涡轮增压系统分类

 d涡轮增压系统基本分四类：机械式增压、废气涡轮增压、复合式增压和气波增压。目前市场上大部分用的都是废气涡轮增压。 废气涡轮增压系统包括一个涡轮机和压气机，他们是同轴的，涡轮机利用废气能力带动其叶轮旋转，进而同轴的压气机也跟着旋转，压缩空气滤清器过来的空气。 从原理上讲，它就是将气体在进入气缸前预先进行压缩，提高进入气缸的气体密度，减小气体的体积，这样，在单位体积里，气体的质量就大大增加了，进气量即可满足燃料的燃烧需要，从而达到提高发动机功率和扭矩的目的。 缺点：发动机动力输出略滞后于油门的开启，加大油门后一般需要等片刻，稍后发动机会有惊人的动力爆发。  什么是涡轮增压器？ 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，使之增压进入汽缸。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汽缸，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。

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。  涡轮增压原理 在进入正题之前先让我们复习一下涡轮增压的工作原理，是利用弓障的废气排放经头段头段进入排气侧涡轮Housing内的涡卷室中，此刻排废气将来推动驱动轮（Turbine）的叶片，所以排气侧叶片是整颗涡轮增压器的动力来源，废气一边绕行著驱动轮叶一边流向排气管前段，由前段排气出口排出（FrontPipe），藉由驱动输旋转带动连接反侧的进气侧压缩叶片，因此当废气推动排气侧叶片时，另一端的进气侧压缩叶片也会顺势跟著运转。此时进气侧压缩的中间吸气口便开始积极从中央吸气口吸入空气，使将空气吸入涡旋室中，被吸入的空气在先经过轮毂内压缩叶片的运转压缩后，再进入内管径越柬越小的压缩通道作二次压缩後送入出气口，直接经过中间冷却器进入节气门内，最后使这些已获得高压缩处理的空气被注入汽缸内燃烧。

Hybrid混合型Turbine 增压值是影响引擎动力的参数之一，“增压值”所指的是涡轮送入引擎中的空气压力，一般大多是kg/m、bar或是psi为单位，至于是否涡轮的增压值越高就可以榨出越大的动力呢？如果以两个排气量结构完全相同，但增压值分别为0.7kg/cm和1.2kg/cm的引擎来比较，只要引擎能够提供足够的供油品质，由于Boost高的引擎能送入引擎中的空气压力较多，那么气缸内的容积效率也提升，因此在动力输出上必然是以Hi=Boost的引擎比较占优势。 面对于Tubro引擎再Boost Up之后最重要的改装便是将扮演着把空气压缩成高密度进入引擎的重要角色-涡轮本体。由于量产车为了顾及运转精度、油耗、耐用性等多方面考虑，在涡轮容量、增压值或者A/R值方面通常都采取比较保守的设定，所以就改装的观点来看，原厂的Turbine当然还有在升级的空间。而在进行Turbine升级的时候很多人都会感到困惑，到底是选择能够发挥大马力的最高速式样涡轮？还是要擅长反应低转速就能够发挥扭力型Tubrine好呢？事实上内部容量大小不过是配合各式涡轮有所不同的特性来设计的，而引擎当然也有属于自己的特性，单凸和双凸就各有长处，选择涡轮时也要考虑其引擎的特性，此外排气量也非常重要，举例来说，大排量的引擎上装置扭力型的小容量涡轮，虽然它有低转反应佳的优点，Tubro很快就出现效果，但容量很快也就塞满了，转眼间Turbine转速已经达到高点了，压力也很难再增加上去，因此到了排气量比较大的高转区域，增压值已经到了极限早成过给效率不足，无法提供引擎所需的空气量，这是要它再将马力随引擎转速向上提升实在非常勉强。当然也无法期待能够输出高马力，这便是小型涡轮的不利点。 相反的若是想让涡轮到高转速产生大马力才开始发挥作用，则加大涡轮本体的体积是提升增压风量最快的方法。不过，涡轮的容量越大，虽能够将更多的空气送入气缸内，但是驱动涡轮的动力也就必须加大。也就是说，要驱动容量越大的涡轮并使其完全发挥增压效果，引擎本身也就必须具备越大的排气量。而如果在小拍量的引擎上采用过大尺寸的涡轮，在引擎排放废气很少的低转速区域，涡轮本身的旋转速率相对的无法提高，增压值也很难提升上去，所以只要叶片的转速降下去便也很难再快速的加上来，也就形成了涡轮最严重的缺点Tubro leg。所以引擎再同样增压值得情况下，分别使用一大一小不同容量的涡轮时，就动力输出来看，使用大涡轮的引擎再马力方面绝对比较有利，但是在增压反应和整体运作上来看大涡轮显然无法和小的抗衡。所以如何能同时拥有马力和反应是许多性能狂的梦想。因此便有厂家推出进气侧大配合排气侧小的Hybrid混合型Turbine，十分受到欢迎，日本最近流行的原厂交换式涡轮，也是以此为设计中心点。其优点在于有反应很快的高马力输出，可兼顾全转速域表现。以HKS 2530为例，其便是由A/R80的驱动轮再组合A/R60的压缩轮。不过，这种搭配太过极端的话，很容易发生排气压过大烧毁叶片，对英方发出了使用动作灵敏的排气卸压筏、大口径FrontPipe之外，最彻底的方法还是使用高强度的钛合金排气叶片，当然，其轻量化的材质顺道对应Turbine反应的增进也有不少帮助。

几号涡轮的由来： 大家经常听到3号4号5号甚至6号涡轮，到底3号体积有多大，这个台湾本地测量方法到底从何而来？就要追溯到90年代初期曾在台湾叱诧风云的穷人跑车Misubish Eclipse，因为当时这台车非常热买，所以造成车上那颗为三菱制造的TD-04 Turbine也很有名，之后台湾便以它作为一个基准，和它看来相同大小的就叫4号涡轮，小一点的3号，大一点的5号以此类推。

Ball Bearing滚珠轴承 理论上引擎排气量的多少，应该和涡轮的体积成正比，如果将同一涡轮使用在2.0升和3.0升引擎上，结果也必然会产生两种完全不同的出力特性。可是Turbine并不能完全依据容量体积设计的多少来决定，这还和轴承的设计、进排气配置、叶片的设计、出入口口径、Trim比和重要的A/R值等都有极大的关联。 对于大多数驾驶者而言，最佳的涡轮类型莫过于是高转速域能提供充足的出风量，而低速不会出现Tubro leg。所以各大涡轮制造厂也用尽心力以此方向为目标，由赛车经验和不断测试发展出许多Turbine的改良构造。谈到目前最新的开发架构上，基础的进化点就是把中心轮轴形式改为能减少摩擦损耗提升增压反应特性的Ball Bearing滚珠轴承，其优点也是摩擦系数小，对增压反应极限的提升更是有帮助。但缺点是耐用性不如传统的波司式轴承，大约7-8万公里就要达到寿命极限，且昂贵、维修不易。 大家常听到A/R值是指涡轮进气侧（housing）的形式，A指的是排气入口处最狭窄的横切面积部分（入口第一个弯角），R为涡轮轴承中心到排气出口横切面中心点的距离，两者的比值为A/R值。基本上，A/R值越小，也就是说排放废气的流量虽然小，但由于流速较高，涡轮在地转速的增压反应越快，涡轮迟滞显现便能获得减低，也就是说，废气气流强烈撞击涡轮叶片，涡轮的运转速度当然能加快，也就能在较低的转速区域取得较高的增压。但因为A/R值小的关系，高转速气流量将不足，同时排气背呀也会跟着增大，这些都对高转速进气效益不利，因此当转速提升后，出力也比较有限。相对的，A/R值越大，涡轮在地转速的反应越差，但尽管引擎的低转速增压难以上升，不过在高转速区域可以产生更大的动力，高转出高力的倾向相当明显。总而言之，A/R值小属于低速扭力型涡轮，而A/R值大则是高转大出力涡轮。

进气外毂（housing）间隙 就Tubrbine本体的构造来看，压缩轮叶端缘和进气外毂（housing）间隙是对涡轮性能十分重要的设计，如果这两者的间隙能做到最小限度的话，冲填效率自然大幅提高，因为相形之下吸入的压缩空气就不会出现逆流现象，并还可降低进气温度，进而激发更大的马力。所以很改装多涡轮厂商都用填充树脂或Coating将间隙做到只有0.06mm的超薄境界。  涡轮增压 这是目前全世界汽车厂商运用最为广泛的发动机增压技术，国内非常常见的国产的奥迪、帕萨特、宝来的1.8T发动机就是采用的这种技术。这种技术的优势很明显，它可以利用发动机排出废气产生的能量，来大幅度提高发动机的动力输出。 这里简单介绍一下涡轮增压的工作原理：发动机排出的废气驱动废气涡轮高速旋转，废气涡轮再带动进气涡轮以同样的速度旋转，进气涡轮将空气压缩到气缸内燃烧，。这种状况下产生的进气压力，要远远高于大气压力；换句话说，通过涡轮增压器产生的进气量，远远超过了自然吸气产生的进气量。 由于大大提升了进气量，一台小排量的发动机在安装了涡轮增压器以后，能输出比他排量大很多的发动机的功率。例如：一台涡轮增压值为1.5bar的2.0排量发动机，它的实际输出功率能够相当于一台3.0排量的自然吸气式发动机。 除了大幅度增加功率输出以外，涡轮增压发动机在获得相等功率的同时，比与它相等功率的自然吸气式发动机的尺寸和重量都要小很多。显而易见，装配涡轮增压发动机的车子，比装配相同功率的自然吸气式发动机的车子提速更快，制动也更快。同时由于发动机的重量减轻还有利于获得更好的操控性能。 除了性能上的提高以外，涡轮增压发动机比同等功率的自然吸气发动机更省油，这在如今能源极度紧张的今天显得尤为重要。 涡轮增压发动机虽然有上述的众多优点，但它也有先天的缺陷：涡轮迟滞。特别是在早期的涡轮增压发动机上，这种情况更加明显，以至于影响到当时涡轮增压发动机的发展和普及。 最早的汽油涡轮增压发动机运用在量产车型是在60年代。当时的通用集团率先在它的量产车型雪佛兰Corvair上采用了涡轮增压发动机。当时，这个车有一个让人很难容忍的缺点，那就是在低转速的时候动力非常差，甚至还比不上一台同等排量的自然吸气式发动机，这种强烈的涡轮迟滞使得这台发动机的动力输出很不流畅。 涡轮迟滞是涡轮增压发动机面临的最大难题。尽管涡轮增压能给发动机带来更强的动力输出，但是作为一台民用汽车，流畅的动力输出也是非常重要的。早期的涡轮增压器，其涡轮迟滞非常严重，发动机要保持在3500转以上才能获得充沛的动力，在低转速时发动机动力输出非常弱。除此之外，涡轮增压发动机的压缩比还得降低到6.5:1以下，来避免气缸过热。即便采用了这些保护发动机的设计，当时的涡轮增压发动机仍然比自然吸气式发动机的可靠性差。 涡轮迟滞会给普通民用车的日常行驶带来很大麻烦：在低转速时，涡轮增压器没有介入，同时废气仍然要驱动涡轮旋转，排气没有自然吸气发动机顺畅，此时的发动机扭力输出比同等排量的自然吸气式发动机还要弱。随着发动机的转速升高，例如突破3500转以后，涡轮增压器突然介入，这个时候的产生的动力将陡增。这种动力的突然“陡增”不但损害了动力输出的平顺性，让开车和坐车的人感觉很不舒服，同时还会使车辆难以控制，因为这个时候产生的扭力的增加是非常大而且非常突然的，在路面湿滑的情况下甚至会出现车轮打滑，对于驾驶员的操作是很大的考验。 涡轮迟滞还会破坏汽车的操控精度。对于喜欢玩操控的驾驶者来说，他希望发动机的动力输出是线性的，在每个转速范围扭力都能线性输出，这样才能更精确的控制转向的时点。但是涡轮增压发动机这种迟滞，会让喜欢玩操控驾驶者很难把握其扭力的输出，因为驾驶者经常会遇到踩下油门几秒钟以后发动机才响应的情况，这足以让这位驾驶者抓狂。可以想象，在当时驾驶一台装配这样的涡轮增压发动机的汽车在城市和弯道公路上行驶，是一件多么痛苦的事情！这也就是为什么这种严重迟滞的涡轮增压发动机从来就没有装配在跑车上的原因。 第一台装配涡轮增压的跑车出现在1975年，它是保时捷911 Turbo 3.0。为了减小涡轮迟滞，保时捷的工程师们设计了一套机械装置，它能在涡轮增压介入之前允许空气从旁通阀进入到气缸。这样的核心是旁通导管和旁通阀的设计。在废气达到驱动废气涡轮的压力之前，废气通过旁通阀绕过涡轮增压器直接排出。当废气压力升高到足以驱动涡轮时，旁通阀关闭，此时废气才能驱动废气涡轮高速旋转，从而带动进气涡轮高速压缩新鲜空气。这样，就可以解决由于安装了涡轮增压器而导致低转速时发动机的排气阻力大的问题，可以相对提高涡轮