渦輪進氣擾流器作用
【太平洋汽車】渦輪進氣擾流器的作用是改變汽車風(fēng)阻流動,使得下壓穩(wěn)定,減少汽車行駛時的阻力,讓汽車行駛得更加平順、穩(wěn)定。
除了純電動機外,當(dāng)代人類利用的絕大多數(shù)發(fā)動機都是熱機,就是需要消耗石油、煤炭、天然氣等化石燃料燃燒,帶動介質(zhì)膨脹產(chǎn)生高壓,再釋放到低壓狀態(tài)完成對外的功能輸出。傳統(tǒng)的柴油機、汽油機都通過活塞為核心,有進氣、加壓、燃燒和排氣這4個階段。但是渦輪噴氣發(fā)動機,卻是把這4個階段合并在一起同時進行。渦輪機的原理,也是誰誰家的古人發(fā)明的,這就是走馬燈。已經(jīng)出現(xiàn)了現(xiàn)代渦輪噴氣做功的所有主要要素。不過實用化的渦輪噴氣發(fā)動機,卻是在二戰(zhàn)前的1930年代到1940年代出現(xiàn),到二戰(zhàn)末期才開始有實用化的噴氣飛行的戰(zhàn)斗機和巡航導(dǎo)彈?,F(xiàn)代渦輪噴氣發(fā)動機的結(jié)構(gòu)由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成。戰(zhàn)斗機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦輪噴氣機由于其流線造型和功率可以做的很大,因此特別適合安裝在現(xiàn)代飛行器上。
空氣首先進入的是渦輪發(fā)動機的進氣道,當(dāng)飛機或者采用渦輪機的巡航導(dǎo)彈飛行時,可以看作氣流以飛行速度反流向發(fā)動機。由于飛機和導(dǎo)彈的飛行速度是變化的,而壓氣機適應(yīng)的來流速度是有一定的范圍,因而進氣道的功能就是通過可調(diào)管道,將來流調(diào)整為合適的速度。在超音速飛行時,在進氣道前和進氣道內(nèi)氣流速度盡量減至亞音速,才不至于讓前風(fēng)扇和前壓氣機的葉片末端的速度超過音速而產(chǎn)生嚴重的激波顫振。要把進入進氣道初期的超音速氣流減速為亞音速氣流,現(xiàn)在有好多辦法。比如特殊的進氣道造型;采用進氣道調(diào)節(jié)錐和內(nèi)部的擾流調(diào)節(jié)板;或者現(xiàn)在流行的鼓包進氣道調(diào)節(jié)措施等等。超音速氣流在被各種措施減速遲滯的過程中,內(nèi)部的氣壓也提高幾十倍,甚至?xí)^多級壓氣機人工增壓的效率。
因此一旦進氣道前的相對來流速度超過2.2馬赫,就根本不需要再人工壓縮,此時可以直接在這種高壓氣流中讓燃料燃燒再做功,這種發(fā)動機就是沖壓噴氣發(fā)動機,而不再是傳統(tǒng)的渦輪噴氣或者渦扇發(fā)動機。普通飛機發(fā)動機進氣道后的壓氣機是專門用來提高氣流的內(nèi)壓力的??諝饬鬟^壓氣機時,壓氣機工作葉片對氣流做功,使氣流的壓力,溫度升高。在亞音速時,壓氣機是氣流增壓的主要部件。而風(fēng)扇和壓氣機的動力,都來自燃料在燃燒室燃燒后向后噴到高壓和低壓渦輪上產(chǎn)生的推動力。渦輪和加氣機一樣都有多道扇面。而高壓渦輪和前高壓壓氣機通過共軸連接。低壓渦輪和前低壓壓氣機同樣通過一根共軸前后連接。這樣只要有燃料持續(xù)的燃燒,渦輪噴氣發(fā)動機就能持續(xù)不斷地連續(xù)工作。在耐久性試驗中,這種持續(xù)的工作甚至要進行數(shù)百小時。而燃燒氣流被多級渦輪捕獲的能量,只占其中的一部分,大部分還要以遠遠超過一個大氣壓的壓力向后噴出,獲得與噴氣方向相反的推動力。
(圖/文/攝:太平洋汽車 問答叫獸)
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