《凤凰解密》探索涡轮增压技术的前世(2)

化繁为简，小小涡轮制造无限动力

根据增压器形式的不同，主要分为涡轮增压器(Turbo charger)、机械增压器(Super charger，德语为Kompressor)和气波增压器(Comprex super charger)，目前汽车增压多采用前两者。而我们平常所说的涡轮增压器其实就是一种空气压缩机——通过压缩空气来增加发动机进气量，提高空气密度，实现增压。我们的主角——涡轮增压器是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气使之增加流速进入汽缸，即所谓的增压。发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大则可燃烧更少的燃油，相应地实现了少喷油多做工的状态，在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在排量不变的情况下增加输出功率的机械装置。

但是由于涡轮增压发动机的进气是非自然方式——吸进来再压缩，所以空气压力大于大气压力值，相关部件需要超高转速地运转来实现这一目的，所以随之而来的高温排除或增压过度的泄压就成为了关键。过高的增压对活塞的压缩行程和燃油燃烧会造成负面影响，同时也为缸体加工以及连杆、活塞环等零件的强度提出了更高要求。当然，最关键的还是降温问题，涡轮增压发动机就好比电脑CPU被“超频”了一样。

那么如何降温呢？在此我们不得不提到中冷器。当空气被高比例压缩后会在进气管中产生热量，使空气膨胀密度降低，同时也会给发动机带来更高的工作温度，极端状况可能开锅或爆缸。因此，我们必须对进气做出一些改进，对高温空气进行冷却，这就需要加装一个空气散热器，其原理类似于水箱散热器——将高温、高压空气分散到许多细小的管道里进行风冷，通常中冷器可将气体温度从150℃降到50℃左右。

简言之，涡轮增压器最大的优点是能在不增加发动机排量的前提下提升20%～30%的功率和扭矩，这对于输出功率偏弱的柴油机来说是一大法宝。但涡轮增压器最明显的缺点也就是迟滞现象(Turbo Lag)，这可以说是它的一个天生缺陷——由于叶轮的惯性作用对油门瞬时变化反应存在时间差，发动机转速的爬升过程也便是涡轮增压的迟滞时间——通常涡轮增压器开始介入是在1500-2000rpm之间，所以在我们给油加速时，涡轮增压车一般都会有一个明显的动力介入，在体感上会有一个抬头的感觉。(未完待续,明日请见涡轮增压的今生)