尽显机械之美 涡轮增压发动机工作原理解析

之所以很多人会排斥电动车，主要原因还是在于它缺少了机械美感，没有了灵魂。作为集成度最高、最为精密的部件，发动机毫无疑问就是汽车的“心脏”，随着技术进步以及对多方面需求的增强，涡轮增压发动机开始逐渐登上了历史舞台，并且一直流行至今。虽然如今很多车型都已经搭载涡轮增压发动机，但它的工作原理或许很多人还并不了解，因此今天我们就来简单科普一下。

涡轮发动机（Turbine engine，简称Turbine）是内燃机的一种，最早被用作飞机或大型船舶的发动机，后来才下放到汽车领域。涡轮增压发动机相较普通内燃机增加了涡轮增压器，涡轮会通过发动机排出的废气作为动力进行转动，然后带动位于进气道内同轴的叶轮，叶轮压缩新鲜空气，经过加压后送入气缸，高压空气与燃油混合，最终完成燃烧做功。当发动机转速增加，废气涡轮也就会随之获得更多的动力，涡轮转速同步加快，空气压缩程度增加，与此同时发动机的进气量也就相应增加，使气缸内压力更高，燃烧更充分，动力输出表现更好。

对于涡轮增压发动机来说，经常听到的一个词就是“涡轮迟滞”，其实了解过工作原理后就能理解。因为涡轮需要通过发动机的废气进行驱动，因此在发动机处于低转速时，涡轮基本处于“摸鱼状态”，此时进入发动机的空气并未被进行增压，因此在这种状态下，其本质就是一台自然吸气发动机。当发动机转速提升，涡轮开始介入工作，这时进入到发动机内部的空间开始被压缩，这样一来，由于气缸内部的压力增加，动力自然就会开始迎来爆发。由于上述这一连串工作并不能在一瞬间完成，需要有一个进程，因此这个进程的长短，也就是俗称的“涡轮迟滞”。减轻涡轮迟滞最简单的做法就是减小涡轮增压器尺寸，因此对于很多小排量车型来说，低惯量的涡轮增压器非常普遍，虽然对于功率的提升帮助不及大惯量涡轮来的暴力，但效果依然显著，而且还能够有效降低涡轮迟滞的情况，最重要的是，不多的废气就能够推动小尺寸涡轮，使其在低扭的表现更好，更加符合家用车的日常使用。当然，优化废气道以及双涡轮管道设计也能有效减轻涡轮迟滞情况的发生，例如标致雪铁龙旗下的THP发动机，采用的是单涡轮双涡管技术。

理论上来说，涡轮增压是没有上限的，但随着压力的增加，对于气缸气密性、缸体及曲轴连杆等部件的强度要求也会随之增加，因此在设计时，对于家用车使用的涡轮增压发动机，一般会进行合理的平衡，提升动力表现之余，也会照顾到稳定性以及维修保养的成本。早年间，涡轮增压器还是个比较“娇贵”的部件，工作时温度极高，对于冷却也有着比较高的需求，不过随着技术的提升，如今涡轮增压器的寿命一般可以伴随车辆终生,而且这项技术现在也已经比较成熟。