选车必看：涡轮增压林子大了
作者：9100
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[导读]增压就是给发动机装了个风箱，不用手拉，用曲轴带、废气吹。常见的增压方式就这些，漏了的你来补充。
(本文代表我个人观点，仅供读者参考)& & &涡轮增压可是个大家族，有曲轴驱动机械增压、废气驱动涡轮增压、电机驱动涡轮增压；还可以分为中冷型废气驱动涡轮增压、机械+废气驱动涡轮增压等等。如果你想入手涡轮增压型发动机的汽车，把稳起见，先读读本文，再去网上收收，再找车友聊聊，对涡轮增压技术有了充分的认识，后悔就会少一些。1、为什么要增压？& & 发动机是通过燃烧含有燃油的空气（混合气）来推动活塞，活塞又推动曲轴、经过变速箱、传输系统带动轮子转动完成汽车行驶的。活塞在气缸里做上下运动，向下运动时气缸是负压，可以把混合气吸进气缸，这就是“自然吸气”，靠气缸自己吸气的发动机叫做自然吸气发动机。比如用炉子生火，点着火让它自己从下面的炉口吸空气燃烧就是自然吸气；如果火太小用鼓风机吹一下就是涡轮增压。其实中国妇女早就开始使用增压技术了，北方烧炉子做饭时拉风箱来鼓气就是传统的“手动式增压器”。& & 发动机工作时，气缸靠自己形成的负压吸满气是需要时间的，如果时间太短就很难吸满气。我们来算一下气缸靠自然吸气的时间有多长：发动机怠速转速（最低转速）通常是800转/分钟（rpm），一秒钟就要转13.3次。如果是4缸发动机，一个完整周期是二转，4个气缸都要吸一次气；这样每一转只有两个气缸吸气，就是说一个气缸必须在半秒钟内吸13.3次混合气。如果行驶速度是100公里，使用五档，很多车设定的发动机转速为2500转左右/分钟（也有的车设定的低一些，要看转速比设计），那么一个气缸在半秒钟内需要吸约40次混合气。如果是自然吸气发动机，用这么短的时间吸到的空气就会很少，输出的动力也不高，所以，设计人员想到了给发动机加个风箱鼓气，让发动机在高速转动时也能吸进足够的空气，这就是为什么要增压的原因。& & 我们来看一下自然吸气发动机和涡轮增压发动机的输出扭矩图形就可以理解两者的区别：& & 自吸发动机的扭矩曲线由低到高呈单峰型或双峰型，当你需要输出最大扭矩时，必须把发动机转速提高到最大扭矩转速。& & 这是涡轮增压发动机的输出扭矩图，扭矩（虚线）最大值呈现平台型，转速在1500转左右就可以输出最大扭矩，一直持续到4300转。这种扭矩变化还催生了一个新概念“低速高扭”，即低转速条件下的高扭矩输出；为了适应这种扭矩输出模式的变化，需要整个传输系统的一体化设计，也就是常常听到的“动力总成”概念。然而，对于初级水平的涡轮增压来说，有两个难点影响了低速高扭的反应性：其一是涡轮工作转速，也就是只有当发动机转速达到2000rpm时涡轮作用才会显现，所以就有了一个短暂的间隔期；其二是电子油门反应期，当加速信号通过油门踏板传递到ECU，有的ECU需要一定时间才能完成节气门变化、喷油量变化的流程，也会造成反应滞后，这种现象在自然吸气发动机也会有。2、增压器的驱动方式&&& 根据增压器的驱动方式不同，可以分为机械增压、涡轮增压和电增压三种基本形式。（1）、机械增压：& & 这是最古老的增压方式。最早在飞机上使用、然后在柴油机上使用，再后来也在汽油机上使用。机械增压属于全转速增压，目前在需要低速大扭矩的柴油发动机上仍然在使用，多见于四驱越野车等。机械增压器优点很多，比如技术成熟度高、全转速增压、增压效果稳定可靠、造价低、维护比较便宜、维修也简单；缺点是消耗部分功率和耗油量太高。& & 机械增压是靠曲轴来驱动的，只要发动机开始工作，增压系统就开始工作，发动机转的越快，增压器鼓的气就越多。网上有专业人员介绍柴油发动机的机械增压器最高可以提高3-4倍的进气量，汽油机低一些，大约3.0-0.5倍。用于没有公路的山地和土质松软的行驶面越野型四驱车来说，机械增压发动机确实是个好帮手；如果使用在城市路面为主要活动范围的城市越野（SUV）两驱型汽油机上，必须面对耗油量过高的现实问题。（2）涡轮增压& & 为了解决涡轮增压器耗油过高的问题，设计人员找到了不用曲轴来驱动增压器的方法：用一根轴连接两组涡轮，先利用排气管的废气推动一组涡轮转动（驱动涡轮），在带动另一组位于进气管的涡轮转动（增压涡轮）。这个设计的优点是不增加曲轴负荷，靠排气管的废气动能来驱动增压器。涡轮增压器的增压效果是非常明显的，可以明显提高中高转速条件下的输出扭矩，但也存在一些需要解决的问题。存在的基本问题是废气热量通过传动轴加热了工作涡轮，加上发动机机体温度传道，使空气经过涡轮时被加热，体积膨大，影响了充气效率最大化；另一个突出的问题是机油消耗过大的问题，从车友在网上提供的案例看，机油消耗量大大超过自然吸气发动机。这种增压器可以用于进气管喷射发动机和缸内直喷发动机，增压效果还是有区别的，我们分开来介绍一下。进气管喷射+涡轮增压：& & 最早使用涡轮增压的类型，主要目的是提高充气效率，用于柴油发动机和少量汽油发动机。这种组合的特点是在不改变气缸排气量的前提下加装了涡轮增压器，可以把输出扭矩提高约30%左右，扭矩贡献值通常只有1.0，最大扭矩起点一般在2000rpm以后；目前还可以见到一些2.0T中等输出扭矩（200-240Nm）的发动机在继续使用这一组合。缺点是耗油量高，发动机噪声也比较大，容易磨损…。& &从扭矩贡献值推算，奔腾X80的1.8T、长安CS75的1.8T等属于这一类型。小排量化进气管喷射发动机+涡轮增压：& & 为了在提高动力的同时降低耗油量，设计人员注意到一个特性：当使用涡轮增压器以后，输出扭矩多少和燃烧室大小以及容积效率关系更大，不一定需要使用很大的排气量。例如，一家自主品牌使用的1.3T发动机，最大输出扭矩为186牛米，比自吸发动机1.8L的输出扭矩170牛米还多16牛米，专业人员习惯把这样的发动机叫做“小排量化”发动机，也有的称为“低功版”涡轮增压发动机。这个类型的小排量化涡轮增压发动机的扭矩贡献值大于1.2，没有涡轮冷却装置。现在已经有自主品牌车的帝豪1.3T、众泰T600的1.5T、长城H2的1.5T、逸动1.5T等使用了这项技术。&缸内直喷发动机+中冷型涡轮增压：& & 缸内直喷发动机是直接把燃油喷到气缸内，可以提高输出扭矩、减少耗油量和减少尾气中污染物的数量。与进气管喷射发动机使用的涡轮增压器不同，缸内直喷发动机的涡轮增压器有一个中冷降温装置，目前使用的有气冷型和水冷型。这个冷却装置可以把空气的温度控制在50°C左右，提高了发动机进气量和抑制爆震发生，所以输出扭矩提高的更加明显，扭矩贡献值可以高达1.3-1.5。这一类型的另一个优势是对加油的反应时间较短，甚至可以做到同步进行，使汽车的操作性能大大提高。现在欧洲系列的车型使用这种技术的比较多，自主品牌的速锐1.5TDI属于缸内直喷+涡轮增压，具体是不是使用了中冷技术还不清楚，车友如果知道请在回帖中说一下。（3）电动增压器& & 这也是利用发动机“余能”来驱动涡轮的增压方式。配置在发动机上的发电机是负责为电瓶充电的装置，当电瓶充满电后，继电器会断开，发电机线圈中没有电流通过，曲轴仍然带着发电机空转，所以，利用空转的发电机继续发电来驱动另一个马达带动涡轮为气缸增压同样不需要耗费发动机功率。电涡轮增压的应用并不多见，好像国内有一款车型是采用这种增压方式，但销售量不高，暂时还不好评估。如果有哪位车友熟悉电涡轮增压，请在回帖中为大家介绍一下，我也学学。（4）复合型增压：& & 如果同时采用机械增压和废气涡轮增压就是复合型增压，优点是做到全转速增压的同时还可以克服单纯机械增压耗油量高的缺点。目前只有大众旗下的三款发动机使用了这项技术：1.4TSI、1.8TSI和2.0TSI。有车友说国内生产的合资品牌并没有使用机械增压（S），只有涡轮增压（T）。3、增压器的缺点&& &涡轮增压也存在一些“缺点”，也许是技术还不够完美的表现。（1） 加速延迟：并不是所有增压技术都存在着这问题，涡轮增压的缸内直喷+中冷型涡轮几乎不存在着的缺陷。车友注意看“最大扭矩转速”的初始转速，标注在2000以上的可能会有这个问题，1750的有没有请车友来说，1500以下的应该没有。（2）发动机噪音增大少数车型会出现发动机噪音加大的问题，尤其在加速阶段。高端的涡轮增压不会有，可能静音性能更好，主要是一体化设计和配件加工水平更高。（3） 维护成本高这一点都有。涡轮增压器的使用寿命毕竟有限，有的只有6万公里，有的10万公里，好一些的能跑到20万公里已经是最长的了。在使用过程中也少不了维护，成本自然就高一些了。（4） 耗费机油&&& 最早报道的奥迪烧机油现象已经得到了很大改善，但是机油消耗水平比自然吸气发动机高仍然普遍存在。在问题没有测底解决之前只有经常检查一下，随时补点机油。4、涡轮增压改装& & 汽车市场用加装涡轮增压的方式来提高汽车动力已经很多年了。许多车主买车以后感到太肉就去加装一个涡轮增压器（废气涡轮增压或电涡轮增压），结果动力提高了、耗油量增加了、容易发生爆震、发动机使用寿命也受到了影响。作为柴油发动机，影响会相对小一些，汽油发动机的电喷系统过于成熟，加装涡轮增压器以后影响会大得多。也有人采用在加装涡轮增压的同时采用修改ECU数据的外挂处理器（AEM）来提高发动机的输出扭矩，对于玩友来说或许多个选择；重新标定ECU数据+加装涡轮增压的族群或商家还没有见到，对于国内输出动力配置普遍较低的现状来说，也许二手车市场具有较高专业能力的商家可以通过加装涡轮增压器和重新标定ECU来满足部分的需求，潜力会非常大。& & 曾经听到不少车友持这样的消费观点：买车时讲究外观、品牌、耗油量、配置和性价比，不好判定的恰恰是动力情况。用了一段车后，感到动力不够用又开始琢磨怎么提高动力，最直接的方式就是加装涡轮增压，花个几千块也愿意。开着动力强劲的车跑个10万公里发现发动机不行了，要么换发动机、要么把车处理掉。如果能够系统的进行动力再造，充分考虑输出扭矩、耗油量和尾气污染物排放，可能会有一个巨大的市场需求；如果延伸到变速器重新设传输比，使档位的可操作性和吻合度更高，将会大大提升汽车性能，自主低端车型会出现合资或进口中高端车型的驾驶效果。& & 由于车友在换挡时有着固定“速度/档位”习惯，很多车友在改装了涡轮增压后，发现上档时有“顿挫”感，这正是“输出扭矩大于传输比”的结果，如果提升一个档位，也会有些许加速偏弱的表现，说明与输出扭矩相吻合的传输比在两个档位之间。从动力总成的角度看，仅仅加装了涡轮增压和修订了ECU程序是不完整的，最好要重新设定变速器的传输比，形成一个合理的输出动力链。从网上一些专业Q有的讨论看，大家已经注意到这个问题，也提出一些解决方案，希望能发展成为一个完成的技术链，让中国也成为汽车玩友大国。
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