作者  楊家威  視頻剪輯王濤  感謝

聽說隔壁老王要買車了

但已經(jīng)糾結(jié)一個多月了

也是醉了

到底要不要帶渦輪增壓呢

辣么

渦輪增壓到底又是什么鬼呢

來聽聽汽車專業(yè)的小哥科普一下

聽完了理論

我們繼續(xù)

渦輪增壓當(dāng)然少不了增壓器

這玩意又是什么呢

為了讓大家徹底整明白

小哥特意跑到汽車城

淘了一個匈牙利代工的帕薩特1.8T渦輪增壓器

來一個現(xiàn)場拆解

讓你看清楚內(nèi)部結(jié)構(gòu)
這玩意老板要價1000

最后小哥花了200塊搞定

不得不說水真深

渦輪工作原理我們做了幾張動圖

讓你更直觀的了解一下

▲排氣旁通閥

▲在廢氣蝸殼的運(yùn)動

▲在壓氣殼的運(yùn)動

▲在機(jī)芯運(yùn)動情況

▲渦輪增壓系統(tǒng)工作原理

   渦輪增壓發(fā)展史 

   談到渦輪增壓器，并不是一個十分新穎的一個技術(shù)，它已經(jīng)有100多年歷史了。早期是應(yīng)用在飛機(jī)上的。最早由瑞典的薩博公司用在了汽車上，薩博和很多公司一樣有戰(zhàn)爭背景，早期為瑞典空軍提供戰(zhàn)機(jī)，而到了二戰(zhàn)結(jié)束后戰(zhàn)機(jī)的訂單減少，所以，公司開始生產(chǎn)汽車，并且把飛機(jī)上的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)用在了汽車上，渦輪增壓技術(shù)就是其中一項(xiàng)。 

    近些年，增壓技術(shù)越來越多的出現(xiàn)在汽車上，而增壓方式有兩種，除了渦輪增壓，還有一種機(jī)械增壓，但是機(jī)械增壓一般應(yīng)用在大排量豪華車上。而日常所說的帶T的車型一般指的是渦輪增壓。

   打個比喻來說，渦輪增壓器的原理是一個鼓風(fēng)機(jī)往氣缸里打壓縮空氣，原理簡單并不代表著設(shè)計(jì)和加工容易。

二戰(zhàn)后，汽車工業(yè)發(fā)展十分迅猛，全球各大車企都在努力提升汽車性能，到了六七十年代，為了單純追求動力出現(xiàn)了龐蒂亞克GTO，克爾維特等一大批肌肉車，這類肌肉車大都使用5.0以上排量的發(fā)動機(jī)，在當(dāng)時的技術(shù)條件下馬力達(dá)到了驚人的400多匹。

因?yàn)槟菚r候各國對排放，油耗都不敏感，而石油價格也比現(xiàn)在便宜。到了近十幾二十年，各國開始對環(huán)保，排放的要求越來越嚴(yán)格，對大排量車重稅，石油價格一路飆升，大排量車缺點(diǎn)開始明顯。但是人們對動力的需求是不會倒退的，那么就迫切需要一項(xiàng)技術(shù)來改善小排量車動力弱的缺點(diǎn)，所以渦輪增壓技術(shù)重新回到設(shè)計(jì)師的視線里，并且逐漸成熟，一個重要原因就是它可以在不增加排量的情況下強(qiáng)制更多的空氣進(jìn)入氣缸參與燃燒，進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)的功率。

   渦輪增壓作用 

      汽車發(fā)動機(jī)是靠燃料在發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)燃燒作功而對外輸出功率。在發(fā)動機(jī)排量一定的情況下，要提高輸出功率，最有效的方法就是提供更多燃料燃燒，但傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)在一定轉(zhuǎn)速下就難以提供充足的空氣來支持燃燒，好比讓一個速跑運(yùn)動員帶著很厚的口罩跑步，喘不上氣來，自然就無法發(fā)揮最大水平。而渦輪增壓是一種提高發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣能力的技術(shù)，它采用專門的壓氣機(jī)將氣體預(yù)先壓縮再輸入汽缸，這樣，氣體的質(zhì)量將大大增加，而進(jìn)氣量由直接決定著噴油量，可以燃燒更多的燃料就意味著動力的提升。 

   那渦輪是什么，增壓又是什么 

    渦輪的形式分為兩種軸流式渦輪和徑流式渦輪軸流式渦輪顧名思義，是沿著軸向流動方向布置的渦輪機(jī)，應(yīng)用在噴氣式飛機(jī)的發(fā)動機(jī)，彈道導(dǎo)彈的發(fā)動機(jī)和火箭的發(fā)動機(jī)。

        徑流式渦輪指空氣由軸向進(jìn)入葉輪后轉(zhuǎn)入徑向，沿葉輪徑向輸出，多用在汽車的渦輪增壓器。

    渦輪增壓器結(jié)構(gòu)  

渦輪增壓器主要由進(jìn)氣渦管，機(jī)芯，排氣渦管和壓力調(diào)節(jié)器，機(jī)芯里有軸承，機(jī)油潤滑系統(tǒng)水冷卻通道。

     渦輪增壓器轉(zhuǎn)速最低在每分鐘幾萬轉(zhuǎn)，在高工況下到到每分鐘20萬轉(zhuǎn)，排氣側(cè)外殼溫度輕松超過800攝氏度，對金屬性能，潤滑和冷卻要求十分苛刻，在只有兩包煙體積大小的金屬機(jī)芯內(nèi)既要安排浮動軸承，還要安裝潤滑系統(tǒng)，和冷卻用的水道，加工工藝和設(shè)計(jì)難度可想而知，而然這些都不算真正的技術(shù)難度，正真困難的是渦輪匹配和設(shè)計(jì)上，進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)如果匹配不好，不光不能增壓，反而會阻礙進(jìn)氣和排氣，而渦輪的倒角和葉片數(shù)量也是經(jīng)過嚴(yán)格的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的。并不是盲目的擴(kuò)大渦輪葉片就能提高增壓性能的。

    渦輪增壓器對發(fā)動機(jī)的影響  

       最明顯的就是采用增壓形式會使發(fā)動機(jī)主要零部件的機(jī)械負(fù)荷與熱負(fù)荷增加，需要使用更堅(jiān)固和更耐高溫的金屬對發(fā)動機(jī)做強(qiáng)化，調(diào)整供油系統(tǒng)，改變配氣相位，合理增大氣門重疊角度，增大過量空氣系數(shù)，調(diào)整排氣系統(tǒng)，對增壓空氣的冷卻。

但是渦輪增壓器也是有硬傷的，低速時廢氣能量過低，增壓壓力不足，導(dǎo)致進(jìn)氣不暢。內(nèi)在原因在于小流量時壓氣機(jī)受到喘振現(xiàn)象，導(dǎo)致工作不穩(wěn)定。(喘振是離心式葉輪機(jī)械所特有的一種異常工作現(xiàn)象，在壓氣機(jī)的特性曲線上有一條喘振線，又稱穩(wěn)定工作臨界線。)而高速時廢氣能量過高，引起進(jìn)氣量過高，導(dǎo)致混合氣過稀。在高速工況下，為了避免增壓空氣過量，所有的渦輪增壓器上都有壓力調(diào)節(jié)器，目的就是在達(dá)到最佳工況下把多余的廢氣直接導(dǎo)入到排氣管道中。

對于低速工況下，這里就要提到兩個增壓方案，定壓渦輪增壓系統(tǒng)和脈沖增壓系統(tǒng)，先簡單說一下這兩個系統(tǒng)的差別，定壓渦輪增壓系統(tǒng)是各缸的廢氣排到一個總管里，然后導(dǎo)入到排氣渦管。脈沖增壓系統(tǒng)是將不同的氣缸的廢氣分別導(dǎo)入到渦管里。

定壓渦輪增壓系統(tǒng)是把內(nèi)燃機(jī)所有氣缸的排氣收集到一個體積足夠大的排氣管內(nèi)，然后再引入渦輪。盡管各個缸是交替排氣的，但是由于排氣管的穩(wěn)壓作用，渦輪入口處的壓力基本不變，故稱為定壓增壓系統(tǒng)。定壓渦輪的主要優(yōu)點(diǎn)是：渦輪在定壓下全周進(jìn)氣，效率較高；氣流引起的激振較小，不易引起葉片斷裂；排氣系統(tǒng)簡單，成本較低，易于布置和維護(hù)。簡單來說，增壓器的進(jìn)氣口是一根管，沒有分隔。我們大多數(shù)車的增壓器都是采用定壓渦輪增壓系統(tǒng)，原因是制造成本相對較低，對排氣側(cè)葉輪的沖擊載荷較小。

而脈沖渦輪增壓系統(tǒng)旨在提高在定壓系統(tǒng)中損失能量的利用率。這種方案的特點(diǎn)是排氣管做的短而細(xì)，排氣系統(tǒng)容積要盡可能小，使排氣能直接迅速的進(jìn)入渦輪機(jī)中膨脹做功，減少節(jié)流損失。為減少各缸排氣壓力波的相互干擾，往往采用兩根或更多排氣支管將相鄰的發(fā)火氣缸的排氣相互隔開。從而使各缸的廢氣不產(chǎn)生沖擊，依次導(dǎo)入渦管，使排氣管的排空更快，從而減少排氣背壓，改善內(nèi)燃機(jī)的掃氣性能。這就是寶馬近幾年提出的雙渦流渦輪增壓器，應(yīng)用在新開發(fā)的2.0的發(fā)動機(jī)上。

但相信很多開過渦輪增壓車型的朋友都有體會，在實(shí)際駕駛中，轉(zhuǎn)速大概得升到2300-3000rpm左右才會迸發(fā)出最大扭矩，很多人會誤以為這個過程就叫渦輪遲滯，其實(shí)不然。渦輪遲滯并不會出現(xiàn)在穩(wěn)態(tài)工況下，也就是定住一個油門開度例如全油門加速，是沒有辦法感受到渦輪遲滯的。當(dāng)踩下油門后，渦輪并不是立刻進(jìn)入工作狀態(tài)，而是要先通過之前發(fā)動機(jī)運(yùn)作產(chǎn)生的廢氣推動渦輪葉片，達(dá)到一定轉(zhuǎn)速之后才能產(chǎn)生一定的增壓作用，提高空氣壓力，這些高壓空氣充滿進(jìn)氣管道、中冷器之后，才開始進(jìn)入氣缸燃燒。從踩下油門，到增壓空氣參與燃燒，需要一定的時間，渦輪從怠速到進(jìn)入正常工作狀態(tài)，并非一瞬間發(fā)生的，而是要比油門動作稍微晚一些，所以被稱之為渦輪遲滯。

也有人經(jīng)常吐槽渦輪增壓車費(fèi)機(jī)油，其實(shí)機(jī)油屬于消耗品，每一輛車都會或多或少燒機(jī)油，只不過同排量的自吸車和渦輪增壓車相比，需要的潤滑油是相對要少的，其實(shí)是這個直接參數(shù)對我們的感官產(chǎn)生了誤導(dǎo)。因?yàn)闇u輪增壓車從結(jié)構(gòu)上就比比自吸車多一個增壓器需要用機(jī)油來潤滑和輔助冷卻，如果增壓器油封損壞，那還真的就是燒機(jī)油了，最明顯的就是發(fā)動機(jī)冒藍(lán)煙。

就說這么多了，你懂了嗎

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