發(fā)動機(jī)通過燃燒氣缸中的燃料來發(fā)電。由于燃料輸入受到吸入氣缸的空氣量的限制，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的功率也將受到限制。如果發(fā)動機(jī)的運(yùn)行性能處于最佳狀態(tài)，增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸來增加燃油量，從而改善燃燒功能。因此，在目前的技術(shù)條件下，渦輪增壓器是唯一能在相同工作效率下增加發(fā)動機(jī)輸出功率的機(jī)械裝置。渦輪增壓器其實(shí)就是空氣壓縮機(jī)的一種，通過壓縮空氣來增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量。一般來說，渦輪增壓就是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣的慣性沖力推動渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪帶動同軸葉輪將空氣過濾管送來的空氣壓入氣缸進(jìn)行增壓。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速同步增加，葉輪將更多的空氣壓縮到氣缸中?？諝獾膲毫兔芏仍黾?，燃燒更多的燃料?？梢酝ㄟ^增加燃油量和相應(yīng)地調(diào)整發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來增加發(fā)動機(jī)的輸出功率。

；渦輪增壓發(fā)動機(jī)是依靠渦輪增壓器增加發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量的發(fā)動機(jī)。渦輪增壓器(Tubro)其實(shí)就是空氣壓縮機(jī)。它以發(fā)動機(jī)排出的廢氣為動力，驅(qū)動渦輪室(位于排氣道)中的渦輪，渦輪驅(qū)動同軸的葉輪位于進(jìn)氣道中，葉輪將空氣濾清器管路送來的新鮮空氣壓縮后送入氣缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速加快時(shí)，廢氣排放速度和渦輪轉(zhuǎn)速也同步加快，可以增加空氣壓縮程度，相應(yīng)增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，提高發(fā)動機(jī)的輸出功率。

渦輪增壓發(fā)動機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是在不增加發(fā)動機(jī)排量的情況下，可以大幅度提高發(fā)動機(jī)的功率和扭矩。發(fā)動機(jī)加裝渦輪增壓器后，其最大輸出功率可以比沒有渦輪增壓器時(shí)提高40%左右甚至更多。

渦輪增壓發(fā)動機(jī)原理

渦輪增壓是一種利用內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動空氣壓縮機(jī)的技術(shù)。類似于超級增壓器的作用，兩者都可以增加進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)或鍋爐的空氣流量，從而提高機(jī)器的效率。渦輪增壓器通常用于汽車發(fā)動機(jī)，它可以利用廢氣的熱量和流動來提高內(nèi)燃機(jī)的馬力輸出。

增壓原理

渦輪增壓原理圖，紅色是高溫廢氣，綠色是新鮮空氣。最早的渦輪增壓器用于跑車或方程式賽車，所以在那些發(fā)動機(jī)中，

在排量有限的汽車比賽中，發(fā)動機(jī)可以獲得更大的動力。

眾所周知，發(fā)動機(jī)是通過燃燒氣缸內(nèi)的燃料來輸出動力的。因?yàn)槿加洼斎胧艿轿霘飧椎目諝饬康南拗?，發(fā)動機(jī)的輸出功率也會受到限制。如果發(fā)動機(jī)的運(yùn)行性能處于最佳狀態(tài)，增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸來增加燃油量，從而提高燃燒做功能力。因此，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，渦輪增壓器是唯一能在相同工作效率下增加發(fā)動機(jī)輸出功率的機(jī)械裝置。

你可能覺得渦輪增壓器很復(fù)雜，其實(shí)不然。渦輪增壓器主要由渦輪室和增壓器組成。首先，渦輪室的入口與發(fā)動機(jī)的排氣歧管相連，出口與排氣管相連。然后增壓器的進(jìn)氣口連接空氣濾清器管路，出氣口連接進(jìn)氣歧管。最后，渦輪和葉輪分別安裝在渦輪室和增壓器中，并同軸剛性連接。有了這樣的集成渦輪增壓裝置，你的發(fā)動機(jī)就像電腦CPU一樣“超頻”了。

我們通常所說的渦輪增壓器，其實(shí)就是空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量。一般來說，渦輪增壓就是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣的慣性沖力推動渦輪室內(nèi)的渦輪，進(jìn)而帶動同軸葉輪，將空氣過濾管送來的空氣壓入氣缸增壓。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速同步增加，葉輪將更多的空氣壓縮到氣缸中?？諝獾膲毫兔芏仍黾?，燃燒更多的燃料。可以通過增加燃油量和相應(yīng)地調(diào)整發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來增加發(fā)動機(jī)的輸出功率。

渦輪增壓發(fā)動機(jī)特性

渦輪增壓發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢

渦輪增壓器實(shí)際上是一臺渦輪壓縮機(jī)。它以發(fā)動機(jī)排出的廢氣為動力，推動渦輪室內(nèi)(位于排氣道內(nèi))的渦輪，渦輪帶動同軸葉輪壓縮空氣過濾管送來的新鮮空氣，送入氣缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速加快時(shí)，廢氣排放速度和渦輪轉(zhuǎn)速也同步加快，可以增加空氣壓縮程度，相應(yīng)增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，提高發(fā)動機(jī)的輸出功率。

渦輪增壓最大的好處就是可以在不增加發(fā)動機(jī)排量的情況下，大幅度提高發(fā)動機(jī)的功率和扭矩。發(fā)動機(jī)加裝渦輪增壓器后，其最大輸出功率可以比沒有渦輪增壓器時(shí)提高40%左右甚至更多。

渦輪增壓發(fā)動機(jī)的缺點(diǎn)

加快速度

誠然，渦輪增壓可以提高發(fā)動機(jī)的動力，但它也有很多缺點(diǎn)，其中最明顯的就是動力輸出響應(yīng)的滯后。我們來看看渦輪增壓的工作原理，就是由于葉輪的慣性，對油門的突然變化反應(yīng)比較慢，也就是從你踩油門加大馬力到葉輪旋轉(zhuǎn)把更多的空氣壓入發(fā)動機(jī)獲得更大的功率有一個(gè)時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間差不短。一般來說，改進(jìn)渦輪增壓至少需要2秒來增加或減少發(fā)動機(jī)的功率輸出。想突然加速，會覺得瞬間加速不了。

2.加速度的問題

隨著技術(shù)的發(fā)展，雖然所有使用渦輪增壓器的廠家都在改進(jìn)渦輪增壓器的技術(shù)，但是由于設(shè)計(jì)原理的原因，使用渦輪增壓器的車和大排量的車駕駛體驗(yàn)是不一樣的。比如我們買一輛1.8T渦輪增壓的車，實(shí)際行駛中加速肯定不如2.4L。但是，等待期一過，1.8T的動力就上來了。所以，如果你在尋找駕駛的感覺，渦輪增壓發(fā)動機(jī)不適合你。如果你在高速行駛或類似的情況下，渦輪增壓特別有用。

3.創(chuàng)業(yè)機(jī)會很少

如果你的車經(jīng)常在市區(qū)行駛，你真的需要考慮一下是否需要渦輪增壓，因?yàn)闇u輪并不是一直啟動的。其實(shí)在日常駕駛中，渦輪增壓啟動的機(jī)會很少，即使不使用也會影響渦輪增壓發(fā)動機(jī)的日常性能。以斯巴魯(富士)翼豹（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）的渦輪增壓器為例。3500轉(zhuǎn)左右起步，最明顯的動力輸出點(diǎn)在4000轉(zhuǎn)左右。這時(shí)會有二次加速的感覺，一直持續(xù)到6000轉(zhuǎn)甚至更高。一般在市區(qū)行駛時(shí)，我們的換擋其實(shí)只有2000-3000之間。5檔轉(zhuǎn)速估計(jì)能達(dá)到3500轉(zhuǎn)，也就是說120km/h以下的渦輪增壓器根本啟動不了，除非你刻意停留在低檔。沒有渦輪增壓的啟動，你的1.8T只是一輛1.8功率的車，2.4的功率只能是你的心理作用。

另外渦輪增壓有維護(hù)問題。畢竟它給你的車又增加了一筆保養(yǎng)費(fèi)，對于經(jīng)濟(jì)環(huán)境不是特別好的車主來說尤其值得注意。

渦輪增壓發(fā)動機(jī)類型

1.機(jī)械增壓系統(tǒng)

該裝置安裝在發(fā)動機(jī)上，通過皮帶與發(fā)動機(jī)的曲軸連接，從發(fā)動機(jī)的輸出軸獲得動力，帶動增壓器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，使空氣被加壓吹入進(jìn)氣歧管。

優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相對應(yīng)，沒有滯后或超前，動力輸出更順暢；

缺點(diǎn)：因?yàn)橄牧艘徊糠职l(fā)動機(jī)功率，所以增壓效率會低。

2.廢氣渦輪增壓系統(tǒng)

來自發(fā)動機(jī)的廢氣被用來增加壓力。增壓器不與發(fā)動機(jī)機(jī)械連接，壓縮機(jī)由內(nèi)燃機(jī)廢氣驅(qū)動的渦輪驅(qū)動。一般增壓壓力可以達(dá)到180-200kPa，也就是300kPa左右，所以需要增加一個(gè)空氣中冷器來冷卻高溫的壓縮空氣。1998年，國產(chǎn)車開始在1.8排量的奧迪200上使用。后來又有1.8t奧迪A6，1.8T奧迪A4，1.8T帕薩特（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策），1.8T寶來（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）。

優(yōu)點(diǎn)：提高效率高于機(jī)械加壓；

缺點(diǎn)：發(fā)動機(jī)的動力輸出稍微滯后于油門的開啟。油門加大后，一般需要一段時(shí)間，發(fā)動機(jī)后期會有驚人的動力爆發(fā)。

3.復(fù)合增壓系統(tǒng)

即廢氣渦輪增壓和機(jī)械增壓相結(jié)合，廣泛應(yīng)用于大功率柴油機(jī)。復(fù)合增壓系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)輸出功率高，油耗低，噪音低，但結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。

4.空氣波增壓系統(tǒng)

高壓廢氣的脈沖空氣波用于強(qiáng)制空氣壓縮。該系統(tǒng)低速增壓性能好，加速性好，工作范圍廣。但是它又大又重，而且很吵。

渦輪增壓發(fā)動機(jī)的工作環(huán)境

渦輪增壓器利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣來驅(qū)動渦輪。再先進(jìn)，也還是一套機(jī)械裝置。由于其工作環(huán)境經(jīng)常處于高速高溫狀態(tài)，渦輪增壓器的排氣渦輪端溫度在600度以上，渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速也很高。因此，為了保證渦輪增壓器的正常工作，正確使用和維護(hù)它是非常重要的。我們應(yīng)主要遵循以下方法：

渦輪增壓發(fā)動機(jī)的維護(hù)方法

1.汽車發(fā)動機(jī)啟動后，就不用踩油門了。它應(yīng)該以怠速運(yùn)轉(zhuǎn)三分鐘。這是為了提高油溫，改善流動性能，使渦輪增壓器得到充分潤滑，進(jìn)而提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，使車輛開始行駛。這在冬天尤其重要，車輛預(yù)熱至少需要五分鐘。

2.發(fā)動機(jī)長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后，不能馬上熄火。原因是當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時(shí)，一些油被供應(yīng)到渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承用于潤滑和冷卻。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)動機(jī)突然停止時(shí)，機(jī)油壓力迅速降至零，機(jī)油潤滑會中斷，渦輪增壓器內(nèi)部的熱量無法被機(jī)油帶走。此時(shí)渦輪增壓器渦輪的高溫會轉(zhuǎn)移到中間，軸承支撐殼內(nèi)部的熱量無法迅速帶走，而渦輪增壓器轉(zhuǎn)子在慣性的作用下仍然高速旋轉(zhuǎn)。這會導(dǎo)致渦輪增壓器轉(zhuǎn)軸和軸套之間“卡死”，損壞軸承和軸。另外，當(dāng)發(fā)動機(jī)突然停機(jī)時(shí)，此時(shí)排氣歧管的溫度很高，其熱量會被吸收到渦輪增壓器殼體中，使滯留在渦輪增壓器中的機(jī)油沸騰成積碳。當(dāng)這種積碳越積越多，就會堵塞進(jìn)油口，導(dǎo)致軸套缺油，加速渦輪軸與軸套之間的磨損。因此，發(fā)動機(jī)熄火前應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)三分鐘左右，以降低渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。另外，值得注意的是，渦輪增壓發(fā)動機(jī)不適合長時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，一般應(yīng)保持在10分鐘以內(nèi)。

3.注意機(jī)油的選擇。由于渦輪增壓器的作用，進(jìn)入燃燒室的空氣質(zhì)量和體積大大提高，發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊合理，高壓縮比使發(fā)動機(jī)更加努力工作。加工精度也更高，裝配工藝要求更嚴(yán)格。這些都決定了渦輪增壓發(fā)動機(jī)高溫、高速、高功率、高扭矩、低排放的工作特性。同時(shí)決定了發(fā)動機(jī)內(nèi)部零件要承受更高的溫度和更大的沖擊、擠壓、剪切力。所以渦輪增壓車在選擇機(jī)油時(shí)，需要考慮其特殊性。使用的機(jī)油必須具有良好的耐磨性和耐高溫性。該潤滑油模塊油膜強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好。合成機(jī)油或合成機(jī)油正好可以滿足這一要求

5.按時(shí)清洗空氣濾清器，防止灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或軸套和密封磨損加劇。

6.務(wù)必檢查渦輪增壓器的密封圈是否密封。如果密封圈不密封，廢氣會通過密封圈進(jìn)入發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)，使機(jī)油變臟，曲軸箱壓力迅速升高。此外，發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)油會從排氣管排出或通過密封圈燒入燃燒室，造成機(jī)油過度消耗，“燒機(jī)油”。

7.渦輪增壓器應(yīng)經(jīng)常檢查是否有異常聲音或振動，潤滑油管和接頭是否有泄漏。

8.渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承精度高，維修和安裝的工作環(huán)境非?？量?。因此，當(dāng)渦輪增壓器出現(xiàn)故障或損壞時(shí)，應(yīng)在指定的修理站進(jìn)行修理，而不是在普通修理廠進(jìn)行修理。

9.要保持空氣濾清器的清潔，與普通發(fā)動機(jī)相比，渦輪增壓發(fā)動機(jī)對清潔度的要求更高。如果雜質(zhì)進(jìn)入壓縮機(jī)葉輪，會使轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或襯套和密封磨損更嚴(yán)重。

10.保持發(fā)動機(jī)機(jī)油清潔。渦輪增壓發(fā)動機(jī)對機(jī)油的要求很高，必須保持清潔。另外，如果機(jī)油變質(zhì)，要及時(shí)更換。否則機(jī)油的潤滑能力下降，會導(dǎo)致渦輪增壓器的軸承因潤滑不足而損壞，增加維修成本，甚至導(dǎo)致渦輪增壓器過早報(bào)廢。

11.渦輪增壓發(fā)動機(jī)下了車馬上熄火不好。發(fā)動機(jī)啟動后最好怠速運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，這樣潤滑油可以充分潤滑軸承，對發(fā)動機(jī)起到良好的保護(hù)作用。另外，發(fā)動機(jī)長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后，應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3-5分鐘后再關(guān)閉發(fā)動機(jī)。否則，滯留在渦輪增壓器中的發(fā)動機(jī)機(jī)油將會過熱并損壞軸承和軸。