主题：【原创】我也来说说涡轮增压发动机 -- 车神
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家园 节油应该没问题 扭矩上也有好处。我有个同学所在的公司就干这个，他们甚至有用在3缸机上的涡轮增压器。
- 复 存疑
家园 See here... http://www.hybridcars.com/news/turbocharging-new-hybrid.html
Turbos are a no-brainer for automakers. The technology is mature and cheap—about $250 - $500 per vehicle. And it’s relatively easy to integrate into existing powertrains. That means that during the next few years, we’re likely to see more turbocharged engines than hybrid powertrains. Overall, that should mean our cars use less fuel, which is a good thing. But it remains to be seen whether automakers will view near-term technologies like turbocharging as “good enough” to meet new fuel economy regulations, or whether they will remain committed to investing in longer-term options like hybrids, plug-in hybrids and range-extended electric vehicles that yield much greater fuel savings.家园 如果那么no brainer的话 而且incremental cost也只有200-500刀，为什么我们没有在欧、日最讲究节油的超小车上见到涡轮增压作为基本发动机呢？Smart、Lacia Y这样的“高档”微型车对这200-500刀完全可以承受，Fiat 500、Mini这样的niche车就更不用说了。
- 复 存疑
家园 奥迪的两款发动机，带涡轮增压器是达到省油的目的的 涡轮增压器相当于一个空气压缩机，它利用发动机排出的废气作为推动涡轮的动力，将空气压缩进入汽缸，使得发动机的进气量也就相应得到增加，空气增多（在一定限度内），燃烧自然更彻底，排放更干净。
换句话说，废气涡轮增压相当于发动机废气能量的采集器，把这样的“废能”再次带入燃烧室，使得总体能量利用效率提高，达到了省油的目的。
家园 可是啊，可是 涡轮增压使用废气能量，不等于纯粹的废气能量回收。如果排气背压在有和没有涡轮增压的情况下相同，那涡轮增压就是单纯的废气能量回收，可以节能。但事实不是。我没有具体数据，只能用间接推断。在80-90年代的时候，涡轮增压曾经很流行，欧美很多公司采用涡轮增压，因为这是不提高发动机体积而获得更大功率的简单方法。90年代之后，除了几个“老顽固”，很多都退出了。用现在的例子，在Smart、Peugeot 207这一代最讲究节油的车上，除了高档的大马力车外，没有用涡轮增压的，即使像Smart、Lancia Y这样对价格不太敏感的车子。
柴油机是完全不同的问题，不用涡轮增压的柴油机几乎没有，原因正如楼下suezo兄所言，柴油机可以得益于高得多的压缩比，而汽油机不能。你所说的“压燃汽油机”离主流还有一段距离，到那时可能情况会有所不同。
- 复 可是啊，可是
家园 一个概念需要陈清一下 所谓“压燃汽油机”，即HCCI发动机，所提高的压缩比是受限于所使用的燃料，因为被压缩的是燃料-空气-混和气，这个和柴油机的提高空气压缩比是不同的。在HCCI发动机上，是否使用涡轮增压，反而是一个不确定的因素的。
在汽油发动机的对比试验中，发出同样的功率，涡轮增压的发动机比自然吸气的发动机省油，原因有几点：
1。从热力学上讲，废气涡轮是引入能量，而这一块的能量本来是随着废气被排除的，属于“废能”，这样提高了发动机整体能量利用效率。
2。涡轮增压提高了空气压缩比，这一点上是无论汽油机还是柴油机，都可以从提高的空气压缩比上受益。之所以现在汽油机的空气压缩比还不能提高到柴油机那么高，是因为汽油和柴油的燃料性质不同。
3。涡轮增压器虽然原理简单，但实际上对零部件要求相当高（比如叶片等），涡轮增压器还要和发动机严密匹配，否则就会降低发动机的效率甚至造成损坏。很多公司不采用涡轮增压器是没有把这个技术搞定，或者说是自己有自己的技术路线，在自己的技术路线还有相当的潜力的情况下，出于成本和其他因素的考虑，暂时还不采用涡轮增压技术（因为涡轮增压也是有自己的技术缺陷的，如启动阶段的延迟等）。毕竟，提高发动机的效率并不只有涡轮增压一条路。
４。在排放标准不断提高的今天，汽油发动机要达到更低的排放，涡轮增压技术是一个很好的选择。因为不使用涡轮增压，在同等马力下，自然吸气的发动机需要更大的体积和更高的转速，比如转速提高，摩擦力消耗的能量会更多，现在汽油发动机研发上，“Downsize”是一个重要的评判标准，就是同等排量下，要更大的功率，更少的油耗。同样，汽油发动机为了提高空气压缩比，这样可以更好的利用涡轮增压技术，也是发展了许多新技术，比如缸内直喷。
奔驰在Smart上为什么不用涡轮增压的汽油发动机呢？因为奔驰自己的汽油发动机技术在8年前还不行，新Smart上的汽油发动机是日本人的，连缸内直喷都没有用上，是进气道混合型，这样一来，使用涡轮增压的意义也不太大了。奥迪的汽油机技术比较先进，在它的几款汽油发动机上一直是采用涡轮增压技术的。
从目前的趋势看，汽油机上越来越广泛的使用涡轮增压装置是一个趋势。
家园 接着可是啊，可是 从热力学角度来看，如果在排气管排出废气的动能加热能没有实质性的变化，那内部的“途经”变化不影响总体热效率。涡轮增压发动机的排气至少在感觉上和自然循环发动机相差不大。至于“废气涡轮是引入能量，而这一块的能量本来是随着废气被排除的，属于“废能”，”这本身是一个misnomer，因为增加了废气涡轮，已经极大地改变了排气回路的工作状态，为了驱动涡轮，排气的能量需要提高。我想这是我们之间的根本分歧。
发动机downsize也是一个misnomer，如果发动机体积缩小一半，但转速增加一倍，耗油量是一样的。事实上小发动机的转速确实比大发动机高。
奔驰的汽油发动机技术不行，这个恐怕奔驰不会同意。新Smart发动机是日本（三菱？）的，日本（尤其是三菱）涡轮增压技术可是相当普及，尤其在高性能跑车上，因为日本发动机通常较小。
至于涡轮增压的成本问题，Ferrari、Lamborghini、Acura NSX都不用涡轮增压，成本对于他们都不是问题。相反，Maserati在被Fiat购买之前，一直是用涡轮增压的，因为自己大马力自然循环发动机做不了。
宝马近来一反传统，涡轮增压多了，估计是自然循环发动机已经越做越大，M3的V8已经达到4升，继续增加已经有点荒唐了，所以只有靠涡轮增压来提高马力。奔驰也是一样，6.5或者7升的V12再加大就荒唐了，也只有用涡轮增压增加马力。Bentley是偷懒，6.75升大V8还是老技术，同样只有用涡轮增压提高马力。
“从目前的趋势看，汽油机上越来越广泛的使用涡轮增压装置是一个趋势。”
希望你是对的，而且这个趋势不是在高端跑车和豪华车上，而是在supermini上，这才是需要省油的地方。
- 复 接着可是啊，可是
家园 呵呵，我也接着澄清啊 1。
为了驱动涡轮，排气的能量需要提高。的确是这样，可是在发动机转速达到某个值之前，涡轮系统是不启动的，在我回autoeagle河友的一个帖子里做了说明。
这样就避开来对废气涡轮增压系统不利的工况，在较高负载的工况下，总体上来说，废气涡轮装置带来的能量上的好处是明显的。
2。
如果发动机体积缩小一半，但转速增加一倍，耗油量是一样的在“Downsize”技术中，并不是在减小排量的同时增加转速，所以对这一技术而言，增压装置显得是必须了。而且，发动机转速提高，摩擦消耗的能量上升非常之快，所以就算是发动机体积减小一半，转速增加一倍，耗油量也是不同的
3。奔驰的汽油发动机技术在2000年的时候算不得一流，是因为在那之前欧洲厂商更重视柴油机技术，对汽油机相对有点忽视了，所以在2000年左右，日本的汽油机技术占到了技术制高点。所以在研发新Smart的时候，奔驰在汽油发动机款上次采用了日本发动机。不过在那之后，欧洲厂商在汽油机技术上奋起直追，现在又重回老大位置了，奔驰去年推出的Diesotto发动机就是 这一系列技术努力的结晶之一。至于日系普通民用车上较少使用涡轮增压技术，我前面说过，达到省油并不是只有涡轮增压一条技术途径，日本车上使用VVT技术很普遍，这也是途径之一。各个厂家都有自己的技术路线，一般不会轻易改变，除非这条路线已经不满足新的标准或者没有潜力可挖了。
4。
Ferrari、Lamborghini、Acura NSX都不用涡轮增压，成本对于他们都不是问题呵呵，这个我也不知道原因，不过貌似法拉利F430上也有涡轮增压吧（不确定，只有有个印象而已），开个玩笑说说了，这几家也不一定就能把涡轮增压系统搞定呢，呵呵，涡轮增压系统和发动机的匹配也不是那么简单的呢。在F1赛车上后来禁止使用增压装置，说不定就是法拉利他们搞不定而采取的一个策略呢（只是笑话，仅供参考）。
5。面对越来越严格的排放法规，发动机上需要使用越来越多的技术措施，所以在汽油机上使用涡轮增压装置是个大的趋势，这一点，从宝马也更多采用涡轮增压装置可以看出一点苗头来。动力更强劲，油耗排放更低，是所有发动机设计人员所追求的目标呢。
- 复 接着可是啊，可是
家园 内燃机只看一点是不够的 涡轮增压发动机的排气至少在“感觉”上和自然循环发动机相差不大。
其实压缩比8的发动机和压缩比12的发动机的排气在“感觉“上相差也不大。事实上，对于理想热机而已，两者应该是相同的，但这个热效率就差很多了。想想PV图中曲线围成的面积，内燃机内部的“途经”变化对总体热效率是决定性的。
家园 汽油机和柴油机应该是不同的吧 柴油机是压燃的,加蜗牛应该最终能得到更高的压缩比和更高的效率.
汽油机是点燃的,无论压多少空气进去,有多么好的中冷,压缩冲程最终的温度,也就是压缩比,还是有上限的,不然就提前点火了.这样在极限情况下,加蜗牛和大排量高压缩比NA发动机的油耗,不会有多少差别.