渦輪發動機檢視原始碼討論檢視歷史
渦輪發動機(Turbine engine,或常簡稱為渦輪,Turbine,音譯為透平)是一種利用旋轉的機件自穿過它的流體中汲取動能的發動機形式。
原理
雖然渦輪發動機可能有許多不同的運作原理,但最簡單的渦輪型式可以只包含一個「轉子」(Rotor),例如一個帶有中心軸的扇葉,將此扇葉放置在流體中(例如空氣或水),流體通過時對扇葉施加的力量會帶動整個轉子開始轉動,進而得以從中心軸輸出軸向的扭力。風車與水車這類的裝置,可以說是人類最早發明的渦輪發動機原型。
依照不同的分類方式,渦輪發動機也可以分類成很多不同的型式。例如以燃燒室與轉子的位置是否在一起來區別,就存在有屬於外燃機一類的蒸汽渦輪發動機,與屬於內燃機的燃氣渦輪發動機。
如果將渦輪發動機反過來運作,則會變成一種輸入力量之後可以將流體帶動的設備,例如壓縮機(compressor)與泵(pump)[1]。
渦輪增壓原理
發動機是靠燃料在汽缸內燃燒作功來產生功率的,由於輸入的燃料量受到吸入汽缸內空氣量的限制,因此發動機所產生的功率也會受到限制,如果發動機的運行性能已處於最佳狀態,再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入汽缸來增加燃料量,從而提高發動機作功能力。
渦輪系統是增壓發動機中最常見的增壓系統之一。
如果在相同的單位時間裡,能夠把更多的空氣及燃油的混合氣強制擠入汽缸(燃燒室)進行壓縮燃爆動作(小排氣量的引擎能「吸入」和大排氣量相同的空氣,提高容積效率),便能在相同的轉速下產生較自然進氣發動機更大的動力輸出。情形就像你拿一台電風扇向汽缸內吹,硬是把風往裡面灌,使裡面的空氣量增多,以得到較大的馬力,只是這個扇子不是用電動馬達,而是用引擎排出的廢氣來驅動。
一般而言,引擎在配合這樣的一個「強制進氣」的動作後,起碼都能提升30%-40%的額外動力,如此驚人的效果就是渦輪增壓器令人愛不釋手的原因。況且,獲得完美的燃燒效率以及讓動力得以大幅提升,原本就是渦輪增壓系統所能提供給車輛最大的價值所在[2]。
視頻
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參考文獻
- ↑ 各種泵的工作原理(動畫演示值得收藏) ,搜狐,2019-08-28
- ↑ 圖解汽車(4) 發動機渦輪增壓原理解析,太平洋汽車網,2012-8-15