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「穿越三步曲」汽车涡轮增压器

涡轮增压 ， 是一种利用内燃机(InternalCombustionEngine)运作所产生的废气驱动空气压缩机(Air-compressor)的技术 。 与超级增压器(机械增压器 ， Super-Charger)功能相若 ， 两者都可增加进入内燃机或锅炉的空气流量 ， 从而令机器效率提升 。 常见用于汽车引擎中 ， 透过利用排出废气的热量及流量 ， 涡轮增压器能提升内燃机的马力输出 。
「穿越三步曲」汽车涡轮增压器
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涡轮增压器发展历史
涡轮增压器(Turbocharger)的发明者是谁 ， 比较公认的说法是瑞士工程师比希 ， 他于1905年申报了此项专利 。 当时主要应用于飞机发动机和坦克发动机 ， 直到1961年美国通用汽车公司才将涡轮增压器试探性的装在其生产的某种车型上 。 20世纪70年代成为了涡轮增压器的一个转折点 ， 装配增压发动机的保时捷911问世 。 但让涡轮增压技术焕发青春的非瑞典SAAB萨博公司莫属 ， 它于1977年推出的SAAB99车型将涡轮增压技术传播的更广泛 ， 但那时的涡轮增压器仅限于装配在小车的汽油发动机上面 。 到80年代中期 ， 欧美的卡车制造商才将涡轮增压技术应用在各自的柴油发动机上面 ， 而国产车是在这10年才开始逐渐流行带涡轮增压器车型的 。 增压目的
涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量 ， 从而提高发动机的功率和扭矩 ， 让车子更有劲 。 一台发动机装上涡轮增压器后 ， 其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高 。 这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够输出更大的功率 。 就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说 ， 经过增压之后 ， 动力可以达到2.4L发动机的水平 ， 但是耗油量却并不比1.8L发动机高多少 ， 在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放 。 负面影响
【「穿越三步曲」汽车涡轮增压器】不过在经过了增压之后 ， 发动机在工作时的压力和温度都大大升高 ， 因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短 ， 而且机械性能、润滑性能都会受到影响 ， 这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用 。 增压原理
涡轮增压工作原理图 ， 红色为高温废气 ， 蓝色为新鲜空气 。
「穿越三步曲」汽车涡轮增压器
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涡轮增压示意图
最早的涡轮增压器是用于跑车或方程式赛车的 ， 因此在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面 ， 发动机能够获得更大的功率 。 众所周知 ， 发动机是靠燃料在气缸内燃烧做功来输出功率的 ， 由于输入的燃料量受到吸入气缸内空气量的限制 ， 因此发动机所输出的功率也会受到限制 。 如果发动机的运行性能已处于最佳状态 ， 再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量 ， 从而提高燃烧做功能力 。 因此在现有的技术条件下 ， 涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置 。
大家可能会觉得涡轮增压装置非常复杂 ， 其实它并不复杂 ， 涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成 。 首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连 ， 排气口则接在排气管上 。 然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连 ， 排气口接在进气管上 ， 最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内 ， 二者同轴刚性联接 。 这就是一个完整的涡轮增压装置 ， 你的发动机就好像电脑CPU一样被“超频”了 。
我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机 ， 通过压缩空气来增加发动机的进气量 ， 一般来说 ， 涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮 ， 涡轮带动同轴的叶轮 ， 叶轮压缩输送由空气滤清器管道来的空气 ， 使之增压之后进入气缸 。 当发动机转速增快 ， 废气的排出速度与涡轮转速也同步增快 ， 叶轮又压缩更多的空气进入气缸 ， 空气的压力和密度增大可以使更多的燃料充分燃烧 ， 相应的增加燃料量和调整一下发动机的转速 ， 就可以实现增加发动机的输出功率了 。


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