什麼是渦輪增壓器？

當談到性能與降低油耗的結合時，工程師幾乎被迫選擇渦輪引擎。

在超級跑車世界的稀薄空氣之外，蘭博基尼仍然堅持認為自然吸氣引擎仍然是最清潔、最義大利的產生動力和噪音的方式，製造沒有渦輪增壓器的汽車的時代即將結束。

例如，不可能買到配備自然進氣引擎的大眾高爾夫。 當然，在柴油門之後，這不太重要，因為沒有人想再打高爾夫球了。

然而，事實仍然是，城市汽車、家庭汽車、豪華旅行車，甚至一些超級跑車都在轉向水肺潛水的未來。 從福特嘉年華到法拉利 488，未來屬於強制感應，部分原因是排放法規，但也因為科技的突飛猛進。

這是一個節省小型引擎燃油以實現平穩行駛並在需要時節省大引擎功率的案例。

當談到將更高的性能與更低的油耗相結合時，工程師幾乎被迫使用渦輪增壓技術來設計最新的引擎。

渦輪增壓器如何事半功倍？

這一切都取決於引擎的工作原理，所以讓我們來談談工程。 對於汽油引擎來說，14.7:1的空燃比可確保汽缸內所有物質的完全燃燒。 超過這個量的果汁都是燃料的浪費。

在自然吸氣引擎中，下降的活塞產生的部分真空將空氣吸入氣缸，利用內部負壓透過進氣門吸入空氣。 這是一種簡單的做事方式，但空氣供應非常有限，就像患有睡眠呼吸中止症的人一樣。

渦輪增壓引擎的出現，規則手冊被改寫。 渦輪增壓引擎不依賴活塞的真空效應，而是使用氣泵將空氣壓入氣缸，就像睡眠呼吸中止症面罩將空氣壓入鼻子一樣。

儘管渦輪增壓器可以在比標準大氣壓高出5 bar (72.5 psi) 的壓力下壓縮空氣，但在公路車中，它們通常在0.5 至1 bar (7 至14 psi) 的更寬鬆的壓力下運行。

實際結果是，在增壓壓力為 1 bar 時，引擎接收的空氣量是自然吸氣引擎的兩倍。

這意味著ECU可以在保持理想空燃比的同時噴射兩倍的燃油，從而產生更大的爆炸。

但這只是渦輪增壓器技巧的一半。 讓我們比較一下 4.0 升自然進氣發動機和增壓壓力為 2.0 巴的 1 升渦輪增壓發動機，假設它們在其他方面技術相同。

4.0升引擎即使在怠速和輕負荷下也會消耗更多的燃油，而2.0升引擎的燃油消耗則少得多。 不同之處在於，在節氣門全開的情況下，渦輪增壓引擎將使用盡可能多的空氣和燃油——是相同排氣量自然吸氣引擎的兩倍，或者與自然吸氣4.0 升引擎一樣多。

這意味著渦輪增壓引擎可以透過強制感應的方式在任何地方運行，從微薄的 2.0 升到強大的 XNUMX 升。

因此，這是一個節省小引擎燃油以實現溫和駕駛並在需要時節省大引擎功率的案例。

這有多聰明？

作為工程銀彈，渦輪增壓器本身非常巧妙。 當引擎運轉時，廢氣通過渦輪機，使其以令人難以置信的速度旋轉——通常每分鐘 75,000 至 150,000 次。

渦輪透過螺栓固定在空氣壓縮機上，這意味著渦輪旋轉得越快，壓縮機旋轉得越快，吸入新鮮空氣並將其壓入引擎中。

渦輪增壓器根據您踩油門踏板的力度以滑動比例運轉。 怠速時，沒有足夠的廢氣使渦輪增壓器達到任何顯著的速度，但當您加速時，渦輪增壓器會加速並提供增壓。

如果你右腳著地，就會產生更多的廢氣，從而將最大量的新鮮空氣壓縮到氣缸中。

那麼有什麼問題呢？

當然，我們多年來並不都駕駛渦輪增壓車有幾個原因，首先是複雜性。

正如您可以想像的那樣，製造出能夠日復一日地以 150,000 rpm 的轉速旋轉多年而不爆炸的東西並不容易，並且需要昂貴的零件。

渦輪機還需要特殊的油和水供應，這增加了引擎潤滑和冷卻系統的負載。

由於渦輪增壓器中的空氣變熱，製造商還必須安裝中冷器來降低進入汽缸的空氣溫度。 熱空氣的密度低於冷空氣，這會抵消渦輪增壓器的優勢，也會導致空氣燃料混合物損壞和過早爆炸。

當然，渦輪增壓最臭名昭著的缺陷就是落後。 如前所述，您需要加速並產生排氣，以迫使渦輪增壓器開始產生有意義的增壓壓力，這意味著早期的渦輪增壓汽車就像一個延遲開關- 什麼都沒有，什麼都沒有，什麼都沒有。

渦輪增壓技術的各種改進已經克服了早期渦輪增壓薩博和保時捷性能最差的問題，包括根據廢氣壓力移動的可變渦輪葉片，以及減少慣性的輕質、低摩擦部件。

渦輪增壓最令人興奮的進步只能在 F1 賽車中找到——至少目前如此，其中小型電動馬達使渦輪保持旋轉，從而減少了加速所需的時間。

同樣，在世界拉力錦標賽中，一種稱為反滯後的系統將空氣燃料混合物直接排入渦輪增壓器之前的排氣中。 即使沒有火星塞，排氣歧管產生的熱量也會導致其爆炸，產生廢氣並使渦輪保持沸騰。

那麼渦輪柴油引擎呢？

說到渦輪增壓，柴油引擎是一個特殊的品種。 這確實是一個攜手並進的例子，因為如果沒有強制感應，柴油引擎永遠不會像現在這麼普遍。

自然進氣柴油引擎可以在低轉速下提供良好的扭矩，但這就是他們的才能。 然而，透過強制感應，柴油引擎可以利用其扭矩並享受與汽油引擎相同的好處。

Tonka Tough 柴油引擎能夠承受內部的巨大負載和溫度，這意味著它們可以輕鬆應對渦輪增壓的額外壓力。

所有柴油引擎（自然吸氣式和增壓式）都透過在所謂的稀薄燃燒系統中在過量空氣中燃燒燃料來運作。

自然吸氣式柴油引擎唯一接近“理想”空氣/燃油混合物的情況是在噴油器全開時完全加速。

由於柴油的揮發性比汽油低，因此在沒有太多空氣的情況下燃燒會產生大量煙灰，也稱為柴油顆粒。 透過向氣缸填充空氣，渦輪柴油機可以避免這個問題。

因此，雖然渦輪增壓對於汽油引擎來說是一項驚人的改進，但它真正的遊戲規則改變者使柴油引擎免於成為冒煙的遺跡。 儘管“柴油門”無論如何都可能導致這種情況發生。

您對幾乎所有四輪車輛都採用渦輪增壓器這一事實有何看法？ 請在下面的評論中告訴我們。