1、渦輪增壓百年魅力：1905年，蘇爾壽（Sulzer）兄弟研發(fā)公司發(fā)明了世界上第一臺渦輪增壓器，為此后高性能發(fā)動機的產生提供了良好的解決方案。早期的渦輪增壓器主要應用在航空領域。到20世紀30年代，由于在賽車上的應用，渦輪增壓發(fā)動機已經變得廣為人知。隨后，渦輪增壓器逐漸擴展到量產車領域，先是卡車，然后是轎車。在渦輪增壓器長達一個世紀的開拓和發(fā)展方面，蓋瑞特（Garrett）公司起到了至關重要的作用。1953年，蓋瑞特公司研發(fā)了T02渦輪增壓器，并取得巨大成功。1954年，蓋瑞特成立空研工業(yè)部，專門從事渦輪增壓器的設計與制造。到1961年，又在汽車界首次嘗試將渦輪增壓器應用到轎車上。在隨后的發(fā)展中

2、，蓋瑞特逐漸演變成世界上最著名的渦輪增壓器廠商。到1999年，蓋瑞特并入霍尼韋爾（Honeywell）公司，但增壓器產品仍沿用蓋瑞特商標。渦輪的定義：Turbo，即渦輪增壓，簡稱T，最早時候由瑞典的薩博（SAAB）汽車公司應用于汽車領域?，F(xiàn)在很多人都知道了，渦輪增壓簡稱TURBO，如果在轎車尾部看到TURBO或者T，即表明該車采用的發(fā)動機是渦輪增壓發(fā)動機。 例如 大眾寶來 的1.8T、帕薩特的1.8T、通用汽車的1.6T，2.0T系列車型等等。這些汽車的發(fā)動機工作，是靠燃料在發(fā)動機氣缸內燃燒作功，從而對外輸出功率。在發(fā)動機排量一定的情況下，若想提高發(fā)動機的輸出功率，最有效的方法就是多提供燃料燃

3、燒。然而，向氣缸內多提供燃料容易做到，但要提供足夠量的空氣以支持燃料完全燃燒，靠傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣系統(tǒng)是很難完成的。渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發(fā)動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整一下發(fā)動機的轉速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。資料顯示：普通渦輪發(fā)動機能夠在啟動后不久輕松達到600攝氏度而使用AVG技術的渦輪會產生1000攝氏度的高

4、溫令人稱奇的布加迪威龍，其4渦輪發(fā)動機的最高溫度能突破1600攝氏度下面照片中這個1000匹馬力的發(fā)動機，其工作溫度也達到了1600度左右點擊查看原圖 (70.23 KB)2011-01-12 23:21某款發(fā)動機的渦輪增壓器工作時狀態(tài)點擊查看原圖 (93.44 KB)2011-01-12 23:22福特渦輪發(fā)動機：此為實驗人員榨取發(fā)動機1000馬力時的工作狀態(tài)，但是下面這張圖可是渦輪發(fā)動機正常工作的圖，反正我是對此類發(fā)動機的散熱很擔心據(jù)稱：達到1000馬力時，渦輪已經超過1600攝氏度點擊查看原圖 (33.95 KB)2011-01-12 23:23某車型1.8T渦輪引擎，熄火后立刻查看發(fā)動

5、機艙！驚人！渦輪燒紅是正常工作狀態(tài)。邁騰號稱的水冷渦輪增壓也不過是指中冷器冷卻，停車后還需要運轉一段時間才能降溫。大扭矩就是這樣換來的渦輪增壓溫度=廢氣溫度+渦輪快速轉動摩擦溫度+進氣空氣壓縮溫度。增壓器的渦輪端裝有合金密封環(huán)，如果此密封環(huán)損壞，發(fā)動機高速運轉時，廢氣會通過密封環(huán)進入發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，將機油變臟，并使曲軸箱壓力迅速升高，發(fā)動機低速運轉時，機油會通過密封環(huán)從排氣管排出或進入燃燒室燃燒，從而造成機油的過度消耗。因此，當出現(xiàn)上述兩種異常情況時，即說明渦輪增壓器有故障，必須拆下檢修。由于廢氣渦輪增壓器經常處于高速、高溫下工作，增壓器廢氣渦輪端的溫度在600左右，增壓器轉子以8321040

6、r/min 的高速旋轉。渦輪增壓葉片每秒就轉動17次，這才是產生高溫最主要的因素。下面多看幾個圖點擊查看原圖 (27.85 KB)2011-01-12 23:24點擊查看原圖 (29.47 KB)2011-01-12 23:24【大眾1.8T發(fā)動機】工作時狀態(tài)渦輪增壓工作原理就拿汽油機工作原理來說，每向氣缸里面提供1公斤的汽油，大約需要氣缸吸入15公斤的空氣，才能保證汽油充分燃燒。然而這15公斤的空氣，其體積將是非常大的，光靠氣缸在發(fā)動機進氣過程產生的真空度，不容易將這么大體積的空氣完全吸入。因此，提高發(fā)動機吸入氣體的能力，也就是提高發(fā)動機的充氣效率就顯得尤為重要。有兩種方法來增加發(fā)動機的進氣

7、量，第一種是后段式增壓技術，從原理上講，后段式增壓技術就是采用專門的壓氣機將氣體在進入氣缸前預先進行壓縮，提高進入氣缸的氣體密度，減小氣體的體積，這樣，在單位體積里，氣體的質量就大大增加了，進氣量即可滿足燃料的燃燒需要，從而達到提高發(fā)動機功率的目的。增壓過程中采用的壓氣機又叫做增壓器。 第二種是前段式進氣技術，還是利用氣缸的真空度，從進氣支管將空氣補充進氣缸。不管是哪種技術，控制好進氣量是關鍵。渦輪增壓發(fā)動機是依靠渦輪增壓器來加大發(fā)動機進氣量的一種發(fā)動機，渦輪增壓器(Tubro)實際上就是一個空氣壓縮機。它是利用發(fā)動機排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內的渦輪(位于排氣道內)，渦輪又帶動同軸的葉輪

8、位于進氣道內，葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣，再送入氣缸。當發(fā)動機轉速加快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步加快，空氣壓縮程度就得以加大，發(fā)動機的進氣量就相應地得到增加，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。渦輪增壓發(fā)動機的最大優(yōu)點是它可在不增加發(fā)動機排量的基礎上，大幅度提高發(fā)動機的功率和扭矩。一臺發(fā)動機裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器相比，可增加大約40%甚至更多。最早的渦輪增壓器用于跑車或方程式賽車上，這樣在那些發(fā)動機排量受到限制的賽車比賽里面，發(fā)動機就能夠獲得更大功率。 紅色為高溫廢氣，藍色為新鮮空氣 眾所周知發(fā)動機是靠燃料在汽缸內燃燒作功來產生功率的，由于輸入的燃料量受到吸

9、入汽缸內空氣量的限制，因此發(fā)動機所產生的功率也會受到限制，如果發(fā)動機的運行性能已處于最佳狀態(tài)，再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入汽缸來增加燃料量，從而提高燃燒作功能力。因此在目前的技術條件下，渦輪增壓器是惟一能使發(fā)動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。 我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加發(fā)動機的進氣量，一般來說，渦輪增壓都是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入汽缸。當發(fā)動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入汽缸，空氣的壓力和密

10、度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整一下發(fā)動機的轉速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。渦輪增壓的分類發(fā)動機的增壓方法根據(jù)驅動增壓器所用能量來源的不同，基本上可以分為四類：1.第一類是機械增壓系統(tǒng)，增壓器由發(fā)動機曲軸通過齒輪(或鏈條等)直接驅動。2.第二類是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，增壓器是由發(fā)動機工作時排出的廢氣帶動的。3.第三類是復合增壓系統(tǒng)，即在發(fā)動機上，既采用廢氣渦輪增壓器，又同時應用機械驅動式增壓器。此外還有慣性增壓、氣波增壓等其他增壓方式。4.第四類是前段式真空控制系統(tǒng)，即利用發(fā)動機氣缸真空控制，從進氣支管給氣缸進氣，這種技術2003年在臺灣被發(fā)明，臺灣專利案號 M301275寶久馬

11、力小渦輪。【大眾TSI發(fā)動機：屬于上述第三類發(fā)動機】需要注意的是，引進國內后，大眾TSI發(fā)動機取消了機械增壓，屬于上述第二種類型順便提一下大眾缸內直噴技術，缸內直噴技術在VAG集團中被廣泛運用，由Audi RS4和R8共享的4.2升FSI發(fā)動機即是其中性能強悍的代表作。 其中VAG集團可以算是導入缸內直噴科技最具代表性的例子，目前包含Audi和VW都已將名為FSI的缸內直噴發(fā)動機列為旗下車款的高階動力來源，而且在Audi和VW車系的頂級車上，甚至更以FSI結合上渦輪增壓以增大動力。供油系統(tǒng)采用缸內直噴設計的最大優(yōu)勢，就在于燃油是以極高壓力直接注入于燃燒室中，因此除了噴油嘴的構造和位置都異于傳統(tǒng)

12、供油系統(tǒng)，在油氣的霧化和混合效率上也更為優(yōu)異。加上近來車上各項電子系統(tǒng)的控制技術大幅進步，計算機對于進氣量與噴油時機的判讀與控制也愈加精準，因此在搭配上缸內直噴技術以使得發(fā)動機的燃燒效率大幅提升下，除了發(fā)動機得以產生更大動力，對于環(huán)保和節(jié)能也都有正面的幫助。渦輪增壓裝置的組成大家可能會覺得渦輪增壓裝置非常復雜，其實并不復雜，渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進氣口與發(fā)動機排氣歧管相連，排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進氣歧管上，最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內，二者同軸剛性聯(lián)接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好，你的發(fā)動機就好像

13、電腦CPU一樣被“超頻”了渦輪增壓3D模型圖高溫的渦輪正如你所猜想的，被壓縮氣體離開壓縮室后溫度會升高，主要是由壓縮過程和氣體與機件的磨擦引起的。那么在進入燃燒室之前就有必要對其冷卻（以一般的科學常識，氣體遇熱會發(fā)散），這時充氣冷卻器（或者叫熱交換器）就要參與工作。冷卻器降低了壓縮氣體的溫度，同時也能讓燃燒室溫度保持在一個較低的水平上。有些系統(tǒng)甚至在冷卻器上再加一個風扇，以確保進一步降低進氣溫度。渦輪增壓器的優(yōu)勢安全: 一臺渦輪增壓發(fā)動機最多能7倍功率于同等排量的自然吸氣發(fā)動機，例如在F1賽場，一臺1.5升渦輪增壓發(fā)動機能產生1000馬力的功率。正常情況下，渦輪增壓器能提供翻番的動力，讓車輛有

14、更好的響應和安全性。增壓發(fā)動機能有效抵御高原缺氧的情況，這一點對載重車輛和越野車更有幫助。更經濟: 渦輪增壓發(fā)動機利用了再循環(huán)的廢氣，使能量轉化效率提高，熱損失減少，經濟性比自然吸氣發(fā)動機要好。清潔:由于更多的空氣進入發(fā)動機，燃燒變得更容易，也更徹底，因此排放變得更清潔了。當今的渦輪增壓柴油機比自然吸氣式能降低50%的NOx and CO2排放更多樂趣: 渦輪增壓能增大發(fā)動機扭力,改善車輛道路性能，并讓駕駛者充滿樂趣。德國大眾TSI發(fā)動機大眾的TSI技術（Twincharger Stratified Injection）指雙增壓（渦輪和機械增壓）分層噴射技術。渦輪增壓的原理是利用發(fā)動機排出的廢

15、氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，發(fā)動機的輸出功率就得到了較大的提升。增壓帶來的好處是“既讓馬兒跑得快，又讓馬兒吃得少”，通常情況下，渦輪增壓器以后的發(fā)動機功率和扭矩要提高20%-40%，但廢氣渦輪在結構簡單，性能突出的背后也有它的弊端，由于葉輪的慣性作用對油門的突然變化反應遲緩，在急加速的情況下，會有短暫的發(fā)動機“不出力”的現(xiàn)象。此外，廢氣渦輪依靠發(fā)動機油散熱，工作時過高的溫度和超過每分鐘30000次的轉速都會讓渦輪增壓器在保養(yǎng)或使用不當時成為易損部件。渦輪增壓發(fā)動機在較低和較高

16、轉速時都有一個動力的空擋，為了進一步提高發(fā)動機的效率，增加一個機械增壓裝置，并讓它在低轉速時加大進氣壓力。而渦輪增壓器的尺寸可以再大一些，去彌補高轉速時的動力空擋，從而達到一個從低到高轉速的全段優(yōu)異動力表現(xiàn)。國外和國內的TSI有很大區(qū)別在國內，TSI的T代表渦輪增壓，Si代表燃油直噴，而不是T與FSI的簡稱，并沒有燃油分層噴射技術，因為國內燃油質量一般，達不到分層噴射的要求。一般國產的大眾系列車型會這么稱呼。此外，國內TSI發(fā)動機還取消了機械增壓。在國外TSI就是上面的解釋，在這里T就代表Twincharger的意思，就是雙增壓（渦輪和機械增壓）的意思，Si就是 Stratified Injection，燃油分層噴射的意思。大眾的TSI發(fā)動機連續(xù)三年榮獲“年度發(fā)動機”國際大獎，這兩款發(fā)動機都采用了兩大尖端科技：燃油缸內直噴技術和渦輪增壓技術。燃油缸內直噴技術是指燃油直接噴入燃燒室與空氣混合燃燒，優(yōu)化了進氣混合效率，使燃燒更加充分，燃燒效率更高，從而使發(fā)動機動力更強，動力響應更快，而油耗和排放卻更低。與將燃油噴射至進氣歧管的傳統(tǒng)發(fā)動機相比