT是解决这个矛盾最有效的方案VGT就是起这个作用的。其奥秘在于它的增压器可以改变截面积，这就相当于改变了增压涡轮 的大小。在转速较低时，增压涡轮会采用较小的截面积，即使转速很低的状态下涡轮也可以顺利启动， 大大缓解了涡轮迟滞。在高转速状态下，增压涡轮会采用较大的截面积，这样可以大幅度提升增压值， 从而提升发动机的最大功率和扭矩。华泰圣达菲2.0L发动机的“升功率”是国内同级别柴油SUV中最 高的，它的动力表现已经达到或超过众多2.5升甚至2.8升的柴油SUV，VGT在这里同样功不可没。VGT所带来的实际效果平顺由于没有涡轮迟滞，带VGT的车型
4、在整个加速段没有动力陡增的时候，因此动力输出平顺，这 对于舒适性和安全性都是极其重要的。我们在驾驶华泰圣达菲2.0L时，低速扭矩依然充沛，很难体 会到增压器是何时介入的，整个驾驶过程如同自然吸气发动机一样，这就是VGT起作用的结果。低油耗普通涡轮增压发动机在低速状态下由于没有涡轮增压器介入，此时的混合气浓度并不能满足发 动机的要求，燃烧效率低。有了 VGT以后，发动机无论高低转速都在最佳工况下运行，从而大幅度 降低油耗，特别是在城市道路状况下使用的油耗。低噪音燃烧效率高不仅可以降低油耗，而且可以大大缓解柴油发动机因工作粗暴产生的噪音。很多人 开华泰圣达菲2.0L时感觉噪音不像常规柴油车那么大，
5、原因就在这里。出色的高速动力这一点前面的原理已经提到。由于在高速状态下增压器面积会加大，从而可以提供足够的增压 值，有利于高速动力的发挥，这种特性直接体现为感受就是后劲足。VGT的核心是可变，这是一项全球领先的技术由于车辆在低速和高速状态下的运转工况和需求完全不同，因此“可变”技术一直以来都是众多发 动机工程师致力研发的方向。在发动机领域，大家熟悉的气门正时可变、气门行程可变、可变进气歧 管等等技术，其目的都是为了解决发动机在高低转速下的不同运行需求。VGT在柴油发动机领域是 最核心的一项可变技术，技术含量高，目前还没有得到大面积普及。VNT(viriable nozzle turbine)涡
6、轮增压器的一种，VNT就是可变喷嘴涡轮增压器的意思，应 用在柴油机上，是一种先进技术。涡轮增压器(Tubro)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来 推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内？，叶轮就压缩由 空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速 也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动 机的输出功率了。涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器相比，可增加大约40
7、 %甚至更多。内燃机排放与噪声控制作者张志华，周松图书目录：1内燃机与环境污染1.1内燃机排气污染1.2内燃机振动1.3内燃机噪声2大气污染和内燃机的有害排放物2.1大气的品质及其污染2.2碳氢燃料不完全氧化物的生成2.3未燃烃 (HC)的生成2.4氮氧化物(NO2)的生成2.5碳烟的生成2.6用准维燃烧模型预测直喷式柴油机的NO和碳烟排 放量3内燃机排放污染物的净化措施3.1内燃机的机内净化措施3.2电子控制排气净化措施3.3内燃机有害排放 物的机外处理净化4内燃机的排放标准和试验规范4.1世界各国的汽车排放标准4.2各国工况试验方法和试验数据整理4.3有 害排放物的测量原理和测量系统4.4
8、微粒子测量系统和工况试验方法5内燃机使用代用燃料时的排放污染与净化涂径5.1液化石油气发动机5.2氢发动机5.3汽油、氢气混合燃烧 的系统5.4醇类发动机5.5燃气轮机6声学基础与噪声测量6.1声波的产生和传播6.2噪声的度量6.3噪声的主观评价6.4声源的指向特 性6.5噪声测量7内燃机的主要噪声源及其控制7.1内燃机各类噪声的比较7.2内燃机燃烧噪声7.3内燃机机械噪声7.4内 燃机机体部件的结构响应和辐射噪声7.5内燃机空气动力噪声8内燃机噪声源识别技术8.1噪声源识别的基本要求8.2常用的噪声源识别方法8.3噪声源识别的信号分 析法8.4新发展的几种噪声源识别方法9内燃机整机噪声的防治9.1内燃机噪声的等级划分及其许可标准9.2内燃机噪声控制中的隔声技术9.3内 燃机气动力噪声的降低与消声器
可变截面涡轮增压系统VGT简介
