帶你認識增壓發動機(3)：渦輪增壓器

　　[太平洋汽車網 導購頻道]在上篇中，我們介紹了機械增壓這種古老的增壓形式。不過大家目前聽得最多的，當然是渦輪增壓了。渦輪增壓現在風頭正勁，歐美中級車已經大規模使用并且向緊湊級車型延伸。關于渦輪增壓器，還是有很多有意思的話題的。

　　渦輪增壓器的來源

　　20世紀20年代，船舶開始配備渦輪增壓柴油發動機。第二次時間大戰期間，美國戰機也大量使用渦輪增壓，目的就是我們在第一篇提到的，解決戰機在高空吸入空氣量不足的問題，其中有不少都是“名機”：例如B-17空中堡壘、B - 24轟炸機、P - 38閃電和P - 47雷電這兩款戰斗機。

B-17空中堡壘

　　廢氣的能量

　　發動機在燃燒后的混合氣體叫做廢氣，不過這個廢氣其實其實還是蘊藏很大能量的。正常發動全負荷工作時的排氣溫度大概在750-900攝氏度。排氣壓力視乎發動機的工作狀態而定，但往往具有數倍的的大氣壓力值。這些廢氣在排氣門打開的瞬間，流速可以達到500-700m/s，這個動能是相當大的，不利用可就浪費了。

　　渦輪增壓器 原理很簡單 工藝極復雜

　　由于廢氣具備的能量依然很大，不用可就浪費了。因此工程師想到了利用廢氣的動能，就好比水電站利用水的沖擊力一樣，利用廢氣推動增壓器產生增壓效果，因而得名廢氣渦輪增壓。 

　　渦輪增壓器的核心部件就是渦輪和壓氣機葉輪，這兩者是通過轉軸連接在一塊的。渦輪增壓器的工作很簡單，高壓廢氣沖擊渦輪使其高速旋轉，同時也就帶動了葉輪高速轉動,葉輪就能高速壓縮空氣了。這個轉速非常高，現在車用渦輪增壓的轉速在12-20萬轉之間。

　　渦輪的作用是將廢氣的動能轉化為轉軸的高速旋轉，葉輪的作用是對空氣進行壓縮，因此兩者的形狀是完全不同的的，氣流的運動方向也完全不一致。由于渦輪承受的是發動機高溫高壓的廢氣，所以對材料的要求極高。

　　渦輪增壓器的優勢

　　渦輪增壓器的動力來源于高溫高壓廢氣，因此不會額外消耗發動機自身功率，這和機械增壓器會消耗發動機7%功率的情況是完全不一樣的。此外，渦輪增壓器直接連接在排氣管上，結構緊湊。

　　“壓力越大，動力越大”這是渦輪增壓的真實寫照。上篇我們提到過的機械增壓器增壓值一般在0.5bar以下（以后數據都以bar為單位），并且隨著轉速的提升消耗發動機的功率也越多。但渦輪增壓完全沒有這樣的缺點，反而會因為轉速的上升而更具威力。因為隨著發動機轉速的升高，排氣壓力也會越來越大，沖擊渦輪的力量也更大，整個轉子的轉速將會快速上升，壓氣葉輪也能高速轉動起來。

　　渦輪增壓則很容易超過1bar的增壓值，例如高爾夫R能達到1.3。不少改裝車經過缸體強化和電腦調教之后也能夠輕易實現1.5的高增壓值，例如十代翼豹STI原廠增壓值0.9，調整發動機電腦后能夠輕易達到1.5。不過我們一般購買的家用非性能車，例如家用的高爾夫1.4T，君威2.0T，增壓值都遠低于1，一般在0.3-0.5之間，這樣可以平衡性能、油耗和發動機的壽命。從中看出，渦輪增壓比機械增壓的增壓值高得多，相應而獲得的發動機功率提升也更大。