渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增加，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。
汽車要跑得快，就必須要有強(qiáng)勁的動(dòng)力。目前汽車的動(dòng)力系統(tǒng)可粗分為自然進(jìn)氣系統(tǒng)及增壓進(jìn)氣系統(tǒng)兩大類。在歐洲跑車中，除了寶馬汽車公司依然堅(jiān)持使用自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)外，其他各汽車公司為了提升車輛的動(dòng)力性能，紛紛采用增壓系統(tǒng)，例如：奔馳跑車使用機(jī)械增壓系統(tǒng)，紳寶汽車則為渦輪增壓的開山鼻祖。近年日系汽車也開始大量采用渦輪增壓技術(shù)。自然進(jìn)氣系統(tǒng)沒有安裝任何形式的增壓器，只是利用活塞下行所產(chǎn)生的負(fù)壓來吸進(jìn)混合氣。雖然自然進(jìn)氣系統(tǒng)通過可變氣門正時(shí)系統(tǒng)能夠得到較大的馬力輸出，但動(dòng)力的提升很有限。為了有效增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，采用增壓系統(tǒng)可說是最有效的方式。最常見的發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng)有機(jī)械增壓與廢氣渦輪增壓兩種。
機(jī)械增壓
發(fā)動(dòng)機(jī)以機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)機(jī)械增壓器進(jìn)行增壓，稱為機(jī)械增壓。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)采用機(jī)械增壓時(shí)，通常由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)增壓器。增壓器一般采用離心式或羅茨壓氣機(jī)，個(gè)別的采用螺桿式壓氣機(jī)。近年來，在國(guó)外也開始采用新型的機(jī)械渦旋式增壓器。因?yàn)轵?qū)動(dòng)壓氣機(jī)消耗了發(fā)動(dòng)機(jī)一定的輸出功率，所以機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率不一定得到改善，有時(shí)反而比非增壓內(nèi)燃機(jī)還低些。選擇增壓壓力時(shí)，首先要保證能達(dá)到所要求的平均有效壓力，其次要獲得盡可能低的燃油消耗率。擔(dān)這兩個(gè)要求對(duì)于機(jī)械增壓來說常常是相互矛盾的。如果追求平均有效壓力，則必然導(dǎo)致機(jī)械效率降低，燃油消耗率升高。因此，增壓壓力值的選取應(yīng)在功率和燃油消耗率兩者之間尋求最佳的妥協(xié)方案。機(jī)械增壓系統(tǒng)目前在歐洲車上用得較普遍。由于機(jī)械增壓的增壓機(jī)是在曲軸的帶動(dòng)下持續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，因此不動(dòng)產(chǎn)生像渦輪增壓的渦輪遲滯現(xiàn)象。機(jī)械增壓雖然只能提升約10%20%的動(dòng)力輸出，但平順連續(xù)性是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)所不及的。
廢氣渦輪增壓
利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣能量驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器，稱為廢氣渦輪增壓（簡(jiǎn)稱渦輪增壓），如圖所示是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)。廢氣渦輪增壓的特點(diǎn)是在渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)之間沒有機(jī)械連接。它們之間靠氣路相通。因?yàn)閴簹鈾C(jī)消耗的功是渦輪從廢氣中回收的一部分能量，所以渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)不僅可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，而且可以提高其熱效率，降低燃油消耗率。如果在轎車尾部看到Turbo或者T的標(biāo)識(shí)，即表明該車采用的發(fā)動(dòng)機(jī)是渦輪增壓的。渦輪增壓器實(shí)際上是臺(tái)空氣壓縮機(jī)，它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性推動(dòng)渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪壓縮由空氣濾清器管道送來的空氣，使空氣增壓后進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步提高，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃油，相應(yīng)增加油量和調(diào)整一下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。
渦輪增壓器已經(jīng)普及到許多類型的汽車上，它彌補(bǔ)了一些自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的先天不足，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不改變排氣量的情況下可以提高輸出功率30%以上。因此許多汽車制造公司都采用這種增壓技術(shù)來改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，藉以實(shí)現(xiàn)轎車的高性能化。
對(duì)增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行理論計(jì)算，選擇合適的增壓器增壓度和發(fā)動(dòng)機(jī)的一些參數(shù)，鑒于增壓器的工作特點(diǎn)以及發(fā)動(dòng)機(jī)最佳匹配的原則，確定合適的匹配參數(shù)。國(guó)內(nèi)的增壓器廠家也對(duì)增壓器的匹配有過一些研究，介紹了如何合理選用國(guó)產(chǎn)增壓器代替已損壞的進(jìn)口增壓柴油機(jī)增壓器的方法，并給出了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的各種渦輪增壓器的技術(shù)參考。多種進(jìn)口機(jī)械的增壓柴油機(jī)進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)增壓器的匹配試驗(yàn),，都取得了成功。
誤區(qū)一：隨意更換機(jī)油
在“喝”機(jī)油方面，渦輪增壓器確實(shí)比較“嬌氣”，除了量比普通自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)大一些外，對(duì)油品的要求也更高。因?yàn)闇u輪增壓器的設(shè)計(jì)與自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)不同，其主轉(zhuǎn)軸采用浮動(dòng)式設(shè)計(jì)，渦輪本體和主轉(zhuǎn)軸之間充滿了機(jī)油，整個(gè)主轉(zhuǎn)軸依靠潤(rùn)滑油來散熱與潤(rùn)滑，而劣質(zhì)機(jī)油的粘稠度較高，流動(dòng)性較差，無法較好地發(fā)揮作用。建議車主在這方面增加一些投入，給車輛更換全合成機(jī)油。
誤區(qū)二：到目的地馬上熄火
在發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后，車主在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)之前，一定要怠速運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘，讓機(jī)件能有效冷卻并得到潤(rùn)滑。馬上熄火的用車行為會(huì)令車輛經(jīng)常處于高速空轉(zhuǎn)狀態(tài)，其問題與突然加速一樣，都會(huì)傷害到車輛的軸承。
誤區(qū)三：一啟動(dòng)就轟油門
能在短時(shí)間內(nèi)提高速度是渦輪增壓車的一大特點(diǎn)，但是這并非意味著車主可以粗魯?shù)貙?duì)待愛車，實(shí)際上，剛啟動(dòng)后猛轟油門易損壞增壓器油封。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)很高，啟動(dòng)車輛后，不能急踩加速踏板，應(yīng)先怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3—5分鐘，使機(jī)油泵有充足的時(shí)間把機(jī)油輸送到渦輪增壓器的各個(gè)部位，同時(shí)機(jī)油溫度慢慢上升后，流動(dòng)性更好，此時(shí)提速才會(huì)“如魚得水”。
