涡轮增压原理作用涡轮增压原理

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涡轮增压是一种利用内燃机产生的废气驱动空气压缩机的技术。类似于超超增压机的作用，两者都可以增加进入内燃机或锅炉的空气流量，从而提高机器的效率。通常用在汽车发动机中，涡轮增压器可以通过利用废气的热量和流动来提高内燃机的马力输出。

涡轮增压的主要作用是增加发动机的进气量，从而增加发动机的功率和扭矩，使汽车更有活力。发动机装上涡轮增压器后，最大功率可以比没有涡轮增压器时提高40%，甚至更高。这意味着同样的发动机经过增压后可以产生更大的动力。以我们最常见的1.8T涡轮增压发动机为例。增压后动力可以达到2.4L发动机的水平，但油耗并不比1.8发动机高多少。另一方面是提高燃油经济性，减少尾气排放。

但增压后发动机的压力和温度都大大提高，所以发动机寿命会比同排量不增压的发动机短，机械性能和润滑性能都会受到影响，这也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机中的应用。

最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车，这样在那些发动机排量受限的赛车比赛中，发动机可以获得更大的动力。

众所周知，发动机是通过燃烧气缸内的燃料来发电的。由于燃料输入量受到吸入气缸的空气量的限制，发动机产生的功率也将受到限制。如果发动机的运行性能处于最佳状态，增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃油量，从而提高燃烧做功能力。所以，在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一个一个地个能在同等工作效率下增加发动机输出功率的机械装置。

你可能觉得涡轮增压器很复杂，其实不然。涡轮增压器主要由涡轮室和增压器组成。首先，涡轮室的入口与发动机的排气歧管相连，出口与排气管相连。然后增压器的进气口接空气管路，出气口接进气歧管。最后，涡轮和叶轮分别安装在涡轮室和增压器中，两者同轴刚性连接。这样一整套涡轮增压装置就做好了，你的发动机就像电脑CPU一样被“超频”了。

我们通常所说的涡轮增压器，其实就是空气压缩机，通过压缩空气来增加发动机的进气量。一般来说，涡轮增压是利用发动机排出的废气的惯性冲力推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，将空气过滤管送来的空气压入气缸加压。当发动机转速增加时，废气排出速度与涡轮转速同步增加，叶轮将更多的空气压缩到气缸中。空气的压力和密度增加，燃烧更多的燃料。通过相应地增加燃料量和调节发动机转速，可以增加发动机的输出功率。

机械增压系统：该装置安装在发动机上，通过皮带与发动机的曲轴相连。它从发动机的输出轴获得动力，带动增压器的转子转动，从而将增压的空气吹入进气歧管。它的优点是涡轮转速和发动机转速相同，所以没有滞后现象，动力输出非常平顺。但由于安装在发动机转轴内，还是要消耗一些功率，增压效果不高。

气波增压系统：空气被高压废气的脉冲气波压缩。这套系统有很好的增压性能和加速性能，但整个装置比较笨重，不适合安装在小型车上。

废气涡轮增压系统：这是我们日常生活中最常见的涡轮增压装置。增压器与发动机没有机械连接。它其实就是一台空气压缩机，压缩空气来增加进气量。它利用发动机排出的废气的惯性冲力推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，叶轮将空气滤清器管路送来的空气加压送入气缸。当发动机转速增加时，废气排出速度与涡轮转速同步增加，叶轮将更多的空气压缩到气缸中。气压和密度的增加可以燃烧更多的燃油，相应增加燃油量可以增加发动机的输出功率。一般来说，安装废气涡轮增压器后，发动机功率和扭矩会提高20%-30%。但是废气涡轮增压器的技术也有它的讲究，就是泵轮和涡轮是通过一根轴连接的，也就是转子。发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮转动，涡轮转动给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气侧，所以增压器的工作温度很高，增压器的转子转速很高，可以达到每分钟10万转以上。如此高的转速和温度使得普通的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，所以涡轮增压器一般采用全浮动轴承，由机油润滑，冷却液冷却。

复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压一起使用。机械增压有助于低速时的扭矩输出，但高速时的动力输出有限；废气涡轮增压在高速时有很强的动力输出，但在低速时却力不从心。因此，发动机设计者设想将机械增压和涡轮增压结合起来，解决各自的缺点，解决低速扭矩和高速动力输出的问题。这种装置在大功率柴油机上应用广泛，在汽油机上采用双增压系统(复合增压系统)的车型很少。大众的1.4 TSI发动机(这款发动机兼顾了低速扭矩输出和高速动力输出)。在低速时，大部分增压压力由机械增压提供，在1500转/分时，两个增压器同时提供增压压力。随着转速的提高，涡轮增压器可以使发动机获得更大的功率，同时增压器的增压压力逐渐降低。机械增压由电磁离合器控制，电磁离合器与水泵为一体。

涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机，涡轮增压器(Turbo)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。

涡轮增压发动机的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器相比，可增加大约40%甚至更多。

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