何为涡轮增压技术？涡轮增压技术大拷问

　　在压力下重生它像飞翔的蒲公英一样美丽，但它却能够爆发出铁拳一般的力量。它曾经是赛车领域压榨动力的必杀技，而如今却成为各个厂家广泛推广的节能环保技术的代名词。在各种新能源技术层出不穷的今天，可以说正是涡轮增压、缸内直喷等技术的应用，才使传统内燃机再次焕发了青春。因此我刊特别制作了这期“涡轮增压专辑”，希望能够为你提供你所希望知道的关于涡轮增压的一切……

　　涡轮增压与机械增压到底孰优孰劣？如何消除涡轮迟滞现象？为何改装车最爱加装涡轮？……如果你正为这些增压问题而百思不得其解，赶快在下面的回答中寻找答案吧！

    涡轮增压基础

　　何为涡轮增压技术？

　　答：涡轮增压器的本质相当于离心式空气压缩机。其原理是通过发动机废气来推动涡轮的排气叶片，而排气叶片与涡轮进气叶片是同轴设计，所以带动进气叶片旋转压缩新鲜空气，本质上能够提高发动机的进气密度，从而提升功率输出并提高燃烧效率。当然随着发动机转速越高，废气能量越大，进气叶片转动得也越快，理论上能够得到更高的增压值，但实际每个涡轮都有最大出风量限制，达到最大值后，不仅增压值无法提升，还会造成高压、高温，有损坏发动机和涡轮本体的危险。因此涡轮增压器一定要装配泄压阀，将增压压力控制在一定范围内。

　　涡轮增压与机械增压到底哪个更好？

　　答：要谈哪个更好，先让我们看一下二者的本质区别。涡轮增压是利用发动机高温废气来推动增压器，而机械增压则是用发动机的曲轴动力来带动增压器。

　　所以机械增压相对来说不易产生高温。其最大优点是，没有涡轮增压的迟滞现象。在发动机怠速时，机械增压器其实就已工作，所以拥有灵敏的中低转速增压反应。同时，机械增压的动力输出会随着曲轴转速的提高而逐渐增强，扭力曲线也非常平坦，线性的驾驶感觉更像是大排量自然吸气发动机，十分适合日常驾驶。

　　虽然机械增压拥有结构简单、维修成本低、稳定性高等诸多优点，但也有其自身局限性。受限于内部转子没法达到涡轮般的高转速（涡轮的叶片可达10万转/分钟），机械增压在发动机高转时的动力延伸性没有涡轮增压好。相比涡轮增压，机械增压的功率提升有限。而且机械增压经由连接曲轴皮带的普利盘驱动，也会“吃掉”一些发动机动力。不仅效率没有涡轮高，这也意味着更为耗油。目前，随着涡轮增压迟滞现象已经得到了明显缓解，所以从车厂的量产车来看，涡轮增压在应用上占据了上风。

　　从车厂来看，目前最好的涡轮增压产品是什么？

　　答：其实现在各厂商的技术解决方案大体相似，基本都采用涡轮增压+缸内直喷技术。缸内直喷技术可以大幅提升发动机压缩比，再配合涡轮的低增压值设定，能够明显提高发动机的中低速动力表现。当然，从目前来看，最好的增压方式是“双剑合璧”——涡轮增压+机械增压。如此一来，让发动机在全速域都有优异的扭力输出。但其缺点是成本高、系统管路复杂，所以市场普及率仍不高。

　　早在1980年代中期，WRC赛车Lancia Delta S4就已经使用了双增压技术。但从国内产品来看，目前只有大众尚酷的1.4升TSI发动机应用了该技术。在低转速时，利用机械增压没有迟滞的特性提供充沛扭力，而转速拉高在3500转/分之后，则由涡轮增压来延续高速动力表现。机械增压与涡轮增压是通过电磁阀来切换。“双剑合璧”除了能在广泛转速区间维持最大扭矩输出，也让小排量发动机拥有大马力的同时，规避了涡轮迟滞现象。

　　与涡轮增压+机械增压类似的还有，一大一小两颗涡轮串联的“双涡轮”方案，原理类似，小涡轮在低转速工作，大涡轮则在高转速介入，同样有效解决了涡轮迟滞现象。

　　涡轮或机械增压车为何要加装中冷器呢？

　　答：中冷器其实就是一个高效率的散热装置，主要作用是降低进气温度。因为涡轮的叶片是靠发动机排出的废气推动的，废气本身温度极高，通过涡轮本体的热传导，导致进气温度也是极高。再加上进气端在压缩空气的过程中也会产生高热量（这就是为何没有废气高温影响的机械增压也需中冷器的原因），所以如果这股高温气流未经冷却就进入发动机气缸内，不仅会导致爆震的发生，而且高温也更易损坏发动机。

　　涡轮增压大拷问

　　涡轮增压系统诞生的很早，为什么最初没有在家用车上普及，反而现在才开始大行其道？

　　答：这要归功于现代人的环保意识增强了，对涡轮系统的使用思路发生了转变。最早Turbo是用来榨取大马力、高动力的，往往为赛车或高性能改装车采用，采用高增压值、低压缩比设计，伴随发动机的高转速，当然更为耗油，所以与经济型家用车无缘。

　　现在汽车厂商对Turbo的应用，更多是兼顾动力的经济取向，发动机采用低增压值、高压缩比的设计（增压值一般在0.5bar以下），让汽油车也能有柴油车般充沛的低转速扭矩，动力输出也更为平顺线性。而与同功率的大排量发动机相比，小排量的Turbo发动机自然是更经济省油的，代表了各汽车厂商重视环保的大趋势。

　　改装车为什么最爱加装涡轮增压？

　　答：这是最具性价比和最易操作的动力提升方法。涡轮改装技术成熟、周边产品丰富，通过选择不同的涡轮尺寸、不同的增压值设定，能够满足不同发动机的动力提升需求。外挂涡轮安装起来也较为灵活，改装后的升级空间也很大。假若通过强化自然吸气发动机，来达到涡轮增压的相同效果，成本可能就要翻倍了。

　　如果自己改装，选择大涡轮还是小涡轮？

　　答：涡轮的尺寸选择和增压值设定，要视发动机排量和车主是扭力取向还是功率取向而定。一般大排量配大涡轮，小排量对应小涡轮。当然小排量发动机为了榨取高动力，也可以使用大涡轮，但由于发动机排气量小，在中低转速时很难顺畅的推动涡轮叶片，会有明显的涡轮迟滞现象。

　　为了降低进气温度，机械或涡轮增压车的中冷器是越大越好吗？

　　答：当然不是，中冷器的大小，一定要由涡轮尺寸和增压值来定。在使用小出风量涡轮或增压值设定不高的情况下，选择冷却效果更好的大中冷器，反而由于中冷器内部管路长、面积大，导致进气流速变慢、进气流通阻力大，损耗进气压力，发动机动力也会变差。所以中冷器的尺寸选择，一定是够用就好。

　　柴油发动机本身扭力就已很大，为什么现在普遍都加装了涡轮增压系统？

　　答：正因为柴油车本身扭矩就已足够，所以加装涡轮增压系统的意义，更多在提升柴油发动机的功率、改善发动机性能，并且降低油耗。我们知道由于采用压燃方式，以及柴油燃烧速度慢的特性，都注定柴油机无法达到很高的转速。而发动机的功率=扭矩×转速，发动机转速偏低，会导致柴油机的功率性能较差，极速表现欠佳。所以在无法提高转速的情况下，只能在扭矩上下功夫。

　　柴油发动机一般会通过加大活塞行程来提高扭矩。而加装涡轮增压系统，则能提高柴油机的空气燃烧效率，降低油耗。同时进一步加大扭矩，这也间接提升了发动机功率。而且涡轮增压系统也有助于弥补柴油机响应速度慢的缺点。目前，高性能柴油车普遍应用了涡轮增压系统。相比汽油，柴油的抗爆震更好，在高增压值设定的情况下，柴油机仍能维持极高的压缩比。

　　涡轮增压器工作的极限温度是多少？

　　答：大概在1000摄氏度左右，BorgWarner号称是首家研制出可承受 1050摄氏度极限高温涡轮增压器产品的制造商。

　　涡轮增压发动机省油吗？

　　答：这要分两个角度来看。在同排量的情况下，Turbo汽油发动机肯定要比自然吸气费油。进气量的增加，除了提升燃油效率外，自然也需要更多的供油量来维持合理的空燃比；但最大功率相同的情况下，燃油效率更佳的Turbo发动机，要比大排量的自然吸气发动机更省油。

　　感觉许多量产涡轮车的涡轮迟滞现象（Turbo Lag）似乎不那么明显了？

　　答：涡轮迟滞主要是指低转速时，涡轮增压车动力不足的现象。这是由于发动机转速不够、排气量不足，从而导致涡轮的进气叶片也没能达到有效的增压转速。所以踩下油门后，会经过一段延迟才会突然涌现动力。而且以性能为取向的改装车，往往采用高增压值、低压缩比的设定，其压缩比较自然吸气车还要低，自然在涡轮介入前，显得更为无力。

　　而正如我们刚才提到的，目前的市售涡轮车，大多已采用低增压值和高压缩比设计。高压缩比让发动机在低转速时有更好的动力输出，而低增压值设定，也能让涡轮更快的介入工作。所以有效缓解了涡轮迟滞现象。

　　当然随着技术进步，机械增压+涡轮增压的“双增压”、一大一小两颗涡轮的“双涡轮”、可变叶片几何角度涡轮增压器（或称VTG可变截面涡轮增压器）等技术的应用，也有效解决了涡轮迟滞问题。