揭秘涡轮增压发动机的运作原理

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  如今涡轮增压汽车是越来越多，但很多人除了知道它能提高动力外对涡轮增压就没太多了解了。今天咱们就来分享几个与涡轮增压有关的、让你感到不可思议的事实。

  涡轮增压发动机，在1500转就能输出最大扭矩。那是不是就可以认为发动机转速达到1500转时增压器就开始工作了？低于这个转速时增压器不工作？

  那这个想法对吗?显然不对，因为只要发动机启动，增压器就会随着转动。而转速与增压器的大小有关。增压器尺寸大的转速低，增压器尺寸小的转速就高。像一般家用车为了降低最大扭矩转速，增压器普遍都很小，所以意速时增压器的转速可以高达两三千转。

  因为增压器是被发动机废气驱动旋转的，所以只要发动机产生废气增压器就会转。这就像你在汽车排气管口放一个小风车，发动机启动后风车就会被吹着转动是一个原理。只是当前转速相对低，达不到足够的增压效果而已。

  很多人感到不可思议的就是意速时增压器为什么也能转这么快，这就要从发动机排气说起了。

  我们都知道发动机做功的时候混合气燃烧膨胀，推动活塞向下运动，输出动力。活塞运行到下止点后开始向上移动，进入排气冲程，很多人印象中排气冲程就是靠活塞把废气推出去。

  如果真的是这样，那涡轮增压技术就永远不可能实现了，因为活塞的线米秒，如果靠活塞推动废气的线米/秒，跟电风扇一样，根本推不动增压器。

  事实是发动机每个冲程的时间很短，在排气冲程虽然混合气已经完成了燃烧，但残留的废气压力依然很高，当排气门打开时高压的废气会以音速向排气歧管“冲刺”，产生剧烈的冲击波冲击着涡轮叶片，由于能量足够多，再加上增压器转动阻力很小，因此增压器就会以很高的速度转动。

  这里顺便提一句：当今家用车发动机都喜欢用小缸径大行程，其中有一个重要因素就是靠长行程充分利用废气的能量，以提高热效率。

  如果车在1500转就能输出最大扭矩，那是不是说转速达到1500转时增压器就一定进入工作状态呢？答案也不是。增压器是否提供增压并不是取决于转速，而是取决于你的动力需求。

  增压器的涡轮旁边有一个废气旁通阀，在不需要增压的时候旁通阀会打开，一部分废气会绕开涡轮，从旁通阀直接流走，这样可以降低排气阻力。当需要增压的时候旁通阀关闭，废气集中火力驱动涡轮，增压器就可以提供足够的增压压力了。

  旁通阀什么时候开什么时候关取决于你的动力需求，简单来说，不增压就能满足动力需求的时候旁通阀就打开，反之旁通阀就关闭，进入增压状态，提供足够的动力。比如你在怠速时猛踩油门，发动机转速高达3000转/分，发动机就是不增压也能达到这个转速，那么此时旁通阀就打开，增压器就不增压。

  如今家用车的涡轮旁通阀都是由电脑控制的，整体可以分为两类，一类是电脑通过电磁阀控制真空执行器，真空执行器再驱动旁通阀。2015年之前的车大部分都是这种结构。另一类则是电脑通过电机直接驱动旁通阀，这种更先进一些，这些年逐渐成为主流。

  不过早期的涡轮增压旁通阀控制比较粗暴，它的旁通阀被一个弹簧顶着，始终处于关闭状态，只要转速到位发动机就进入增压状态了。当增压压力达到预设的安全限值时弹簧被压缩，旁通阀被打开，一部分废气绕过涡轮直接排走，这样就可以限制增压压力继续增长了。