什么是涡轮增压器？

在将性能与降低油耗相结合时，工程师几乎被迫选择涡轮发动机。

在超级跑车世界的稀薄空气之外，兰博基尼仍然坚持自然吸气发动机仍然是产生动力和噪音的最清洁和最意大利的方式，非涡轮增压汽车的日子即将结束。

例如，不可能获得自然吸气的大众高尔夫。 当然，在 Dieselgate 之后，这不太重要，因为没有人想再打高尔夫球了。

然而，事实仍然是城市汽车、家用汽车、豪华旅行车甚至一些超级跑车正在离开这艘船，转而支持潜水的未来。 从福特嘉年华到法拉利 488，未来属于强制感应，部分原因是排放法规，也因为技术突飞猛进。

这是一个小发动机燃油经济性的案例，可在您需要时实现平稳驾驶和大发动机功率。

当谈到将更高的性能与更低的油耗相结合时，工程师几乎被迫使用涡轮增压技术设计他们的最新发动机。

涡轮增压器如何事半功倍？

这一切都归结为引擎是如何工作的，所以让我们来谈谈这项技术。 对于汽油发动机，14.7:1 的空燃比确保了气缸内所有物质的完全燃烧。 任何比这更多的果汁都是浪费燃料。

在自然吸气式发动机中，下降活塞产生的部分真空将空气吸入气缸，利用内部的负压通过进气阀吸入空气。 这是一种简单的做事方式，但在空气供应方面非常有限，就像患有睡眠呼吸暂停症的人一样。

在涡轮增压发动机中，规则手册已被改写。 涡轮增压发动机不依赖活塞的真空效应，而是使用气泵将空气推入气缸，就像睡眠呼吸暂停面罩将空气推入鼻子一样。

尽管涡轮增压器可以在标准大气压以上高达 5 bar (72.5 psi) 的压力下压缩空气，但在公路汽车中，它们通常在 0.5 到 1 bar (7 到 14 psi) 的更宽松压力下运行。

实际结果是，在 1 bar 的增压压力下，发动机接收的空气量是自然吸气的两倍。

这意味着发动机控制单元可以喷射两倍的燃料，同时保持理想的空燃比，从而产生更大的爆炸。

但这只是涡轮增压器技巧的一半。 让我们比较一下增压压力为 4.0 bar 的 2.0 升自然吸气发动机和 1 升涡轮增压发动机，假设它们在技术方面是相同的。

4.0 升发动机即使在怠速和轻负载情况下也消耗更多燃油，而 2.0 升发动机消耗更少。 不同之处在于，在节气门全开时，涡轮增压发动机将使用尽可能多的空气和燃料——是相同排量的自然吸气发动机的两倍，或与自然吸气 4.0 升发动机完全相同。

这意味着由于强制感应，涡轮增压发动机可以在任何地方运行，从微不足道的 2.0 升到强大的 XNUMX 升。

因此，这是一个小发动机燃油经济性的案例，可在您需要时实现轻柔驾驶和大发动机功率。

这有多聪明？

作为工程灵丹妙药，涡轮增压器本身非常巧妙。 当发动机运转时，废气通过涡轮，使其以令人难以置信的速度旋转——通常在每分钟 75,000 到 150,000 次之间。

涡轮机用螺栓固定在空气压缩机上，这意味着涡轮机旋转得越快，压缩机旋转得越快，吸入新鲜空气并迫使其进入发动机。

涡轮增压器以滑动比例工作，具体取决于您踩下油门踏板的力度。 在怠速时，没有足够的废气使涡轮机达到任何有意义的速度，但当你加速时，涡轮机旋转起来并提供助力。

如果你用右脚推动，会产生更多的废气，从而将最大量的新鲜空气压缩到气缸中。

那么有什么问题呢？

当然，我们多年来不都驾驶涡轮增压汽车有几个原因，首先是复杂性。

正如您所想象的那样，制造一种能够以 150,000 RPM 的速度日复一日地旋转多年而不会爆炸的东西并不容易，而且它需要昂贵的零件。

涡轮机还需要专用的油和水供应，这给发动机的润滑和冷却系统带来了更大的压力。

随着涡轮增压器中的空气升温，制造商还必须安装中冷器以降低进入气缸的空气温度。 热空气的密度低于冷空气，从而抵消了涡轮增压器的好处，并且还可能导致燃料/空气混合物的损坏和过早爆炸。

涡轮增压最臭名昭著的缺点当然是滞后。 如前所述，您需要加速并产生排气以使涡轮开始产生有意义的增压压力，这意味着早期的涡轮增压汽车就像一个延迟开关——什么都没有，什么都没有，什么都没有。

涡轮增压技术的各种进步已经驯服了早期涡轮增压萨博和保时捷最糟糕的缓慢移动特性，包括涡轮中根据排气压力移动的可调节叶片，以及用于减少惯性的轻质、低摩擦部件。

涡轮增压技术最激动人心的一步只能在 F1 赛车手身上找到——至少目前是这样，小型电动机使涡轮增压器保持旋转，从而减少了启动所需的时间。

同样，在世界拉力锦标赛中，一种称为防滞后的系统将空气/燃料混合物直接排放到涡轮增压器之前的排气中。 即使没有火花塞，排气歧管的热量也会导致它爆炸，产生废气并保持涡轮增压器沸腾。

但是涡轮柴油机呢？

在涡轮增压方面，柴油机是一个特殊的品种。 这确实是一个手把手的案例，因为如果没有强制感应，柴油发动机永远不会像现在这样普遍。

自然吸气式柴油机可以提供不错的低端扭矩，但这就是他们的天赋所在。 然而，通过强制感应，柴油车可以利用其扭矩并享受与汽油车相同的好处。

柴油发动机由 Tonka Tough 制造，可应对其中包含的巨大负载和温度，这意味着它们可以轻松应对涡轮增压器的额外压力。

所有柴油发动机——自然吸气和增压——通过在所谓的稀薄燃烧系统中在过量空气中燃烧燃料来运行。

当燃油喷射器全开时，自然吸气式柴油发动机唯一接近“理想”空气/燃油混合物的时间是全油门。

由于柴油燃料的挥发性低于汽油，因此当它在没有太多空气的情况下燃烧时，会产生大量的烟灰，也称为柴油微粒。 通过用空气填充气缸，涡轮柴油机可以避免这个问题。

因此，虽然涡轮增压对汽油发动机来说是一个惊人的改进，但它的真正翻转使柴油发动机免于成为烟雾缭绕的遗物。 尽管“柴油门”无论如何都可能导致这种情况发生。

您如何看待涡轮增压器几乎适用于所有四轮车辆这一事实？ 在下面的评论中告诉我们。