愛華網(wǎng)雖然F0并沒有渦輪增壓版，估計以后也不會有，但是我依然想在這個版塊和大家分享一下渦輪技術。
我個人比較喜歡研究汽車技術，希望在此與各位網(wǎng)友多多交流。
本貼中技術資料來源于網(wǎng)絡，經(jīng)本人整理后與大家分享！
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渦輪增壓百年魅力：
1905年，蘇爾壽（Sulzer）兄弟研發(fā)公司發(fā)明了世界上第一臺渦輪增壓器，為此后高性能發(fā)動機的產(chǎn)生提供了良好的解決方案。早期的渦輪增壓器主要應用在航空領域。到20世紀30年代，由于在賽車上的應用，渦輪增壓發(fā)動機已經(jīng)變得廣為人知。隨后，渦輪增壓器逐漸擴展到量產(chǎn)車領域，先是卡車，然后是轎車。
在渦輪增壓器長達一個世紀的開拓和發(fā)展方面，蓋瑞特（Garrett）公司起到了至關重要的作用。1953年，蓋瑞特公司研發(fā)了T02渦輪增壓器，并取得巨大成功。1954年，蓋瑞特成立空研工業(yè)部，專門從事渦輪增壓器的設計與制造。到1961年，又在汽車界首次嘗試將渦輪增壓器應用到轎車上。在隨后的發(fā)展中，蓋瑞特逐漸演變成世界上最著名的渦輪增壓器廠商。到1999年，蓋瑞特并入霍尼韋爾（Honeywell）公司，但增壓器產(chǎn)品仍沿用蓋瑞特商標。
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渦輪的定義：
Turbo，即渦輪增壓，簡稱T，最早時候由瑞典的薩博（SAAB）汽車公司應用于汽車領域?，F(xiàn)在很多人都知道了，渦輪增壓簡稱TURBO，如果在轎車尾部看到TURBO或者T，即表明該車采用的發(fā)動機是渦輪增壓發(fā)動機。 例如 大眾寶來 的1.8T、帕薩特的1.8T、通用汽車的1.6T，2.0T系列車型等等。這些汽車的發(fā)動機工作，是靠燃料在發(fā)動機氣缸內燃燒作功，從而對外輸出功率。在發(fā)動機排量一定的情況下，若想提高發(fā)動機的輸出功率，最有效的方法就是多提供燃料燃燒。然而，向氣缸內多提供燃料容易做到，但要提供足夠量的空氣以支持燃料完全燃燒，靠傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣系統(tǒng)是很難完成的。
渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發(fā)動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整一下發(fā)動機的轉速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。
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各位網(wǎng)友：下面的照片只是用來說明渦輪工作時的狀態(tài)，請大家不要和近期的大眾途觀車禍爆炸事件相關聯(lián)，本文只作技術討論，不對任何事件發(fā)表評論！
先上兩張震撼的圖吧，稍后做詳解！
要想知道渦輪為什么在工作的時候會這么通紅，看了下面的工作原理，你就明白了！
據(jù)資料顯示：
普通渦輪發(fā)動機能夠在啟動后不久輕松達到600攝氏度
而使用AVG技術的渦輪會產(chǎn)生1000攝氏度的高溫
令人稱奇的布加迪威龍，其4渦輪發(fā)動機的最高溫度能突破1600攝氏度
下面照片中這個1000匹馬力的發(fā)動機，其工作溫度也達到了1600度左右
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2010-7-30 15:03
某款發(fā)動機的渦輪增壓器工作時狀態(tài)
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2010-7-30 12:04
福特渦輪發(fā)動機：此為實驗人員榨取發(fā)動機1000馬力時的工作狀態(tài)，但是下面這張圖可是渦輪發(fā)動機正常工作的圖，反正我是對此類發(fā)動機的散熱很擔心
據(jù)稱：達到1000馬力時，渦輪已經(jīng)超過1600攝氏度
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2010-7-30 14:16
某車型1.8T渦輪引擎，熄火后立刻查看發(fā)動機艙?。。?！驚人！?。。。?！
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渦輪燒紅是正常工作狀態(tài)。邁騰號稱的水冷渦輪增壓也不過是指中冷器冷卻，停車后還需要運轉一段時間才能降溫。
大扭矩就是這樣換來的
渦輪增壓溫度=廢氣溫度+渦輪快速轉動摩擦溫度+進氣空氣壓縮溫度。
增壓器的渦輪端裝有合金密封環(huán)，如果此密封環(huán)損壞，發(fā)動機高速運轉時，廢氣會通過密封環(huán)進入發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，將機油變臟，并使曲軸箱壓力迅速升高，發(fā)動機低速運轉時，機油會通過密封環(huán)從排氣管排出或進入燃燒室燃燒，從而造成機油的過度消耗。因此，當出現(xiàn)上述兩種異常情況時，即說明渦輪增壓器有故障，必須拆下檢修。
由于廢氣渦輪增壓器經(jīng)常處于高速、高溫下工作，增壓器廢氣渦輪端的溫度在600℃左右，增壓器轉子以832～1040r/min 的高速旋轉。渦輪增壓葉片每秒就轉動17次，這才是產(chǎn)生高溫最主要的因素。
下面多看幾個圖
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2010-7-30 14:52
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2010-7-30 14:54
【大眾1.8T發(fā)動機】工作時狀態(tài)
渦輪增壓的分類
發(fā)動機的增壓方法根據(jù)驅動增壓器所用能量來源的不同，基本上可以分為四類：
1.第一類是機械增壓系統(tǒng)，增壓器由發(fā)動機曲軸通過齒輪(或鏈條等)直接驅動。
2.第二類是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，增壓器是由發(fā)動機工作時排出的廢氣帶動的。
3.第三類是復合增壓系統(tǒng)，即在發(fā)動機上，既采用廢氣渦輪增壓器，又同時應用機械驅動式增壓器。此外還有慣性增壓、氣波增壓等其他增壓方式。
4.第四類是前段式真空控制系統(tǒng)，即利用發(fā)動機氣缸真空控制，從進氣支管給氣缸進氣，這種技術2003年在臺灣被發(fā)明，臺灣專利案號 M301275－寶久馬力小渦輪。
【大眾TSI發(fā)動機：屬于上述第三類發(fā)動機】
需要注意的是，引進國內后，大眾TSI發(fā)動機取消了機械增壓，屬于上述第二種類型
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2010-7-30 13:08
順便提一下大眾缸內直噴技術，缸內直噴技術在VAG集團中被廣泛運用，由Audi RS4和R8共享的4.2升FSI發(fā)動機即是其中性能強悍的代表作。 其中VAG集團可以算是導入缸內直噴科技最具代表性的例子，目前包含Audi和VW都已將名為FSI的缸內直噴發(fā)動機列為旗下車款的高階動力來源，而且在Audi和VW車系的頂級車上，甚至更以FSI結合上渦輪增壓以增大動力。
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2010-7-30 13:08
供油系統(tǒng)采用缸內直噴設計的最大優(yōu)勢，就在于燃油是以極高壓力直接注入于燃燒室中，因此除了噴油嘴的構造和位置都異于傳統(tǒng)供油系統(tǒng)，在油氣的霧化和混合效率上也更為優(yōu)異。加上近來車上各項電子系統(tǒng)的控制技術大幅進步，計算機對于進氣量與噴油時機的判讀與控制也愈加精準，因此在搭配上缸內直噴技術以使得發(fā)動機的燃燒效率大幅提升下，除了發(fā)動機得以產(chǎn)生更大動力，對于環(huán)保和節(jié)能也都有正面的幫助。
渦輪增壓裝置的組成
大家可能會覺得渦輪增壓裝置非常復雜，其實并不復雜，渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進氣口與發(fā)動機排氣歧管相連，排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進氣歧管上，最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內，二者同軸剛性聯(lián)接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好，你的發(fā)動機就好像電腦CPU一樣被“超頻”了。
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2010-7-30 12:43
渦輪增壓3D模型圖
插播圖片：當今世界上最強大的布加迪16.4發(fā)動機【4渦輪】
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2010-7-30 12:46
據(jù)布加迪工程師描述：研制第一臺布加迪威龍發(fā)動機時，他們居然把屋頂?shù)呐艢庀到y(tǒng)燒毀了，可見渦輪的熱量之驚人！
詳解渦輪發(fā)動機“火紅1600度
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2010-7-30 12:48
事實上，布加迪的W16發(fā)動機是由兩部V8發(fā)動機拼接而成，全車的10個散熱器為強大的渦輪散熱
高溫的渦輪
正如你所猜想的，被壓縮氣體離開壓縮室后溫度會升高，主要是由壓縮過程和氣體與機件的磨擦引起的。那么在進入燃燒室之前就有必要對其冷卻（以一般的科學常識，氣體遇熱會發(fā)散），這時充氣冷卻器（或者叫熱交換器）就要參與工作。冷卻器降低了壓縮氣體的溫度，同時也能讓燃燒室溫度保持在一個較低的水平上。有些系統(tǒng)甚至在冷卻器上再加一個風扇，以確保進一步降低進氣溫度。
渦輪增壓器的優(yōu)勢
安全: 一臺渦輪增壓發(fā)動機最多能7倍功率于同等排量的自然吸氣發(fā)動機，例如在F1賽場，一臺1.5升渦輪增壓發(fā)動機能產(chǎn)生1000馬力的功率。正常情況下，渦輪增壓器能提供翻番的動力，讓車輛有更好的響應和安全性。增壓發(fā)動機能有效抵御高原缺氧的情況，這一點對載重車輛和越野車更有幫助。
更經(jīng)濟: 渦輪增壓發(fā)動機利用了再循環(huán)的廢氣，使能量轉化效率提高，熱損失減少，經(jīng)濟性比自然吸氣發(fā)動機要好。
清潔:由于更多的空氣進入發(fā)動機，燃燒變得更容易，也更徹底，因此排放變得更清潔了。當今的渦輪增壓柴油機比自然吸氣式能降低50%的NOx and CO2排放
更多樂趣: 渦輪增壓能增大發(fā)動機扭力,改善車輛道路性能，并讓駕駛者充滿樂趣。
德國大眾TSI發(fā)動機
大眾的TSI技術（Twincharger Stratified Injection）指雙增壓（渦輪和機械增壓）分層噴射技術?！u輪增壓的原理是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，發(fā)動機的輸出功率就得到了較大的提升。增壓帶來的好處是“既讓馬兒跑得快，又讓馬兒吃得少”，通常情況下，渦輪增壓器以后的發(fā)動機功率和扭矩要提高20%-40%，但廢氣渦輪在結構簡單，性能突出的背后也有它的弊端，由于葉輪的慣性作用對油門的突然變化反應遲緩，在急加速的情況下，會有短暫的發(fā)動機“不出力”的現(xiàn)象。此外，廢氣渦輪依靠發(fā)動機油散熱，工作時過高的溫度和超過每分鐘30000次的轉速都會讓渦輪增壓器在保養(yǎng)或使用不當時成為易損部件。渦輪增壓發(fā)動機在較低和較高轉速時都有一個動力的空擋，為了進一步提高發(fā)動機的效率，增加一個機械增壓裝置，并讓它在低轉速時加大進氣壓力。而渦輪增壓器的尺寸可以再大一些，去彌補高轉速時的動力空擋，從而達到一個從低到高轉速的全段優(yōu)異動力表現(xiàn)。
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2010-7-30 13:45
國外和國內的TSI有很大區(qū)別
在國內，TSI的T代表渦輪增壓，Si代表燃油直噴，而不是T與FSI的簡稱，并沒有燃油分層噴射技術，因為國內燃油質量一般，達不到分層噴射的要求。一般國產(chǎn)的大眾系列車型會這么稱呼。此外，國內TSI發(fā)動機還取消了機械增壓。
在國外TSI就是上面的解釋，在這里T就代表Twincharger的意思，就是雙增壓（渦輪和機械增壓）的意思，Si就是 Stratified Injection，燃油分層噴射的意思。
大眾的TSI發(fā)動機連續(xù)三年榮獲“年度發(fā)動機”國際大獎，這兩款發(fā)動機都采用了兩大尖端科技：燃油缸內直噴技術和渦輪增壓技術。燃油缸內直噴技術是指燃油直接噴入燃燒室與空氣混合燃燒，優(yōu)化了進氣混合效率，使燃燒更加充分，燃燒效率更高，從而使發(fā)動機動力更強，動力響應更快，而油耗和排放卻更低。與將燃油噴射至進氣歧管的傳統(tǒng)發(fā)動機相比，其動力性得到很大的提升，而同時油耗卻顯著降低。
渦輪增壓技術是指采用水冷式渦輪增壓器，使進氣氣流的分布狀態(tài)有助于降低能量損耗，保證了汽油和空氣均勻混合，在寬廣的發(fā)動機轉速范圍內都具有充沛的動力。低速強扭的特性將直接帶來啟動迅捷、加速穩(wěn)定、提速快、易操控等諸多優(yōu)點。
此外，這兩款發(fā)動機上還采用了可調進氣渦流、可控廢氣循環(huán)、雙平衡軸、雙質量飛輪、搖臂式挺桿、凸輪軸驅動靜音鏈條等技術，配合發(fā)動機控制系統(tǒng)和E-Gas電子油門技術，這兩款TSI發(fā)動機無論是技術水準、動力性、燃油經(jīng)濟性和排放水平都堪稱國內同排量級別發(fā)動機的翹楚。
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2010-7-30 13:53
