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作者： admin 发布时间: 2024-06-13 09:22
涡轮增压,是一种利用内燃机运作所产生的废气驱动空气压缩机，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。通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。
无论是赛车场或是改装车间，增压器都是我们经常接触的字眼，它们仿佛是支兴奋针剂，一提起就令人热血沸腾，让人联想到狂暴的四驱加速动力与激射而出的快感。日前在与一改装发烧友交流时发现，即使是此类车迷似乎也只是知晓而谈不上精通。在增压器家族中有两员大将——机械增压与涡轮增压，它们的差别在哪，它们是如何运作的，它们之间又有何关联呢？本期我们将请常年驾驶Turbo赛车的嘉宾为读者们做详细介绍。
机械增压，此类增压器是以不增加引擎排气量为前提，使动力轮输出提升的方法。是直接利用引擎出力来驱动增压器，再将高密度空气送入汽缸内以提高引擎的输出功率。
涡轮增压则是利用引擎的废气排放来驱动压缩机。最早的增压器全部都是机械增压，在刚发明时被称超级增压器(Supercharge)，后来涡轮增压发明之后为了区隔两者。起初涡轮增压器被称为Turbo Supercharger，机械增压则被称为Mechanical Supercharger，久而久之，两者就分别被简化为Turbocharger与Supercharger了！
机械增压器压缩机的驱动力来自引擎曲轴，一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮，间接将曲轴运转的扭力带动增压器，达到增压目的。依构造不同，机械增压会经出现过许多种类，包括叶片式(Vane)、鲁氏(Roots)、温克尔(Wankle)等型式，而活塞运动最早也被认为是一种机械增压，时至今日，则以鲁氏增压器最被广泛使用，更是改装的大热门。鲁氏增压器有双叶与三叶转子两种型式，目前以双叶转子较普遍，其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子，转子之间保有极小的间隙而不直接相连，藉由螺旋齿轮连动，其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连结，转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器，在不需要增压时即放开离合器以停止增压,离合器则由计算机控制以达到省油的目的。机械增压的特征，除了在低转速便可获得增压外，增压的动力输出也与曲轴转速成一定的比例，即机械增压引擎的油门反应随着转速的提高，动力输出随之增强，因此机械增压引擎的操作感觉与自然气极为相似，却能拥有较大的马力与扭力。
涡轮增压原理利用引擎运转时所排出来的废气,用废气来转动涡轮增压器中的排气侧转子,而排气侧转子与进气侧转子(Compressor)是同轴异室,当Turbine转子达到一定转速时(约12000rpm左右)它带动另一侧的Compressor,使Compressor转子引进外来的新鲜空气,经过压缩倒入进气歧管内,因此Turbo车的进气是非自然方式,是经过吸进来,再压缩所以空气压力是大于大气压力的。涡轮增压由于是超高转速地运转轴承,随之而来的高温排除或增压过度的泄压就是关键。目前常用的就是机油导入来润滑与冷却轴承,也有用水冷式的。而过高的增压对引擎的压缩行程与动力(爆炸)行程发生时会造成伤害,所以,有机械式地用空气压力作为开关或电子式地用计算机直接控制泄放压力的动作。
VC-TURBO可变压缩比涡轮增压发动机亮点有三。第一，VC-TURBO发动机可在8:1至14:1任意切换压缩比，并且在不同的压缩比情况下，保证动力性能和燃油经济性达到最优。第二，VC-TURBO发动机采用多点喷射和缸内直喷两种燃油喷射方式，在可变压缩比变化时，两种燃油喷射方式可随机转换，从而在油耗和性能方面取得平衡。第三，通过电子正时可变控制阀，VC-TURBO发动机可以在低压缩比时采取奥托循环，在高压缩比时采取阿特金森循环，并且可以进行即时切换，保证车辆在不同行驶状态下保持最佳性能和最佳燃油经济性。
涡轮增压简称Turbo，如果在轿车尾部看到Turbo或者T，即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。自从惠特尔发明了第一台涡轮喷气发动机以后，涡轮喷气发动机很快便以其强大的动力、优异的高速性能取代了活塞式发动机，成为战斗机的首选动力装置，并开始在其他飞机中开始得到应用。
构造 涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器，涡轮室进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上；增压器进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上。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。
原理 涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它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，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。
技术 涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上，处在高温，高压和高速运转的工作状况下，其工作环境非常恶劣，工作要求又比较苛刻，因此对制造的材料和加工技术都要求很高。其中制造难度最高的是支承涡轮轴运转的“浮式轴承”，它工作转速可达10万转／分以上，加上环境温度可达六、七百度以上，决非一般轴承所能承受，由于轴承与机体内壁间有油液做冷却，又称“全浮式轴承”。
缺点 另外涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用，但也有它的缺点，其中最明显的是，“滞后响应”，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，即使经过改良后的反应时间也要1.7秒，使发动机延迟增加或减少输出功率。这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。
改进 但是涡轮增压器毕竟是无本生利的事情，它是利用发动机的废气工作的，这些废气的能量如果不加以利用也会白白地浪费掉。因此，自从涡轮增压器面世以来，人们就经常对它进行技术改造，例如提高加工精度，尽量减少涡轮与涡轮室内壁的间隙，以便提高废气能量利用率；采用新型材料陶瓷，利用陶瓷的耐热高，刚度强，重量轻的优点，可以将涡轮增压器做得更加紧凑，体积更少，而且能减少涡轮的“滞后响应”时间。
在最近30年时间里，涡轮增压器已经普及到许多类型的汽车上，它弥补了一些自然吸气式发动机的先天不足，会发动机在不改变气缸工作容积的情况下可以提高输出功率10%以上，因此许多汽车制造公司都采用这种增压技术来改进发动机的输出功率，藉以实现轿车的高性能化。(
要提高喷气发动机的效率，首先要知道什么式发动机的效率。发动机的效率实际上包括两个部分，即热效率和推进效率。为提高热效率，一般来讲需要e799bee5baa6e79fa5e98193e58685e5aeb提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比，但在飞机的飞行速度不变的情况下，提高涡轮前温度将会使喷气发动机的排气速度增加，导致在空气中损失的动能增加，这样又降低了推进效率。由于热效率和推进效率对发动机循环参数矛盾的要求，致使涡轮喷气发动机的总效率难以得到较大的提升。
