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渦輪增壓與機(jī)械增壓 增壓技術(shù)最早源于飛機(jī)在高空的需要，我們都知道一般引擎是利用氣缸活塞下移形成真空，吸入空氣而實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣的過(guò)程，這就是所謂的自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)。而自然進(jìn)氣方式因“被動(dòng)”地實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣動(dòng)作，所以在高空中由于空氣稀薄進(jìn)氣效率不高，大大影響引擎的功能發(fā)揮。為提高引擎進(jìn)氣效率，于是發(fā)明了增壓進(jìn)氣技術(shù)。 窩輪增壓(turbo)與機(jī)械增壓(superchanger)是增壓的兩種不同方式,主要的不同在于增壓器的驅(qū)動(dòng)方式。最早的增壓器全部都是機(jī)械增壓，在剛發(fā)明時(shí)被稱超級(jí)增壓器(Supercharger)，后來(lái)渦輪增壓發(fā)明之后為了區(qū)隔兩者。起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger，機(jī)械增壓則被稱為Mechanical Supercharger，久而久之，兩者就分別被簡(jiǎn)化為Turbocharger與Supercharger了。德國(guó)人由于德語(yǔ)的關(guān)系把機(jī)械增壓叫做Kompressor。 窩輪增壓由引擎的排氣作廢氣驅(qū)動(dòng)。渦輪由兩部分組成，一是新鮮空氣增壓端（壓縮渦輪）、另一部分為廢氣驅(qū)動(dòng)端（廢氣渦輪），兩端各有一個(gè)葉輪，在同一軸上的兩邊渦輪之間還有一個(gè)泄壓觸發(fā)器（Wastegate）設(shè)在廢氣渦輪那邊，當(dāng)壓縮渦輪壓力過(guò)大，壓力便會(huì)推動(dòng)觸發(fā)器將廢氣渦輪的閥門打開(kāi)，降低氣壓。渦輪輪軸的支承為軸套軸套里邊的軸承設(shè)計(jì)可以分為滾珠軸承和浮動(dòng)軸承。渦輪增壓器葉輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來(lái)自于廢氣。廢氣帶動(dòng)窩輪，在窩輪的另一邊，葉片壓縮空氣。渦輪增壓器殼體為鎳、鉻和硅合金材料，軸為鉻和鉬合金材料。更重要的是，渦輪增壓器是在高溫、高速條件下工作的，為保證其正常工作，在渦輪增壓器中通入了機(jī)油和冷卻液，以保證有效的潤(rùn)滑和冷卻，改善工作條件。發(fā)動(dòng)機(jī)排出的具有高溫和一定的壓力的廢氣進(jìn)入增壓器中，推動(dòng)軸的葉輪以每分鐘高達(dá)數(shù)萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)的高速度旋轉(zhuǎn)，怠速時(shí)，葉輪轉(zhuǎn)速為12000轉(zhuǎn)/分，當(dāng)全負(fù)荷時(shí)，葉輪轉(zhuǎn)速可超過(guò)135000轉(zhuǎn)/分，普通的軸承是無(wú)法承受如此高速而產(chǎn)生的高溫和磨損的，所以在渦輪增壓系統(tǒng)里邊機(jī)油的潤(rùn)滑和冷卻作用至關(guān)重要。柴油引擎也有不少裝配渦輪增壓系統(tǒng)的，而且柴油引擎的最大增壓值普遍比汽油引擎的最大值高。 渦輪增壓器的串聯(lián)與并聯(lián)： 在雙渦輪增壓（Twin Turbo）的汽車上會(huì)看到2組渦輪通過(guò)串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接，并聯(lián)指每組渦輪負(fù)責(zé)引擎半數(shù)汽缸的工作，每組渦輪都是同規(guī)格的，如保時(shí)捷911 turbo，Skyline GT-R的RB26DETT，Supra的2JZ-GTE和BMW新的3.0雙渦輪增壓都是并聯(lián)渦輪的杰出代表，其優(yōu)點(diǎn)就是增壓反應(yīng)快并減低管道的復(fù)雜程度。至于串聯(lián)渦輪通常是一大一小兩組渦輪串聯(lián)搭配而成，低轉(zhuǎn)時(shí)推動(dòng)反應(yīng)較快的小渦輪，使低轉(zhuǎn)扭力豐厚高轉(zhuǎn)時(shí)大渦輪介入，提供充足的進(jìn)氣量，功率輸出得以提高，RX-7的13B-REW引擎就是串聯(lián)渦輪的好例子。 渦輪增壓器的A/R值： A/R值在改裝市場(chǎng)的渦輪增壓器銷售冊(cè)上常有標(biāo)明，用以表達(dá)渦輪的特性，A是Area（面積）的意思，指的是葉片渦輪接受廢氣的側(cè)入口最窄處的橫截面積，R是Radius（半徑），指的是A（橫截面積）的中心點(diǎn)與渦輪本體中心點(diǎn)的距離，面積與兩中心點(diǎn)距離的比值，就是A/R值。 A/R值越小，表示入口相對(duì)較小而渦輪葉片的起動(dòng)慣性低，流速相對(duì)高，低轉(zhuǎn)反應(yīng)比較好，渦輪遲滯效應(yīng)不明顯。反之，A/R值越大入口較大，葉片慣性高，低轉(zhuǎn)反應(yīng)比較遲鈍，渦輪遲滯較明顯，但在高轉(zhuǎn)時(shí)表現(xiàn)則剛烈得多。簡(jiǎn)單而言，較注重高轉(zhuǎn)功率輸出的渦輪，A/R值可以達(dá)到0.7左右，而注重低轉(zhuǎn)扭力輸出的渦輪，A/R值大約為0.2。保時(shí)捷的VTG可變渦輪幾何葉片技術(shù)則是通過(guò)改變渦輪的A/R值達(dá)到不同的渦輪特性。 窩輪增壓的優(yōu)點(diǎn)在于不占用引擎本身的功率，在高轉(zhuǎn)時(shí)（排氣壓力高）效果顯著，增壓效率高，缺點(diǎn)在于在低轉(zhuǎn)時(shí)由于窩輪本身的慣性，窩輪介入比較遲緩（增壓值越高越是如此）也就是我們平常所說(shuō)的窩輪時(shí)滯，窩輪時(shí)滯不能根除，但能把他減低到很小的程度，如用較輕小的窩輪，還有大眾的TSI雙增壓技術(shù)，保時(shí)捷的VTG可變渦輪幾何葉片技術(shù)、給窩輪裝上變速器改變窩輪轉(zhuǎn)速的技術(shù)等。 機(jī)械增壓器壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自引擎曲軸，一般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪，間接將曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)的扭力帶動(dòng)增壓器，達(dá)到增壓目的。依構(gòu)造不同，機(jī)械增壓會(huì)經(jīng)出現(xiàn)過(guò)許多種類，包括葉片式(Vane)、魯氏(Roots)、溫克爾(Wankle)等型式，而活塞運(yùn)動(dòng)最早也被認(rèn)為是一種機(jī)械增壓，時(shí)至今日，則以魯氏增壓器最被廣泛使用，更是改裝的大熱門。魯氏增壓器有雙葉與三葉轉(zhuǎn)子兩種型式，目前以雙葉轉(zhuǎn)子較普遍，其構(gòu)造是在橢圓形的殼體中裝兩個(gè)繭形的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子之間保有極小的間隙而不直接相連，藉由螺旋齒輪連動(dòng)，其中一個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)的皮帶輪連結(jié)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的皮帶輪上裝有電磁離合器，在不需要增壓時(shí)即放開(kāi)離合器以停止增壓,離合器則由計(jì)算機(jī)控制以達(dá)到省油的目的。 機(jī)械增壓的優(yōu)點(diǎn)：除了在低轉(zhuǎn)速便可獲得增壓外，增壓的動(dòng)力輸出也與曲軸轉(zhuǎn)速成一定的比例，即機(jī)械增壓引擎的油門反應(yīng)隨著轉(zhuǎn)速的提高，動(dòng)力輸出隨之增強(qiáng)，因此機(jī)械增壓引擎的操作感覺(jué)與自然氣極為相似，卻能擁有較大的馬力與扭力。缺點(diǎn)在于始終是損耗了引擎本身的動(dòng)力，在高轉(zhuǎn)時(shí)效率沒(méi)有turbo高等。 所以大眾的GOLF GT上就采用了TSI雙增壓技術(shù)，一臺(tái)引擎上同時(shí)裝備兩種增壓器，吸取兩種增壓方式的優(yōu)點(diǎn)，使得1.4的引擎能有2.0引擎的功率，但制造比較復(fù)雜，成本較高，還沒(méi)有被廣泛使用。 無(wú)論那種增壓方式，增壓后的空氣都要送到中冷器（intercooler）去降溫（增壓等于對(duì)空氣做功，氣壓增加到1bar的時(shí)候溫度會(huì)升到80度左右，溫度上升后空氣體積會(huì)增加，同體積時(shí)進(jìn)入燃燒室的空氣質(zhì)量減少，對(duì)增壓不利，所以要用中冷器進(jìn)行冷卻）過(guò)高的氣壓會(huì)在泄壓閥（Blow-off Wastegate）放掉，所以有時(shí)我們可以聽(tīng)到窩輪增壓車子上有“吱吱”的泄氣聲，增壓后的空氣最終再送入燃燒室。

回答者：flyaway1072016-03-22 00:00