涡轮增压器是一个利用发动机废气能量驱动,强制增加进气量的空气压缩机。它的核心作用是提高发动机的进气密度,从而在不增加排量的前提下,显著提升发动机的功率和扭矩,让小排量发动机也能拥有大排量般的动力表现。
涡轮增压器由涡轮和压气机两部分通过同一根传动轴同轴连接,具体工作流程如下:
废气驱动涡轮:发动机排出的高温高压废气,高速冲击并推动涡轮室内的涡轮叶片高速旋转。
同轴带动压气机:涡轮通过传动轴直接带动另一端的压气机叶轮同步旋转。
压缩空气:压气机将经过空滤的新鲜空气吸入并进行压缩,将空气密度增大,然后通过中冷器降温后送入气缸。
当空气被压缩后,气缸内的氧气含量大幅增加。此时配合更多的喷油量,燃烧就能更充分、更剧烈,从而爆发出更大的功率。一台加装涡轮增压器的小排量发动机,其功率通常能提升20%至40%。
优势:在不增加发动机排量和重量的前提下,实现了动力的大幅提升;同时,由于小排量发动机在巡航等低负荷工况下更省油,有助于满足日益严苛的排放法规。
主要局限:
涡轮迟滞:这是涡轮增压最常被提及的缺点。在发动机低转速时,废气量不足以让涡轮瞬间达到工作转速,导致急踩油门时动力响应会慢半拍。
工作环境严苛:涡轮增压器在高温高压下工作,对润滑和冷却要求很高,使用成本相对较高。
根据驱动方式和应用场景,涡轮增压器主要分为: