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带你认识增压发动机(五)泄压阀

时间:2018-12-18 09:22  来源:绍兴汽车网

  之所以会将泄压阀作为一个单独的篇章来说,是因为这个部件被人们提到很多,说法也有很多。而目前由于普遍采用的低增压方式,泄压阀更是一个对发动机输出功率起到至关重要的一环,通过对泄压阀的控制,同一发动机往往具备不同的输出特性。

控制发动机工作压力才是最核心的作用

  对于泄压阀的作用有很多种说法,保护节气门或者涡轮。不过现在有些发动机是没有节气门的,保护节气门的说法当然也就不能完全解释了;至于保护涡轮,其实当增压压力过大的时候,首先影响的肯定是进气组件和气缸燃烧,因此保护涡轮也只能算是额外的作用。

  其实对于所有这些带压力的工作原件,压力保护都是最基本的要素。泄压阀的作用就是将进气管道内的压力控制在极限值以下,这个极限值既要考虑到发动机的需要,也要考虑进气组件所能承受的压力范围。

  好比我们的高压锅,上面有好几个保险阀,其目的就是控制锅内的压力不至于过高而发生爆炸。最开始的压力锅只有1个保险阀,但时常会发生压力过大导致爆炸的事情。后来的压力锅增加了其他各种保险阀,目前的压力锅基本都是3个保险以上了。

  增压发动机,无论是涡轮增压和机械增压,都是需要泄压阀的。只不过由于涡轮增压器所提供的增压难以直接控制并且改装车多采用涡轮增压因而更为大众所熟悉。在没有泄压阀的涡轮增压发动机中,过大的增压压力会催生更强的动力,更强的排气,从而推动涡轮更高的转速,进而产生更多的进气,如此循环,涡轮越转越快,对涡轮和发动机本体都会造成破坏性的后果。因此,从某种意义上来说,泄压阀起到的作用也是节气门(我们通常所说的油门)所起到的作用,控制进气量的多少。

  此外,而当我们急收油门的时候,节气门关闭,但增压器并没有停止工作,特别是涡轮增压。由于惯性,涡轮仍然保持在每分钟数万转以上高速旋转,空气仍然被源源不断地压缩进入进气管中,如果在进气管中这部分高压空气不能被及时排走,就会使进气管内压力迅速升高,有可能造成节气门损害或进气管爆裂,而有些车型在进气管爆裂后会因为难以准确计量空气流量而趴窝。

  另一方面,从大众开始,模块化的发动机和车辆设计思想被广泛使用,其中一点就是发动机的模块化。这种模块化的本质其实就是不变的硬件和可变的软件之间的搭配。在发动机上,除了部分零件有所改动外,就是通过调整泄压阀的增压压力而产生了不同的的发动机版本。这种情况在我们自主品牌长城1.5T的发动机上也有所体现。

  在上面说了不少泄压阀的作用,其实针对不同的作用,使用的泄压阀种类、原理和安装方式都是不一样的。总体而言,以涡轮增压发动机为例(机械增压机器不存在排气泄压的问题),泄压阀分为排气泄压阀和进气泄压阀,其中各自都有外泄式和内泄式两种。

排气泄压阀以维持最大增压压力和保护涡轮为目的

  如上文所说,目前的民用低增压值发动机普遍具有“扭矩平台”的特性,这种特性是因为有泄压阀把增压压力维持在一个固定水平而产生的。那这个泄压阀安装在哪里好呢。很显然,如果让涡轮提供了过量的增压压力再释放的话,相当于让涡轮做了无用功,不但白费劲还缩短了寿命。因此,恒定增压的泄压阀都安装在涡轮之前,当排气压力过大的时候就直接把废弃放掉。

  放废气的方式有两种:一种是直接放到空气中去,一种是绕过涡轮,放在排气管中去。前者由于噪声大、污染环境,在民用车已经很少使用,一般只使用在个别高增压的特种车辆中。

  这种泄压阀由于工作环境恶劣,目前还是使用机械的控制方式。通过导入进气管的压力,当压力达到限定增压值时,连杆推动阀门,使一部分排气绕过涡轮直接排入排气管。这样既可以保护发动机在额定的增压压力下工作,又可以避免涡轮长期高速运转而提前失效,起到保护发动机和涡轮的作用。

进气泄压阀以保护进气组件为目的

  尽管控制增压值、保护发动机和涡轮的泄压阀是上面提到的排气泄压阀,但被广大群众认识得更多的却是进气泄压阀。

  如上文所述,为了保护进气组件,我们需要一个能在急收油门的时候保护进气管的泄压阀。这个泄压阀在很多改装车上会使用外排形式,英文称为Blowoff valve,简称BOV。这种泄压阀的特点就是直接把高压空气排到空气中,伴随着泄压阀的开启是一阵“嘶嘶”的声音,对于涡轮车迷来说,这是最兴奋不过的事情了。

  这种泄压阀往往能在改装车上见到,一个炮弹式的金属外壳安装在进气管上,通过硅胶管连接到相应的位置进行压力控制。不少为改装车设计的泄压阀还特意带有“哨子”,能发出不同的声音,很是能让车迷兴奋。

不过现在多数量产车使用的都是内泄的方式,也就是把节气门前方过高的压力通过泄压阀引导到压气叶轮之前,使其噪音降低到几乎听不到的水平。这无论是对于一般驾驶者还是停车周围的人群来说,其实都是一件好事情,毕竟减少了噪音滋扰。

  这种内泄压阀结构也很简单,体积小,就是一个受发动机电脑控制的电磁阀,当需要的时候打开排气,将气体释放到叶轮之前,因为也被称为增压空气循环阀。

总结:中冷器和泄压阀都是增压发动机除了涡轮之外最重要的零部件,其实除了这些独立的零部件之外,我们还需要对增压发动机的冷却和润滑系统进行改造,以满足增压发动机的工作需求,这些我们将会在下期介绍。

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