帶你認識增壓發動機(3)：渦輪增壓器

　　高溫是渦輪增壓器最大的殺手

　　渦輪增壓器結構簡單、不消耗發動機自身的功率、增壓值高，這些因素導致渦輪增壓具備強大的優勢。不過渦輪增壓的原理使其具備一個最大的隱患：高溫。也正是這個隱患導致渦輪增壓遲遲沒有進入民用領域。

　　熱量的來源有幾個方面。第一是廢氣溫度、前面我們講過，汽油發動機的排氣溫度在全負荷工作時能夠達到750-900度，在一般工作狀態下也有將近700度。這些廢氣在推動渦輪旋轉的過程中自身會降溫，這個溫度跑去哪呢?就是被渦輪葉片所吸收了。

　　其次，連接渦輪和葉輪的轉軸以十多萬轉的轉速高速旋轉，轉軸和軸承之間的摩擦就會產生大量的熱量。最后，進氣葉輪不斷地吸入空氣，壓縮空氣，自身的溫度也會升高。這些因素加起來，使整個渦輪增壓器處于絕對的“熱火”之中。

　　高溫導致的渦輪失效主要在于渦輪葉片變形燒蝕、轉軸拉傷失效。多年來工程師為了對付這個問題想出了各種方法，概括來說無非就是兩種：使用更耐熱的材料和采用更有效的降溫方法。（這些我們將會在以后的文章介紹）

　　渦輪增壓真的有“遲滯”嗎

　　“渦輪遲滯”曾經是最為用戶詬病的缺點。所謂的遲滯是我們踩下油門踏板那一刻，到發動機輸出相應功率所需要的時間。實際上所有的發動機都會存在這個遲滯，只是多少而已。因為如果您仔細感覺的話，都可以感覺出來。我們在踩下油門踏板的瞬間，發動機需要吸入更多的空氣、調整噴油量，這些都需要時間。

　　因為早期的渦輪增壓發動機在“遲滯”方面表現突出，因為被廣為認知。那么渦輪的遲滯是從哪里來的呢?一是渦輪轉動的慣性、要將其加速需要時間；二是轉軸和軸承之間的摩擦；最后就是因為葉輪攪動空氣所形成的阻力了。在這三個因素里，葉輪攪動空氣所產生的阻力是最為主要的。正是因為整個渦輪轉子的轉速提升需要時間，葉輪越大，增壓值越大，所需要的加速時間就越長，形成的“遲滯”就越明顯。

　　改善渦輪遲滯的方法有很多，一方面可以借助直噴技術，間接提升低速時的扭矩特性，從而使發動機轉速快速上升，增加廢氣能量推動渦輪，減少渦輪遲滯。另一方面，可以通過減少增壓值，減少整個渦輪轉子的尺寸和重量，一方面可以減少慣性和摩擦，更為重要的是減少了葉輪阻力。

　　早期的渦輪增壓發動機由于沒有直噴的幫助，加上為了追求性能而采用高增壓大渦輪，遲滯現象相當明顯。現在的渦輪增壓發動機普遍采用直噴技術，另外采用低增壓技術，渦輪遲滯現象已經得到很大改善，在日常普通駕駛幾乎難以察覺，唯有在急加速時方能有所察覺，但這種遲滯現象和自然吸氣發動機在加速時的動力提升緩慢又有多大區別呢?（除非你開大排量自然吸氣）目前的低增壓直噴渦輪發動機的“遲滯”現象根本不能和早期的高增壓發動機相比，只不過由于遲滯的說法已經存在多年，先入為主而已。

相關視頻：直噴技術是如何幫助改善渦輪遲滯的

　　渦輪介入的說法準確嗎

　　我們經常會在聽到“渦輪介入”的說法，例如大眾1.8T發動機在1500轉的時候能夠達到最大扭矩250牛米，通常的說法是“渦輪在1500轉的時候介入”。事實上這一說法并不準確。其實只要渦輪達到一定轉速，葉輪產生的進氣壓力高于自然吸氣時的壓力，就可以說渦輪介入工作了，而1500轉則是達到了最大的增壓壓力狀態，我們可以稱為渦輪全開。因此，渦輪介入工作的時間遠遠比我們看到的最大扭矩出現的時間要早，但具體在什么轉速開始介入則要視乎不同的發動機而定。

大眾1.8T 發動機工況圖

　　在最近兩期中，我們給網友詳細介紹了兩種增壓器的原理和特點。不過這僅僅是關于增壓器本身，很多重要的附件以及使用上的問題我們都沒有涉及到，畢竟一個好漢三個幫，沒有這些重要附件的幫忙，增壓器本身是無法獨立完成工作的，這些問題我們將會在下期介紹。

　　如果你想更多地了解增壓發動機的知識，請點擊

　　《帶你認識增壓發動機(一)：增壓器的由來》

　　《帶你認識增壓發動機（二）：機械增壓器》