转子发动机纸

发动机通过燃烧气缸中的燃料来发电。燃料的输入量受到吸入气缸的空气量的限制，产生的功率也会受到限制。如果发动机的运行性能处于最佳状态，增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来提高燃烧功能，从而增加燃油量。在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一能在不改变工作效率的情况下增加发动机输出功率的机械装置。

结构

涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器。涡轮室的入口与排气歧管连接，出口与排气管连接。增压器的进气口与空气滤清器管路连接，出气口与进气歧管连接。涡轮和叶轮分别安装在涡轮室和增压器中，它们同轴刚性连接。

原则

涡轮增压器其实就是空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它利用发动机排出的废气的惯性冲力推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，叶轮将空气滤清器管路送来的空气加压送入气缸。当发动机转速增加时，废气排出速度与涡轮转速同步增加，叶轮将更多的空气压缩到气缸中。随着空气压力和密度的增加，可以燃烧更多的燃料。通过相应地增加燃料量和调节发动机转速，可以增加发动机的输出功率。

技术

涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上，处于高温、高压、高速的工作条件下。其工作环境非常恶劣，工作要求苛刻，对材料和加工工艺要求高。其中，最难制造的是支撑涡轮轴的“浮动轴承”。其工作转速可达654.38+10万转以上，环境温度可达600度或700度以上，绝非普通轴承所能承受。因为轴承与机体内壁之间有油进行冷却，所以又称为“全浮动轴承”。

劣势

此外，涡轮增压器虽然具有辅助发动机提升动力的功能，但也有其不足之处，最明显的就是“滞后响应”，即由于叶轮的惯性，对油门的突然变化反应较慢，即使改进后，反应时间也会为1.7秒，会延迟发动机输出功率的增大或减小。对于一辆想要突然加速或者超车的车来说，瞬间会感觉有点迟滞。

改善

但毕竟涡轮增压器是无利可图的。它是利用发动机的废气来工作的，如果不利用这些废气的能量就会被浪费掉。因此，自涡轮增压器问世以来，人们经常对其进行技术改造，如提高加工精度，尽量减小涡轮与涡轮腔内壁的间隙，以提高废气的能量利用率；采用新材料陶瓷，可以将涡轮增压器做得更紧凑、更小，利用陶瓷耐热性高、刚性强、重量轻等优点，减少涡轮的“滞后响应”时间。

最近30年，涡轮增压器被广泛应用于多种类型的汽车上，弥补了部分自然吸气发动机的固有缺点，在不改变气缸工作容积的情况下，可使发动机输出功率提高10%以上。因此，许多汽车制造公司采用这种增压技术来提高发动机的输出功率，从而实现汽车的高性能。

图形涡轮增压器

涡轮增压器其实就是空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它利用发动机排出的废气的惯性冲力推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，叶轮将空气滤清器管路送来的空气加压送入气缸。当发动机转速增加时，废气排出速度与涡轮转速同步增加，叶轮将更多的空气压缩到气缸中。随着空气压力和密度的增加，可以燃烧更多的燃油，通过相应增加燃油量和调节发动机转速，可以增加发动机的输出功率。

通常，内燃机以“自然进气”模式工作。这种模式利用活塞下降时气缸内部产生的真空，借助外部大气压力，将混合气压注入气缸。但由于各种因素，很难达到100%。根据实测数据，一般汽油机的容积比约为60%-70%。即使是设计良好的发动机也只能达到80%左右。因为1%的容积率每增加一次，发动机的输出功率可以增加3%左右，所以人们发明了增压器。

增压器最初用于柴油机，分为活塞式和离心式，由发动机输出的动力驱动。因为柴油机是燃油喷射点火方式，压缩空气是纯空气，不像汽油机是在混合气压缩过程中通过火花塞的高压火花点火，为了提高功率，柴油机的压缩比已经很高了，加上增压器后功率可以提高30%~100%。但是它消耗了发动机的一部分输出功率，对于汽车、摩托车使用的轻型汽油机来说是得不偿失的，所以设计师们想到了一个利用废气驱动增压器的方法，也就是排气涡轮增压器。

涡轮增压器由安装在同一涡轮增压器轴上的涡轮叶轮和压缩机叶轮组成。涡轮增压器轴由涡轮增压器壳体中的轴承支撑。涡轮叶轮和压缩机叶轮上有许多叶片。气缸排出的废气直接进入涡轮，带动叶轮和增压器轴旋转。因为压缩机叶轮固定在增压器轴的另一端，所以压缩机叶轮也随轴旋转。

压缩机的叶轮安装在进气管中。当叶轮转动时，空气被吸入进气管，经压缩机压缩后送入进气管。大多数增压发动机都是进气道燃油喷射发动机，喷入进气道的燃油与压缩空气混合，形成稠密的空燃混合气。随着进入气缸的混合气体量增加，发动机功率增加。

涡轮增压叶轮的转速超过100 000r/min，因此叶轮的平衡和轴承润滑非常重要。在增压器开始给进气管内的空气加压之前，增压器轴必须达到一定的转速。有些涡轮增压器在发动机转速为1 250转/分时开始压缩空气，在2 250转/分时达到最大增压压力。

第一，增压压力的控制

如果不限制涡轮增压器的增压压力，过高的进气管压力和过高的燃烧压力都可能损坏发动机零件，所以很多涡轮增压器都装有放气波纹管。从隔膜盒到涡轮壳的放气阀由连杆连接，膜片弹簧压住放气阀使其关闭，进气管内的增压压力作用在放气阀膜片上。当进气管内的增压压力达到最大安全极限时，增压压力推动放气膜片，打开气阀，使部分废气不通过涡轮叶轮，从而限制涡轮增压器轴的转速和增压压力。在某些发动机上，作用在放气膜片上的增压压力是由计算机控制的，增压压力是通过PCM打开或关闭电磁线圈来控制的。有些电脑根据预先编好的程序，在突然加速时允许短时间产生较高的增压压力，以提高发动机的加速性。

第二，涡轮增压器的冷却

废气流经涡轮叶轮以提高涡轮增压器的温度，尤其是当发动机在重负荷下工作时。许多涡轮增压器具有从涡轮增压器壳体到冷却系统的冷却水管，冷却液在涡轮增压器壳体中循环以冷却轴和轴承。发动机润滑系统的油从主油道供应到增压器的轴承和轴，以润滑和冷却轴承，然后通过增压器壳体返回曲轴箱。油封安装在增压器的轴上，以防止油泄漏到压缩机或涡轮叶轮室中。如果油封损坏，油会逸入压缩机或压缩机叶轮室，导致排气冒蓝烟，油耗增加。

有些涡轮增压器不与增压器外壳的冷却水管相连，而是靠油和空气冷却。如果发动机在高负荷或高转速下工作后立即停机，机油可能会在被机油和空气冷却的增压器的轴承中燃烧，燃烧产生的硬碳颗粒会划伤增压器的轴承。如果增压器壳体内有冷却液循环，可以降低轴承温度来避免此类问题。因此，由机油和空气冷却的涡轮增压器在重载或高速运转后，停机前，应至少怠速运转1min，这有助于防止涡轮增压器轴承损坏。

三、国外涡轮增压技术的发展和应用

虽然涡轮增压器在重载场合已经使用多年，但在1980之前并没有在汽车上广泛使用，直到各种耐热材料的出现，涡轮增压器低速加速慢，轴承冷却困难等问题才逐渐解决。雪佛兰最早在CORVAIA汽车上使用涡轮增压器，后来在很多赛车上使用。有些采用2~3个涡轮增压器串联，增加到3个大气压，达到非增压发动机功率的数倍。日本本田公司率先采用涡轮增压器和电喷系统控制CX500摩托车发动机的燃油供给，使其最大功率达到57.33kW(8000r/min)，而同级车型中无涡轮增压器的发动机功率仅为35.28kW，功率提高了62.5%。随后，日本铃木公司和雅马哈公司在大排量摩托车发动机上使用了涡轮增压器，其发动机的最大功率和转速都有了很大的提高。自陶瓷材料问世以来，由于其具有硬度大、耐腐蚀、耐热、抗热震、抗高温变化、自润滑、高温工作环境下性能稳定等优点，被用来制作“陶瓷发动机”和“陶瓷增压器”，不加冷却系统和润滑系统，体积可减少40%，质量可减少20%，使用寿命可减少65，438+000%。

四。我国涡轮增压器开发应用的技术现状及前景

目前，金属涡轮增压器已广泛应用于汽车和国外摩托车，而陶瓷涡轮增压器和陶瓷发动机代表了该技术的重要发展方向。国内大型汽车和柴油机制造公司，如一汽、二汽、广西重汽、扬州柴油机等，已经成功开发了涡轮增压器，而国内对陶瓷材料的研究起步较晚，但国产陶瓷材料汽车发动机已经问世。为加快涡轮增压技术在国产摩托车发动机上的应用，应首先推广金属涡轮增压技术在大排量摩托车上的应用，同时在全国范围内积极开展陶瓷发动机和陶瓷涡轮增压器的开发应用研究，尽快推动涡轮增压技术在国产摩托车上的应用。

随着汽车逐渐普及到人们的生活中，我们对汽车的要求也在不知不觉中提高了。不知道从什么时候开始，路上出现了越来越多带“T”的车。为什么这些车在排量后面加个T，比如宝来的1.8T？哈哈，让作者告诉你，这个T代表涡轮增压，也就是说你可以用1.8L发动机的油耗，获得接近2.4L发动机的动力！真的有这么“免费”的午餐吗？答案是肯定的。来看看我们为您精心准备的《涡轮增压汽车全接触:基础素养》吧！

经典宝来1.8T涡轮增压发动机。

1.什么是涡轮增压？

首先，让我们弄清楚什么是涡轮增压。涡轮增压的英文名是Turbo。一般来说，如果我们在一辆车的车尾看到Turbo或者T，说明这辆车使用的发动机是涡轮增压发动机。相信大家在路上也见过不少这样的车型，比如奥迪A6 1.8T，帕萨特1.8T，宝来1.8T等等。

涡轮增压套件

涡轮增压的主要作用是增加发动机的进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，使汽车更有活力。发动机装上涡轮增压器后，其最大功率可以比没装涡轮增压器时提高40%甚至更高。这意味着同样的发动机经过增压后可以产生更大的动力。以我们最常见的1.8T涡轮增压发动机为例。增压后动力可以达到2.4L发动机的水平，但油耗并不比1.8发动机高多少。另一个层面，是提高燃油经济性，减少尾气排放。

但增压后发动机的压力和温度都大大增加，所以发动机的寿命会比同排量不增压的发动机短，机械性能和润滑性能都会受到影响，这也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机中的应用。

二、涡轮增压的原理

最早的涡轮增压器是用在跑车或者方程式赛车上，让发动机在那些发动机排量受限的赛车比赛中获得更大的动力。

红色是高温废气，蓝色是新鲜空气。

众所周知，发动机是通过燃烧气缸内的燃料来发电的。因为燃油输入量受到吸入气缸的空气量的限制，发动机产生的功率也会受到限制。如果发动机的运行性能处于最佳状态，增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃油量，从而改善燃烧功能。所以，在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一一个可以在不改变工作效率的情况下，增加发动机输出功率的机械装置。

我们通常所说的涡轮增压装置，其实就是空气压缩机，通过压缩空气来增加发动机的进气量。一般来说，涡轮增压是利用发动机排出的废气的惯性冲力，带动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴叶轮，将空气滤清器管路送来的空气加压进入气缸。当发动机转速增加时，废气排出速度与涡轮转速同步增加，叶轮将更多的空气压缩到气缸中。随着空气压力和密度的增加，可以燃烧更多的燃料。通过相应地增加燃料量和调节发动机转速，可以增加发动机的输出功率。

你可能觉得涡轮增压装置很复杂，其实不然。涡轮增压装置主要由涡轮室和增压器组成。首先，涡轮室的进气口与发动机的排气歧管相连，排气口与排气管相连。然后增压器的进气口连接空气滤清器管路，出气口连接进气歧管。最后，涡轮和叶轮分别安装在涡轮室和增压器中，并同轴刚性连接。这样一个集成的涡轮增压装置就完成了，你的发动机就像电脑CPU一样被“超频”了。

第三，涡轮增压的种类

1.机械增压系统:该装置安装在发动机上，通过皮带与发动机的曲轴相连。它从发动机的输出轴获得动力，驱动增压器的转子旋转，从而将增压后的空气吹入进气歧管。它的优点是涡轮转速和发动机转速相同，所以没有滞后现象，动力输出非常平顺。但由于安装在发动机的转轴内，还是要消耗一些功率，增压的效果也不高。

2.气波增压系统:利用高压废气的脉冲气波压缩空气。这种系统具有良好的增压性能和加速性能，但整个装置体积庞大，不适合安装在小型汽车上。

3.废气涡轮增压系统:这是我们日常生活中最常见的涡轮增压装置。涡轮增压器与发动机没有机械连接，实际上是一台空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它利用发动机排出的废气的惯性冲力推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，叶轮将空气滤清器管路送来的空气加压送入气缸。当发动机转速升高时，废气排出速度和车轮转速也同步升高，叶轮将更多的空气压缩到气缸中。随着空气压力和密度的增加，可以燃烧更多的燃料，相应地，可以通过增加燃料量来增加发动机的输出功率。一般来说，安装废气涡轮增压器后，发动机功率和扭矩会提高20%-30%。但是废气涡轮增压技术也有自己必须注意的点，就是泵轮和涡轮是通过一根轴连接的，也就是转子。发动机排出的废气带动泵轮，泵轮带动涡轮转动，涡轮转动给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气侧，所以增压器的工作温度很高，增压器转子的转速很高，可以达到每分钟几十万转。如此高的转速和温度使得普通的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，所以涡轮增压器一般采用全浮动轴承，由机油润滑，冷却液冷却。

4.复合增压系统:即废气涡轮增压和机械增压一起使用。这种装置广泛应用于大功率柴油机，其发动机输出功率高，燃油消耗率低，噪音低，但结构过于复杂，技术含量高，维修不易，难以推广。

四、涡轮增压发动机的缺点

诚然，涡轮增压确实可以提高发动机的动力，但它也有很多缺点，其中最明显的就是动力输出响应的滞后。我们来看一下涡轮增压的工作原理，就是由于叶轮的惯性，对油门的突然变化反应较慢，也就是说你大脚踩油门和叶轮转动之间有一个时间差，更多的空气被推进发动机，获得更大的动力，这个时间不短。一般来说，改进的涡轮增压也需要至少2秒的时间来增加或减少发动机的功率输出。想突然加速，会觉得瞬间加速不起来。

随着技术的发展，虽然各种使用涡轮增压器的厂家都在改进涡轮增压器的技术，但是由于设计原理的原因，开涡轮增压器的车和开大排量的车相比，感觉还是有些惊喜的。比如我们买一辆1.8T的涡轮增压车，实际行驶中加速肯定不如2.4L，但是只要等过了等待期，1.8T的动力也会上来，所以如果你追求驾驶的感觉，涡轮增压发动机不适合你。如果是高速跑什么的，涡轮增压会特别有用。

如果你的车经常在市区行驶，确实需要考虑是否需要涡轮增压，因为涡轮并不是一直启动的。其实在日常驾驶中，涡轮增压很少有机会启动，甚至用不上，对涡轮增压发动机的日常性能是有影响的。以斯巴鲁(富士)翼豹的涡轮增压为例。它的启动时间在3500转左右，最明显的动力输出点在4000转左右。此时会有二次加速的感觉，一直持续到6000转甚至更高。一般来说，我们在市区行驶时的换挡只有2000-3000之间，5档预估转速为120，也就是说除非你刻意停留在低档，否则转速不超过120 km/h的涡轮增压根本无法启动。没有涡轮增压的启动，你的1.8T其实只是一辆1.8功率的车，2.4的功率只能是你的心理作用。

此外，涡轮增压还有维护问题。以宝来的1.8T为例，6万公里左右就要更换涡轮。虽然次数不算太多，但毕竟无形中给自己的爱车增加了一笔保养费，对于经济环境不是特别好的车主来说，这一点尤其值得注意。

动词 （verb的缩写）涡轮增压发动机的使用

涡轮增压器利用发动机排出的废气驱动涡轮。再先进，也还是一套机械装置。由于经常在高速高温下工作，涡轮增压器的废气涡轮端温度在600度以上，涡轮增压器的转速也很高。因此，为了保证涡轮增压器的正常工作，对它的正确使用和维护是非常重要的。主要应遵循以下方法:

1.汽车发动机启动后，不要猛踩油门。你应该先休息三分钟。这是为了提高机油的温度，改善流动性，使涡轮增压器得到充分润滑。然后你就可以提高发动机转速开始行驶了。这一点在冬天尤为重要，预热汽车至少需要五分钟。

2.发动机长时间高速运转后，不能马上熄火。原因是发动机工作时，一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和冷却。运转中的发动机突然停止后，机油压力迅速下降到零，机油润滑会中断，涡轮增压器内部的热量无法被机油带走。此时涡轮增压器涡轮部分的高温会转移到中间，轴承支撑壳内的热量无法迅速带走，而涡轮增压器转子在惯性的作用下仍在高速旋转。这将导致涡轮增压器的旋转轴和轴套之间“卡死”,并损坏轴承和轴。另外，发动机突然熄火后，此时排气歧管的温度很高，其热量会被吸收到涡轮增压器壳体中，滞留在涡轮增压器中的机油会被煮沸成积碳。当这种积碳越积越多，就会堵塞进油口，导致轴套缺油，加速涡轮轴与轴套之间的磨损。因此，发动机熄火前应怠速运转三分钟，以降低涡轮增压器的转子转速。另外，值得注意的是，涡轮增压发动机也不适合长时间怠速运转，一般应保持在10分钟以内。

3.选择机油一定要注意。由于涡轮增压器的作用，进入燃烧室的空气质量和体积大大提高，发动机结构更加紧凑合理，更高的压缩比使发动机更加努力工作。加工精度也更高，装配技术要求更严格。这些都决定了涡轮增压发动机的高温、高转速、高功率、高扭矩、低排放的工作特性。同时也决定了发动机内部零件要承受更高的温度和更大的冲击、挤压、剪切力。因此，在为涡轮增压汽车选择机油时，要考虑其特殊性。使用的机油必须具有良好的抗磨性和耐高温性，建立油膜强度和稳定性高的润滑油膜块。合成机油或半合成机油正好可以满足这个要求，所以除了原厂指定的机油外，最好使用合成机油、半合成机油等优质润滑油。

4.机油和滤清器必须保持清洁，防止杂质进入，因为涡轮增压器的转轴和轴套之间的配合间隙很小。如果机油的润滑能力下降，涡轮增压器将过早报废。

5、需要按时清洗空气滤清器，防止灰尘等杂质进入高速旋转的压缩机叶轮，导致转速不稳定或加重轴套和密封的磨损。

6.要定期检查涡轮增压器的密封圈是否是蜜蜂。因为如果密封圈不密封，废气会通过密封圈进入发动机润滑系统，使机油变脏，使曲轴箱压力迅速升高。此外，发动机低速运转时，机油也会通过密封圈从排气管排出或进入燃烧室燃烧，造成机油过度消耗，“烧机油”。

7、涡轮增压器应经常检查是否有异常声音或异常振动，润滑油管道和接头是否泄漏。

8.涡轮增压器转子轴承的精度非常高，维修和安装的工作环境非常苛刻。因此，当涡轮增压器出现故障或损坏时，应该到指定的维修站进行维修，而不是到普通的修理厂进行维修。