關(guān)于渦輪增壓對發(fā)動機(jī)的作用分析

對于廣大汽車愛好者來說，增壓，無疑是最讓人興奮的。將小排量引擎加以增壓器之后，動力會有非常明顯的提升。而增壓對發(fā)動機(jī)有怎樣的促進(jìn)作用？機(jī)械增壓、渦輪增壓，有什么樣的異同呢？

拿一部2.0L四缸發(fā)動機(jī)舉例，曲軸每轉(zhuǎn)一圈會有兩個氣缸進(jìn)氣，也就是1升。在每分鐘3000轉(zhuǎn)時，就需要進(jìn)氣3立方米，每秒50升，相當(dāng)于2.7個純凈水大桶的容積。這僅僅是2.0發(fā)動機(jī)在3000轉(zhuǎn)時的理論進(jìn)氣量，更大排量，更高轉(zhuǎn)速下，流量會更大。但這些氣流要通過管徑只有杯子口那么大的進(jìn)氣管道，并被一個刻薄的節(jié)氣門限制，在進(jìn)入氣缸之前還要經(jīng)過進(jìn)氣門一關(guān)，所以真正進(jìn)入汽缸的空氣，就沒有那么多了。

布加迪威龍的8.0T發(fā)動機(jī)，在6000轉(zhuǎn)時每分鐘進(jìn)氣量高達(dá)24m3

例如，一般自然吸氣發(fā)動機(jī)在怠速時，節(jié)氣門只是微微打開一個角度（3～5°），進(jìn)氣壓力在0.5bar左右（為方便解釋，我們使用更直觀的bar作為本篇壓力單位，1bar約等于1個大氣壓。進(jìn)氣壓力值為節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管之間位置測量），即便是急加速時，節(jié)氣門開至很大位置為氣缸送氣，也不過0.8bar左右，平穩(wěn)行駛時，進(jìn)氣壓力又回到怠速水平，而高速區(qū)域時，進(jìn)氣壓力會更低。這就表示自然吸氣發(fā)動機(jī)始終在低于大氣壓的“負(fù)壓”狀態(tài)下工作，沒有充分的空氣投入，自然不會有更好的動力產(chǎn)出。所以在不改變進(jìn)氣情況，且保證合理工況的情況下，提高功率，一般做法就是提高壓縮比，或是增大排量。

然而壓縮比不能無限的提高，排量也與錢有關(guān)。因此，一種相對簡單且高效的方式——增壓技術(shù)，廣泛運(yùn)用于發(fā)動機(jī)上。剛才講過，自然吸氣發(fā)動機(jī)進(jìn)氣是不太順暢的，那么用一個增壓器，把空氣“打”到汽缸里，其結(jié)果自然很讓人滿意。

增壓對發(fā)動機(jī)的影響

在進(jìn)氣壓力升高之后，輸入氣缸的空氣自然增加了一些，與空氣混合的燃油自然也就增加了。所以相比自然吸氣發(fā)動機(jī)，在基本不改變氣缸容積的情況下，增加一個增壓器，功率輸出就可以升高至1.5倍非增壓發(fā)動機(jī)的水平，而且扭矩也相應(yīng)升高并且較早輸出且可以形成“高原型”的“扭矩平臺”，這要比增加排量實(shí)惠得多，而且因?yàn)榘l(fā)動機(jī)的重量沒有增加太多，操控性也得以保證。

大眾的1.2T小排量增壓發(fā)動機(jī)

而且小排量增壓發(fā)動機(jī)和等功率的大排量非增壓發(fā)動機(jī)相比，發(fā)動機(jī)內(nèi)部的摩擦損耗要少一些，并且最大扭矩輸出早一些，這樣的話，油耗會有一定優(yōu)勢。

但是，因?yàn)檫M(jìn)氣量增加了，所以在壓縮行程結(jié)束時，增壓發(fā)動機(jī)的缸內(nèi)壓力要高出非增壓發(fā)動機(jī)很多，這就等同于“壓縮比”升高了，這對發(fā)動機(jī)的工況有很大的影響，所以同平臺的發(fā)動機(jī)，在加裝增壓器之后，壓縮比要調(diào)教的低一些，以保證在增壓之后，缸內(nèi)壓力不會過高而發(fā)生“爆燃”的情況。

在改裝領(lǐng)域，將自然吸氣發(fā)動機(jī)加裝增壓器時，應(yīng)當(dāng)增加燃燒室容積，以降低壓縮比，最直接的方法就是換裝更厚的缸墊。

增壓種類和概述

我們經(jīng)常在論壇和淘寶上，看到那種幾百塊錢的所謂的“汽車增壓器”，而且還虛擬車主安裝了該種增壓器并宣稱動力得到怎樣的提升……實(shí)際上這種“增壓器”是沒有效果的，是虛假的，是應(yīng)該被“315”打掉的，即便有效果也是因?yàn)閷⑦M(jìn)氣空濾簡化，讓阻力變小，這是是不負(fù)責(zé)任的，是對發(fā)動機(jī)有損害或隱患的，真正的汽車增壓器無外乎以下幾種。

渦輪增壓

渦輪增壓是目前最常見的一種增壓型式，其原理是用利用發(fā)動機(jī)尾氣的動能和內(nèi)能，推動一個渦輪，并將與該渦輪相連的另一個渦輪，將空氣壓縮，吹入發(fā)動機(jī)氣缸。

機(jī)械增壓

機(jī)械增壓是另一種常見形式，依然是使用氣泵將空氣壓入氣缸內(nèi)。與渦輪增壓不同，機(jī)械增壓的氣泵不是利用汽車尾氣推動，而是直接使用發(fā)動機(jī)的動力，帶動壓氣機(jī)，輸出空氣。

氣波增壓

氣波增壓是使用發(fā)動機(jī)做功后尾氣的動力，借助一系列由發(fā)動機(jī)帶動的轉(zhuǎn)子和定子的調(diào)節(jié)箱，直接將進(jìn)氣壓縮輸入氣缸，但該種增壓形式噪聲很大，增壓部件體積很大，通常只用于大型柴油機(jī)之上。所以民用汽車不常見。

諧波增壓

與氣波增壓不同，諧波增壓與排氣無關(guān)，只是通過進(jìn)氣管路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，將動態(tài)的進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)出脈沖的效果，分別沖入各氣缸，比如豐田的ACIS就用了這種技術(shù)。另外，奔馳寶馬等可變進(jìn)氣歧管長度技術(shù)，也可以制造出與諧波增壓相近的效果。

諧波增壓說起來很唬人，其實(shí)就是通過改善進(jìn)氣歧管中氣流的慣性和反彈，形成進(jìn)氣壓力。