带你认识增压发动机(3)：涡轮增压器

高温是涡轮增压器最大的杀手

涡轮增压器结构简单、不消耗发动机自身的功率、增压值高，这些因素导致涡轮增压具备强大的优势。不过涡轮增压的原理使其具备一个最大的隐患：高温。也正是这个隐患导致涡轮增压迟迟没有进入民用领域。

热量的来源有几个方面。第一是废气温度、前面我们讲过，汽油发动机的排气温度在全负荷工作时能够达到750-900度，在一般工作状态下也有将近700度。这些废气在推动涡轮旋转的过程中自身会降温，这个温度跑去哪呢?就是被涡轮叶片所吸收了。

其次，连接涡轮和叶轮的转轴以十多万转的转速高速旋转，转轴和轴承之间的摩擦就会产生大量的热量。最后，进气叶轮不断地吸入空气，压缩空气，自身的温度也会升高。这些因素加起来，使整个涡轮增压器处于绝对的“热火”之中。

高温导致的涡轮失效主要在于涡轮叶片变形烧蚀、转轴拉伤失效。多年来工程师为了对付这个问题想出了各种方法，概括来说无非就是两种：使用更耐热的材料和采用更有效的降温方法。（这些我们将会在以后的文章介绍）

涡轮增压真的有“迟滞”吗

“涡轮迟滞”曾经是最为用户诟病的缺点。所谓的迟滞是我们踩下油门踏板那一刻，到发动机输出相应功率所需要的时间。实际上所有的发动机都会存在这个迟滞，只是多少而已。因为如果您仔细感觉的话，都可以感觉出来。我们在踩下油门踏板的瞬间，发动机需要吸入更多的空气、调整喷油量，这些都需要时间。

因为早期的涡轮增压发动机在“迟滞”方面表现突出，因为被广为认知。那么涡轮的迟滞是从哪里来的呢?一是涡轮转动的惯性、要将其加速需要时间；二是转轴和轴承之间的摩擦；最后就是因为叶轮搅动空气所形成的阻力了。在这三个因素里，叶轮搅动空气所产生的阻力是最为主要的。正是因为整个涡轮转子的转速提升需要时间，叶轮越大，增压值越大，所需要的加速时间就越长，形成的“迟滞”就越明显。

改善涡轮迟滞的方法有很多，一方面可以借助直喷技术，间接提升低速时的扭矩特性，从而使发动机转速快速上升，增加废气能量推动涡轮，减少涡轮迟滞。另一方面，可以通过减少增压值，减少整个涡轮转子的尺寸和重量，一方面可以减少惯性和摩擦，更为重要的是减少了叶轮阻力。

早期的涡轮增压发动机由于没有直喷的帮助，加上为了追求性能而采用高增压大涡轮，迟滞现象相当明显。现在的涡轮增压发动机普遍采用直喷技术，另外采用低增压技术，涡轮迟滞现象已经得到很大改善，在日常普通驾驶几乎难以察觉，唯有在急加速时方能有所察觉，但这种迟滞现象和自然吸气发动机在加速时的动力提升缓慢又有多大区别呢?（除非你开大排量自然吸气）目前的低增压直喷涡轮发动机的“迟滞”现象根本不能和早期的高增压发动机相比，只不过由于迟滞的说法已经存在多年，先入为主而已。

相关视频：直喷技术是如何帮助改善涡轮迟滞的

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涡轮介入的说法准确吗

我们经常会在听到“涡轮介入”的说法，例如大众1.8T发动机在1500转的时候能够达到最大扭矩250牛米，通常的说法是“涡轮在1500转的时候介入”。事实上这一说法并不准确。其实只要涡轮达到一定转速，叶轮产生的进气压力高于自然吸气时的压力，就可以说涡轮介入工作了，而1500转则是达到了最大的增压压力状态，我们可以称为涡轮全开。因此，涡轮介入工作的时间远远比我们看到的最大扭矩出现的时间要早，但具体在什么转速开始介入则要视乎不同的发动机而定。

大众1.8T 发动机工况图

在最近两期中，我们给网友详细介绍了两种增压器的原理和特点。不过这仅仅是关于增压器本身，很多重要的附件以及使用上的问题我们都没有涉及到，毕竟一个好汉三个帮，没有这些重要附件的帮忙，增压器本身是无法独立完成工作的，这些问题我们将会在下期介绍。

如果你想更多地了解增压发动机的知识，请点击

《带你认识增压发动机(一)：增压器的由来》

《带你认识增压发动机（二）：机械增压器》