主题：【原创】我也来说说涡轮增压发动机 -- 车神

这个问题的存在，使得人们意识到：增压技术虽然有时候能提供大马力，但是就像运动员吃了兴奋剂一样，不可能永远强大，在吃药前后有时候体力会更差。出来混，迟早是要还的。这也就是为什么各大汽车生产商没有全面普及增压技术的原因。要详细解释这个问题，需要从两方面分别来说：Turbocharged和Supercharged 。

前面我们已经知道，涡轮增压是利用发动机排出的废气来产生压缩空气的，机械增压是直接利用曲轴的转动来压缩空气的。实际上，气缸里有了空气和油雾以后，还有一个压缩的过程，也就是说，即使是自然吸气的发动机，也要先让活塞向内挤压，把混合气体压缩一下，密度变高，这时候再点火，把活塞向外推，带动曲轴转动。所以说，虽然通常我们说的是燃烧，但实际上气缸里进行的是一次次的小型爆炸。而这个压缩的过程，压缩到什么程度，有个专门的名词叫压缩比。我们只要知道混合气体是经过了一个压缩过程，将气缸空间变小，使混合物压缩到一定浓度以便更好地进行燃烧就是了。

这个压缩比的大小呢，是经过了精密计算的，根据每一款发动机的特点，压缩比有不同，也就是有可能把混合气体压缩到1/10，也有可能压缩到1/9。但是如果是增压发动机呢？这就有点乱套了，本来是一个大气压的空气，给压缩到1/10，那进来的如果已经是压缩空气，再怎么压缩呢？压缩到什么程度比较合适呢？因为这个压缩过程是通过曲轴上的一个机构实现的，就好像我们打针，针筒的活塞推进拉出多少距离，这是固定死了的。一款发动机的压缩比，基本上也是固定死的。

而前面我们已经知道，涡轮增压发动机在低转速的时候，排出的尾气力量不够推动涡轮，这时候是没有办法产生增压效果的，所以我们看涡轮增压发动机都有个涡轮介入的范围，这个通常是在发动机转速2500转左右。

这下问题来了。发动机里面燃烧是很讲究的，一定分量的空气+一定分量的燃料+一定程度的压缩=最优化的燃烧。那么涡轮增压发动机在2500转以下跟2500转以上，他吃进去的混合物浓度是不同的啊。对这两种不同的情况，工作条件不同，就必然只能择优录取。于是，涡轮增压发动机的压缩比，气体燃料配合，点火时间配合，就必然倾向了增压状态，也就是说，所有的配合都是为了满足涡轮开启时的工作要求。当发动机在2500转一下，没有开启涡轮增压的时候，整个发动机相当于工作在传统状态下，而这时候发动机各个部门的配合一点也不协调，工作效率是很低的。这就有点像你让一个短跑运动员参加竞走比赛，走是能走，但总有点别扭。所以我们为什么有时候会听到有人说，涡轮增压发动机在低转速下还不如普通的发动机好使。这时候这台涡轮增压发动机没有发挥出应有的特长，反而感觉软绵绵的，而要让涡轮开启，需要达到一定的转速，以便让排出的废气足够推动涡轮运转，当低转速时踩油门——发动机无力——增加转速——推动涡轮运转——涡轮产生高压气体——涡轮介入发动机工作——涡轮增压发动机爆发，这是需要一个过程的，所以对于低转速下踩油门而不能立刻体验到澎湃的加速，而是会有发动机反应稍微滞后的感觉。对于这个现象，有一个专门的名词叫涡轮迟滞（Turbo Lag）。

有人要问了，这增压技术这么好，为什么没有普遍使用呢？首先，这增压技术确实好，它可以在较小的发动机上，榨取出更大的发动机马力，按照目前一般的技术，增压发动机能够提供额外大约30%的动力，也就是说，1.8T发动机（T就是（Turbocharged 的缩写，一般我们也简称（Turbo）大约相当于普通自然吸气2.34（1.8+0.54）升排量发动机的动力。不过，这是有条件的。首先，不管是通过废气涡轮增压也好，机械增压也好，要发动机能够在高压下好好工作，气缸的强度就得更大，这就跟高压锅它的身体比一般的铝锅更结实一个道理。其次，前面提到过，在输送压缩空气的整个过程中，空气的密度，压力控制，燃油的输送速度，是个不断变化的过程，这个过程以及整个系统的配合，都是一整套复杂的机构。此外，还记得高中物理的同学应该清楚，空气被压缩的时候是要升温的，一升温密度就减小，这跟我们的初衷是相左的，所以还要有个专门的冷却机构来把压缩过的空气冷却（这个有点&%$%&#&%*）……这么多复杂的机构配合在一起，就把本来很简单的发动机搞复杂了。

复杂到什么程度呢？中国号称解放后就开始造车，造到现在也没有自己造出一台能用的，装在轿车上的增压汽油发动机。话说回来了，也不是造不出来，估计造出来了一看，算了，还是老实用回自然吸气的吧。

如果只是工艺复杂，那倒也不是特别大的问题，现在的轿车已经越来越复杂了，多一堆零件对奔驰奥迪那些大厂来说不算什么，可是，增压技术还有个比较致命的地方没法解决。

“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”

4冲程发动机要转2圈才燃烧做功一次。

在一次打仗的时候，（有人把那场战争称为第二次世界大战）当时飞机已经在天上砰砰地互相开火，或者往地上扔炸弹了。飞行员们发现，飞得越高，飞机就越没力气，甚至有时候发动机还会莫明其妙地熄火。就这么摔了好几架飞机以后，工程师弄明白了。原来越到高空，空气越稀薄，进入气缸里跟汽油一起燃烧的氧气也变得稀少，发动机就抗议了，本来么，多少汽油配多少空气混着烧，那人家是早就定好的，无端端少了空气，燃烧效率降低，发动机就没了劲。怎么办啊？工程师只能用毛巾缠头，不断地想办法，总不能让飞机不到高空作战吧。

当时全世界都在为这个问题头疼，如果找不到很好的解决办法，飞机性能就要大打折扣。终于，有个聪明的家伙想出了一个办法：用压缩空气！你高空空气不是稀薄么？氧含量不是低么？我就给你往气缸里直接送压缩空气，本来气缸能吞一升的，我把两升气压缩了给你灌进去，这下子没意见了吧。要是不够，我再给你灌三升，4升。反正我专门弄个配件不干别的，就给你供应压缩空气，你带着它一起飞，也不重。

于是，飞机就带着一个专门压缩空气的黑家伙飞上了天，飞到500米，给你增加一个大气压，飞到1000米，增加两个大气压，反正我保证你空气绝对够烧。

当然，说着容易做着难，压缩空气在什么时机给，怎么给，给多大量，跟汽油怎么保证配合，那可让工程师头疼了好多年。不过头疼是工程师的事。反正飞行员可就高兴了，飞机再也不咳嗽了，飞到高空，人都得戴上氧气面罩，可发动机一样好使。

这就是最早的内燃发动机增压技术，为什么先在飞机上出现呢？因为当时汽车速度最快也不过一百来公里，人们忙着打仗，没时间发展什么马路飚车的业余爱好。

战后，有家瑞典的飞机制造公司，叫SAAB的，飞机卖不动了搞三产，先把这种给发动机喂压缩空气的技术用在了汽车上，造出了第一辆成熟的，带有废气涡轮增压装置的发动机。

这个发动机实际上就是利用了发动机本身排出的废气，推动一个小型空气压缩机，把压缩空气送到气缸里。

这时候仗打完了，已经有人开始飚车赛车了，动力不够，速度不快么，原先的做法就是增加气缸容积，增加气缸数量，气缸一下就上来8个10个，总排气量给你上到十升八升。这下好了，车子带着一个巨大无比的发动机，跑是能跑，但都快没位置坐人了。

于是有人发现瑞典人的聪明了。