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[摘 要]汽车涡轮增压是通过采用专门的压气机，预先对进入气缸的气体进行压缩，提高进入气缸的气体密度，增大进气量，更好地满足燃料的燃烧需要，从而达到提高发动机功率的目的。本文旨在介绍汽车涡轮增压技术的现状与发展。
[关键词]涡轮增压 种类 现状 发展
中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0091-01
汽车发动机是依靠燃料在发动机气缸内燃烧从而对外输出功率。在发动机排量一定的情况下，若想提高发动机的输出功率，除了多提供燃料燃烧，就是提供更多的空气。汽车发动机采用增压技术后，不但动力性、经济性会得到显著提高，而且其排放性能也有所提高，这对消除油价飞涨和满足日益严格的排放法规来说意义是十分重大的。
1 发动机增压技术的种类
发动机增压的方法主要有四类：机械增压、废气涡轮增压、复合增压及气波增压。
1.1 机械增压
如图1所示，增压器的压气机转子由发动机曲轴通过齿轮、皮带或链条等传动装置来驱动旋转，从而将空气压缩并送入发动机气缸，达到增压的目的。这种增压器响应迅速，但由于需要额外的传动装置，机械式增压器的结构比较复杂，体积较大，同时还要消耗一定的发动机有效功率，因此燃料经济性会受到一些影响。
1.2 废气涡轮增压
如图2所示，利用发动机排出的废气能量来驱动增压器的涡轮，并带动同轴上的压气机叶轮旋转，将空气压缩并送入发动机气缸。由于废气涡轮增压器利用排气能量驱动，与发动机之间没有任何机械传动连接，使得它的机械效率更好。同时，它不需要复杂的传动机构，而通过不断的技术积累，传统废气涡轮增压器的涡轮迟滞现象也得到了很好的控制。因此成为目前应用最为广泛的发动机增压装置。
2 汽车涡轮增压技术的现状
2.1 汽车涡轮增压技术的发展
早在十年前大众公司率先将涡轮增压车型带入国内，让人们尝到了涡轮这个小部件带来的真正威力，在国内涡轮增压技术最先应用于奥迪200轿车，以后又有奥迪A6的1.8T（即turbocharaed，涡轮增压），直至现在的的帕萨特1.8T、宝来的1.8T等等。这就是至今为止，增压技术在汽油机上得不到广泛应用的主要原因，但是随着技术的不断提高，应用会越来越广。
2.2 废气涡轮增压器的构造和工作原理
2.2.1 废气涡轮增压器的构造
废气涡轮增压器（简称涡轮增压器）的体积不大，它由涡轮机和压气机两个主要部件，以及轴和轴承、润滑系统、冷却系统、密封件、隔热装置等组成。涡轮机由固定的喷嘴环、旋转的叶轮和涡轮壳组成。压气机又称离心压缩机，由进气道、工作轮、扩压器和出气蜗壳组成。
2.2.2 涡轮增压技术在汽车上的应用
现代柴油机上使用废气涡轮增压器已经非常普遍，它们在汽油机上的应用也正在推广。目前国内可以买到的原装搭载涡轮增压系统引擎的车型并不多，基本上都是集中在几只牌子上，而且都属于中型级别以上，据统计，车市上搭载涡轮增压技术的主要车型有：领驭2.8V6、帕萨特1.8T、途安1.8T5座版、宝来1.8T、奥迪A4 1.8T、奥迪A6 2.5 TDI、速腾1.8T、凯迪拉克BLS、VolvoS40T5、VolvoS802.5T、森林人2.0XT、萨博9-3Vector2.0T、萨博9-5AERO、特拉卡2.9CRDi等，对于一般用户而言，买台“带T的”就是涡轮增压车型后的第一个反应就是：“比普通车的自然吸气引擎车动力强劲了不少！”的确，涡轮增压引擎得益于它与众不同的工作原理，使其拥有优异的升功率表现，相对于同功率的车，在相同的动力输出数据和非极端使用条件下，油耗方面未必会比NA（自然吸气发动机）车差。而且，其最大的优点就是升级、改装的便利性和原厂就具备的性能提升潜力也非自然吸气发动机可以媲美的。
2.3 涡轮增压器的使用与检查
2.3.1 使用时的注意事项
由于涡轮增压器经常处于高速、高温下工作，增压器废气涡轮端的温度在600℃左右，增压器转子以832-1040r/min的高速旋转，因此为了保证增压器的正常工作，使用中应注意以下几点：
（1）不能着车就走 发动机发动后，特别是在冬季，应让其怠速运转一段时间，以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。所以刚启动后千万不能猛轰油门，以防损坏增压器油封。
（2）不能立即熄火 发动机长时间高速运转后，不能立即熄火。发动机工作时，有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的。正在运行的发动机突然停机后，机油压力迅速下降为零，增压器涡轮部分的高温传到中间，轴承支承壳内的热量不能迅速带走，而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转，因此，发动机热机状态下如果突然停机，会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以发动机大负荷、长时间运行后，在熄火前应怠速运转3-5min，让增压器转子的转速降下来以后再熄火。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火。
3 汽车涡轮增压技术的发展趋势
由于涡轮增压器是由发动机排出的废气驱动增压，因此要在发动机达到一定转速时才能被启动，涡轮增压器的动态响应存在一定的“滞后”。针对涡轮增压技术的这个固定特点，欧美一些汽车公司优化设计了涡轮增压器，使得涡轮增压技术能够更好地应用与汽车发动机。
3.1 可变截面涡轮增压技术
可变截面涡轮增压技术能有效解决“涡轮迟滞”的问题，使发动机在高速和低速下都能获得充足的进气量。在柴油发动机领域，可变截面涡轮增压技术已得到了广泛的应用。但是，由于汽油机的排气温度远远高于柴油机，一般增压器的硬件材质很难承受如此高温的环境，因此可变截面涡轮增压技术迟迟未能在汽油机上运用。博格华纳与保时捷联手克服了这个难题，使用耐高温的航空材料，开发出首款搭载可变截面涡轮增压技术的汽油机。随着科技的发展，更多耐高温材质将相继推出，更多汽车厂家将在汽油机中应用可变截面涡轮增压技术。
总之，随着科技的不断进步，涡轮增压器的性能肯定会进一步提高，空气压缩比会更大。涡轮增压发动机已经成为提高发动机性能的主流方向，欧洲装备涡轮增压器的汽车已经达到了汽车市场的50%，我国的轿车市场也进入了涡轮增压技术的黄金时期，其在不断改善汽车动力性能的同时，在节能和环保方面也将作出更大的贡献。
参考文献
[1] 马明芳.电控废气涡轮增压系统的结构与工作原理[J].汽车运用，2008，（5）.
[2] 安立群.涡轮增压原理和使用方法[J].汽车时代，2007，（3）.
[3] 忻文.涡轮增压+直喷 大众TSI发动机的核心技术[J].汽车与配件，2011，（11）.
[关键词]涡轮增压 种类 现状 发展
中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0091-01
汽车发动机是依靠燃料在发动机气缸内燃烧从而对外输出功率。在发动机排量一定的情况下，若想提高发动机的输出功率，除了多提供燃料燃烧，就是提供更多的空气。汽车发动机采用增压技术后，不但动力性、经济性会得到显著提高，而且其排放性能也有所提高，这对消除油价飞涨和满足日益严格的排放法规来说意义是十分重大的。
1 发动机增压技术的种类
发动机增压的方法主要有四类：机械增压、废气涡轮增压、复合增压及气波增压。
1.1 机械增压
如图1所示，增压器的压气机转子由发动机曲轴通过齿轮、皮带或链条等传动装置来驱动旋转，从而将空气压缩并送入发动机气缸，达到增压的目的。这种增压器响应迅速，但由于需要额外的传动装置，机械式增压器的结构比较复杂，体积较大，同时还要消耗一定的发动机有效功率，因此燃料经济性会受到一些影响。
1.2 废气涡轮增压
如图2所示，利用发动机排出的废气能量来驱动增压器的涡轮，并带动同轴上的压气机叶轮旋转，将空气压缩并送入发动机气缸。由于废气涡轮增压器利用排气能量驱动，与发动机之间没有任何机械传动连接，使得它的机械效率更好。同时，它不需要复杂的传动机构，而通过不断的技术积累，传统废气涡轮增压器的涡轮迟滞现象也得到了很好的控制。因此成为目前应用最为广泛的发动机增压装置。
2 汽车涡轮增压技术的现状
2.1 汽车涡轮增压技术的发展
早在十年前大众公司率先将涡轮增压车型带入国内，让人们尝到了涡轮这个小部件带来的真正威力，在国内涡轮增压技术最先应用于奥迪200轿车，以后又有奥迪A6的1.8T（即turbocharaed，涡轮增压），直至现在的的帕萨特1.8T、宝来的1.8T等等。这就是至今为止，增压技术在汽油机上得不到广泛应用的主要原因，但是随着技术的不断提高，应用会越来越广。
2.2 废气涡轮增压器的构造和工作原理
2.2.1 废气涡轮增压器的构造
废气涡轮增压器（简称涡轮增压器）的体积不大，它由涡轮机和压气机两个主要部件，以及轴和轴承、润滑系统、冷却系统、密封件、隔热装置等组成。涡轮机由固定的喷嘴环、旋转的叶轮和涡轮壳组成。压气机又称离心压缩机，由进气道、工作轮、扩压器和出气蜗壳组成。
2.2.2 涡轮增压技术在汽车上的应用
现代柴油机上使用废气涡轮增压器已经非常普遍，它们在汽油机上的应用也正在推广。目前国内可以买到的原装搭载涡轮增压系统引擎的车型并不多，基本上都是集中在几只牌子上，而且都属于中型级别以上，据统计，车市上搭载涡轮增压技术的主要车型有：领驭2.8V6、帕萨特1.8T、途安1.8T5座版、宝来1.8T、奥迪A4 1.8T、奥迪A6 2.5 TDI、速腾1.8T、凯迪拉克BLS、VolvoS40T5、VolvoS802.5T、森林人2.0XT、萨博9-3Vector2.0T、萨博9-5AERO、特拉卡2.9CRDi等，对于一般用户而言，买台“带T的”就是涡轮增压车型后的第一个反应就是：“比普通车的自然吸气引擎车动力强劲了不少！”的确，涡轮增压引擎得益于它与众不同的工作原理，使其拥有优异的升功率表现，相对于同功率的车，在相同的动力输出数据和非极端使用条件下，油耗方面未必会比NA（自然吸气发动机）车差。而且，其最大的优点就是升级、改装的便利性和原厂就具备的性能提升潜力也非自然吸气发动机可以媲美的。
2.3 涡轮增压器的使用与检查
2.3.1 使用时的注意事项
由于涡轮增压器经常处于高速、高温下工作，增压器废气涡轮端的温度在600℃左右，增压器转子以832-1040r/min的高速旋转，因此为了保证增压器的正常工作，使用中应注意以下几点：
（1）不能着车就走 发动机发动后，特别是在冬季，应让其怠速运转一段时间，以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。所以刚启动后千万不能猛轰油门，以防损坏增压器油封。
（2）不能立即熄火 发动机长时间高速运转后，不能立即熄火。发动机工作时，有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的。正在运行的发动机突然停机后，机油压力迅速下降为零，增压器涡轮部分的高温传到中间，轴承支承壳内的热量不能迅速带走，而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转，因此，发动机热机状态下如果突然停机，会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以发动机大负荷、长时间运行后，在熄火前应怠速运转3-5min，让增压器转子的转速降下来以后再熄火。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火。
3 汽车涡轮增压技术的发展趋势
由于涡轮增压器是由发动机排出的废气驱动增压，因此要在发动机达到一定转速时才能被启动，涡轮增压器的动态响应存在一定的“滞后”。针对涡轮增压技术的这个固定特点，欧美一些汽车公司优化设计了涡轮增压器，使得涡轮增压技术能够更好地应用与汽车发动机。
3.1 可变截面涡轮增压技术
可变截面涡轮增压技术能有效解决“涡轮迟滞”的问题，使发动机在高速和低速下都能获得充足的进气量。在柴油发动机领域，可变截面涡轮增压技术已得到了广泛的应用。但是，由于汽油机的排气温度远远高于柴油机，一般增压器的硬件材质很难承受如此高温的环境，因此可变截面涡轮增压技术迟迟未能在汽油机上运用。博格华纳与保时捷联手克服了这个难题，使用耐高温的航空材料，开发出首款搭载可变截面涡轮增压技术的汽油机。随着科技的发展，更多耐高温材质将相继推出，更多汽车厂家将在汽油机中应用可变截面涡轮增压技术。
总之，随着科技的不断进步，涡轮增压器的性能肯定会进一步提高，空气压缩比会更大。涡轮增压发动机已经成为提高发动机性能的主流方向，欧洲装备涡轮增压器的汽车已经达到了汽车市场的50%，我国的轿车市场也进入了涡轮增压技术的黄金时期，其在不断改善汽车动力性能的同时，在节能和环保方面也将作出更大的贡献。
参考文献
[1] 马明芳.电控废气涡轮增压系统的结构与工作原理[J].汽车运用，2008，（5）.
[2] 安立群.涡轮增压原理和使用方法[J].汽车时代，2007，（3）.
[3] 忻文.涡轮增压+直喷 大众TSI发动机的核心技术[J].汽车与配件，2011，（11）.