发布于 08-04 18:00:20
涡轮增压器的介入不一定是越早越好，要根据发动机的排量以及定位去取舍，涡轮正压越早，迟滞越小，建立压力越快，但是相对来说增压效果就略差，对大功率输出不利。
随着涡轮增压技术的不断发展，涡轮增压发动机越来越普及普及，但是，很多车友对涡轮增压发动机的运行原理和机制仍然存在很大的误区，下面简单的和大家普及一下。
无论是自然吸气还是涡轮增压，其本质仍然属于电子喷射发动机，仍然遵循着电喷发动机的原理，通过空气流量传感器、进气温度传感器检测进气量，通过氧传感器监测尾气中氧含量，再通过发动机的ECU根据各种传感器计算实际喷油量并控制喷油嘴的喷油脉宽喷油，最终使发动机的空燃比维持在合理的范围内。
发动机是热机，理论上燃烧更多的燃料会输出更大的动力，但是在自然吸气发动机时代，进气量受限于物理排量，无法进一步提升，于是，涡轮增压应运而生。
对于涡轮增压发动机来说，我们可以理解为在进气道上安装了一个鼓风机，这个鼓风机的动力来自发动机尾气推动涡轮，然后带动同轴涡轮随着转动，涡轮达到一定转速以后，会不停的把空气吹向进气歧管，增加空气压力和空气密度，使同一时间进气量增加，然后再通过匹配喷油量，实现增加输出功率的目的。
在排气段集成的涡轮就相当于一个风力发电的扇叶，只要有风就会旋转，只要发动机运转就会转动，但是，当发动机转速较低时，涡轮转速慢，进气段所形成的压力非常小，压力比不上发动机在低速运转时所需要的空气压力，此时进气歧管为负压状态。可以理解涡轮在空转。
发动机转速逐渐升高，达到正压的临界转速时，涡轮的转速也越来越快，在这个一个临界转速涡轮产生的压力要超过进气压力，此时就是所谓的涡轮介入，也就是涡轮正压临界转速。实际上这个临界转速是在节气门全开状态下获得的，因此，在很多测试曲线上会有一个明显的扭矩上升过程。
当发动机的转速超过临界转速以后，虽然可以达到正压的临界值，但是不一定要处于正压状态，因为发动机进气压力一旦处于正压状态，就意味着进气量的增加，输出功率的增加，同时也会带来油耗的增加，而汽车在中低速匀速行驶时，所需要的输出功率非常有限，可能只需要20到30千瓦，涡轮处于正压，既没有意义，又会导致油耗升高。
为了避免这种情况，根据发动机的需要来增加进气压力，工程师在涡轮增压器的进气端安装了进气泄压阀，也就是说，虽然发动机的尾气吹动涡轮高速旋转，可以形成正压，但是为了避免重压带来的高功率和高油耗，就需要将压力卸出，进气泄压阀在此时打开，高压气体通过泄压阀进入到涡轮的前端，虽然涡轮此时仍然在高速旋转，但是不会形成有效压力。
当进行爬坡、急加速时，需要较大的功率，节气门的开度变大，发动机转速也超过正压临界值，此时当ecu检测到动力需求时，控制关闭进气泄压阀，进气压力增大，大量的空气送进节气门，此时进气歧管的压力为正压状态。进气量增大，随之而来的就是喷油量的增大，动力增加。
回到主题里，当涡轮的惯量越小，意味着被尾气推动所需要的能量就越小，转动就越明显，这样涡轮迟滞现象就相对要小得多，这比较容易理解，就是当尾气辆量足够的时候，涡轮比较轻巧地转动起来。通常情况下，在一些突出动力的发动机上，往往会有这样的设计倾向，采用小惯量的涡轮，可以使涡轮增压器更快的建立正压，从而在低转速时就可以输出较大的功率。
对于排量相对较大的，又偏重于油好的设计，通常情况下，涡轮正压的转速并不会太低，在正雅临界转速以前，通常会相当于自然吸气发动机的效果，喷油量不大，动力输出也不大。
小惯量涡轮也有一个明显的缺点，那就是由于涡轮的惯性有限，推动涡轮很容易，没有尾气的时候，涡轮的转速也会迅速降低，涡轮惯量太小对发动机尾气的持续性需求比较严重，因此有时候也会形成动力延迟的情况。发动机收油和加油的瞬间动力响应，反而有些迟滞。
此外，小惯量涡轮的惯性太小，无法形成较高的压力，表现的现象就是增压压力有限，发动机功率输出有限。
涡轮增压发动机在涡轮正压时，喷油量会增加，输出较大功率，在涡轮负压时，相当于一个自然吸气发动机，因此，其油耗与运转工况有很大关系。
一般情况下涡轮增压发动机和相同功率的自然吸气发动机相比时省油的，比如，一台1.8T涡轮增压发动机可以和一台2.5L自然吸气发动机的功率相当，但是1.8T都物理排量更小，泵气损失也就更小，而日常匀速行驶时进气歧管大部分时间处于负压，相当于一台自然吸气发动机，1.8L的动力输出足以保证匀速行驶所需要的功率，当急加速或大功率高速行驶时，涡轮正压，发动机的扭矩增大。
根据发动机功率P＝转速*扭矩/9550
这个公式，在输出相同功率时，涡轮增压的扭矩更大，因此转速更低，泵气损失更小。而自然吸气发动机的扭矩相对较小，转速会攀升，泵气损失更大，因此总体上看，涡轮增压发动机在同功率输出时油耗也会更低。
