主题：【原创】我也来说说涡轮增压发动机 -- 车神
家园 【原创】我也来说说涡轮增压发动机 关于涡轮发动机，发现周围亲友有很多认识不太全面的地方，趁着没事写个短文。你当启蒙也好，戏说也好，反正能帮助理解一些涡轮增压的花边知识，我就高兴了。
说这个话题之前，先声明几点，我本人懒，很多数据资料不记得，也懒得查，大略糊弄一下大家别见怪。而且有了孩子，说话喜欢用类比而不是科学语言，有时候比得不太恰当，大家也别见怪。文中会经常用到类似编程的黑盒原理，就是只看输入的是什么，输出的是什么，这个计算机系的同学比我懂，我这里一样，只提原因和结果，中间涉及的发动机的工作原理太复杂，不做解释，以免有人抗议太枯燥。最后，能量守恒定理一定要遵守的，我们不能指望一升汽油能把汽车运到地球轨道上，这是不符合逻辑的。
好，正式开始。
我们一般见到的汽车发动机用的是汽油内燃机，就是把空气和汽油混合以后放到一个空腔里，这个空腔叫做气缸，当然空气最早是常压的，就是差不多一个大气压吧，他通过一些系统自然地被“吸”到发动机里。另一边，汽油是通过化油器或者电子喷注系统，弄成颗粒很细小的油雾，当空气和雾化的汽油在气缸里面集合以后，火花塞出场了。一声令下关门放狗，火花塞就在这个密闭、阴暗的空间里弄了个火星，这下可不得了，汽油雾加上助燃的空气（里面含有很多氧气），一下子燃烧起来，燃烧产物是各种各样的高温气体，这些气体剧烈膨胀，怎么样呢？就像一个针筒（实际上气缸也跟针筒构造很像），本来里面有半管子气体，膨胀以后存不下，自然就推动活塞向外顶。这活塞一顶，就把一个叫曲轴的东西转起来了，曲轴转，…【著名的黑盒子出场】…车轮也转。
大多数情况下，两冲程的气缸里面燃烧一次，活塞就动一次，曲轴也转一次。所以我们说到转速的时候，每分钟3000转，说的就是曲轴。每分钟3000下，就是气缸里面燃烧了3000次啊。也就是每秒烧了50次。(事实上，最常见的四冲程发动机远不止这么简单，四个冲程，应该是燃烧一次实际曲轴转了两圈。但是这里用一比一比较形象吧。)【我太过戏说了，谢谢圆环指正】
假如我们需要让你车子跑快一点，理论上可以增加转速，也就是踩油门，通过踩油门给车子下一个指令，于是车子给空气管道，汽油管道，火花塞都下一个命令：你们给我加把劲！于是每秒烧50次的变成了60次，70次……但是凡事有个上限，你总不能让发动机一分钟燃烧100万次吧？那这时候我要继续提高车速，或者车子装了很多东西，需要加大力量呢？人们最早想到的方法就是增加气缸容量，本来一公升容积的气缸，加到两公升，或者把两个一公升气缸的放到一起用，这样就相当于原来一匹马给你拉车，现在变成两匹，三匹……发动机的排气量增加了，每次燃烧的空气和燃料多了，吃得多就有力了，跑得更快了。这个方法现在也是在用着的。1.3升排量的夏利爬坡没劲了，我换个2.0的桑塔纳，有钱了再换个3.0的宝马……但是这个方法也是不能无限制使用的，首先，气缸不能无限的增大，数量也不能无限的增加，不然弄个100气缸的发动机，每个气缸像煤气罐那样大……那就不是汽车了。其次，人们同时遇到了另一个问题——
家园 旁通补然是否可以消除涡轮滞后 就是专门有个微型燃气轮机负责带动涡轮，比如leclerc的发动机
家园 那和机械增压有什么两样？ 不对，在效果上和机械增压一样，在结构上比机械增压还要复杂。看不出有什么优越性。
家园 可以自如的调节，加速性好 超高增压柴油机是一种高增压比、低压缩比、采用旁通补燃系统的非常规的涡轮增压柴油机，其压比可高至4～9，而压缩比可低为6～10。超高增压柴油机的基本特征是涡轮增压器与柴油机并联连接，旁通补燃系统亦并联其中。从压气机出来的空气并不全部进入柴油机，其中一部分通过旁通和补燃形成燃气进入涡轮，这样就使涡轮增压器不受柴油机工况影响而保持在高效率区工作，增压压力可大大高于常规涡轮增压器。由于涡轮增压器可独立于柴油机工作，所以不仅能解决常规涡轮增压柴油机增压压力超过0.35MPa时低压缩比起动问题，而且也能改善其扭矩性能和加速性问题。作为柴油机和燃气轮特殊组合的超高增压发动机的优点是：大幅度提高功率，在不增加常规涡轮增压柴油机热负荷和机械负荷条件下，功率可提高2～5倍，因而有高的平均有效压力；良好的扭矩特性和加速性，520V8S3的扭矩储备系数为1.19,V8X1500的加速时间(从惰转到全功率)为5s；降低排气污染，减少CO排放，降低烟度。其缺点是：惰转时燃油消耗率高；结构复杂，不便于维修；寿命周期成本高。
家园 终于明白了高档跑车为啥不喜欢窝窝 绿灯一闪、一骑绝尘，才是驾驶高档跑车追求的感觉。
甭管在高速上如何风驰电掣，如果启动就很面，面子就先输掉了。。。
跑车嘛，就是要和C罗一样快！
[FLASH]http://uk.youtube.com/v/FEhle90EjOk[/FLASH]
家园 这话不是很对，很多经典跑车也是Turbo的 久负盛名的Porsche 911 GT2,twin-turbo DOHC 24-valve flat-6，起价19万，0-60 3.5秒左右，没的说，就是牛。
外链图片需谨慎，可能会被源头改如果还嫌不够，那么看看世界上最贵的跑车Bugatti Veyron,16缸，4个Turbo charger，1000马力，放眼全球无车能出其右。
外链图片需谨慎，可能会被源头改其实德国那几家公司都玩Turbo，Audi的4缸Turbo前两年获得了全球最佳引擎殊荣。之后呢，这一荣誉都是被BMW的直六twin-turbo发动机拿走。奔驰的V12twin-turbo也是江湖独步的牛掰Engine，旗舰产品Maybach就装配的这种发动机。
今年美国上市的Nissan GT-R也是叫好声响成了一片。性能比Porsche，法拉力也不遑成让。还没上市就已经被预订光了。另外下一代的BMW M5也要放弃现在的10缸自然吸气引擎了，取而代之的是8缸twin-turbo。
绿灯一亮，Turbo车子可能会更敏捷的弹射出去。Torque在那里摆着呢吗，比自然吸气的引擎大不是一点半点。当然了，这种车子你得会开，红灯下你油门不能松，发动机转速要keep high，自动档是不好使的了，玩手挡才能有这种效果。
家园 好贴 涡轮滞后的说法有点问题：涡轮滞后的原因不是有增压和无增压之间的空燃比差别造成的，而是涡轮的启动需要一定的废气压力，在低转速废气压力还没有上来的时候，涡轮不起增压作用，还吃掉一点功率（通过增高的排气背压），所以很“面”。转速上来之后，加油门还是有滞后，这是因为增加燃油－〉增加废气压力－〉增加涡轮增压－〉增加马力，减油门的时候也是一样，总是有一个滞后。涡轮滞后是宝马和本田长期“抵制”涡轮增压的主要原因。
涡轮增压不省油，因为尽管没有直接的机械连接，废气总是要排出去的，但驱动涡轮需要一定的压力，增压效果越大，需要的压力越高（涡轮滞后越大），这增加的废气背压使内燃机的效率下降（极端情况下，把排气闷住，发动机根本就要熄火），所以涡轮增压是靠高油耗为代价的。
为了减少涡轮滞后，有很多办法，但都不理想：
１、用小涡轮，小涡轮惯性小，启动快，滞后小，但增压也小，所以有时就用双涡轮，顺序启动。德国人喜欢用小涡轮。相比之下，Saab喜欢用单个的“大”涡轮。
2、用可变废气活门，低转速时关小一点，高转速时开大一点，保持废气压力大致稳定，单个较大的涡轮也可以由很小的滞后，但这样平均背压高，油耗高。克莱斯勒曾经很迷这个方法。
3、涡轮增加和机械增压并用，用小机械增压改善低速特性，用较大的涡轮增压改善高速特性。这样结构复杂，机械损耗大，油耗高。忘了谁用这个技术了，Porsche 959？
- 复 好贴
家园 在相同马力条件下，涡轮增压发动机是省油的 为了达到更低的排放（二氧化碳，氮氧化合物，颗粒物），正在逐步向两极增压方向发展。
家园 涡轮增压的节油效果与负载关系很大 无论汽油机柴油机，上涡轮中冷增压后，压缩比都会低于对应非增压发动机，但经济负载下上止点气缸压力会高于非增压发动机，油耗反而会比非增压发动机低。高负载情况下，涡轮中冷增压的表现会更好，油耗明显低于同等型号非增压发动机。但在低负载条件，涡轮中冷增压的优势没有发挥，反而出现了额外的泵气损失，且缩比会低于对应非增压发动机，油耗肯定很难看。另外，涡轮中冷装置还增加了车体重量，对于强调节油的小车而言，增加的重量不可忽略。
简而言之，装涡轮中冷增压的轿车在实际使用中是否节油与其行车曲线关系很大，如果高负载拉高速，可能效果明显，而低负载市内行车，涡轮中冷增压不一定是最佳选择。
家园 我的说法的确不够严谨 先送一朵花。
节油效果的确是和负载相关联的。我说的同等马力条件下，其实本意是指汽车的最大马力数，比如咱们平时说某车是200马力，这个指的也是最大出力。
不过对于发动机而言，带涡轮中冷增压发动机在低负载时不会使用涡轮增压装置，意思就是，在发动机转速低于某个数值的时候，涡轮增压功能是不打开。所以在油耗测试中，涡轮中冷增压发动机还是占有优势的，因为测试循环中不只是低负载情况。需要考虑到的一个因素是现在发动机的智能化趋势，这样减小了涡轮增压的劣势，发挥了优势。所以就算是强调节油的小车，废气涡轮增压装置也变得越来越重要，因为节油和减少排放带来的好处大大高于所付出的一些重量代价。
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家园 存疑 这么说吧，还没有听说任何一辆汽车为了节油而采用涡轮增压发动机。