强制进气 涡轮增压如何工作

“明明是新能源车，油箱却越做越大。”虽然说得略微扎心，但一个事实却是，插混新能源卖得确实不错。

今年的中国电动汽车百人会论坛上，欧阳明高院士表示，今年插混的市占率可能会达到50%左右。补能方便，局限性更小，新能源车型中，插混车在相当长一段时间里都将继续存在，直驱或是发电，发动机依然有着自己的用武之地。

发动机分自然吸气和涡轮增压进气，今天主聊涡轮增压如何为发动机提供更高的功率。

面多了加水 水多了加面

内燃机，通过燃烧化石燃料，推动活塞运动做功，当然燃烧还需要氧气参与。

自然吸气发动机依靠活塞将空气吸入气缸，但能吸入多少空气，全看发动机排量，在没有外力帮助下，无法吸入更多的空气。

最初为了提高功率，就是从排量上下手，3L、6L、8L，卡车上还有13L、16L的排量，这样一次吸进更多空气，再配合一定比例的燃料，功率就提高了。

但提升功率不能只单独提高排量，排量越大，发动机缸径和活塞行程越大，也导致发动机体积变大，重量增加，终究不是个办法。于是，想办法多泵进空气，再配合多喷油就能增大功率，效果立竿见影。

强扭的瓜 还真点东西

最早的增压器雏形，诞生于1860年，由Philander和Francis Roots发明并申请了“鲁氏”机械增压专利技术，最早仅作为通风设备使用，到1900年，德国工程师Gottleib Daimler首次在汽车发动机上安装了鲁式增压器。

此外，还有一种与鲁式增压器极为类似的罗茨增压，也称为双蜗杆增压器，两者主要区别是，双螺旋增压器的蜗杆为一公一母，原理上一样，蜗杆转子不断压缩转子壳体内的空气，空气从增压器进气口流向排气口时，随着气道的收缩，空气被进一步压缩。

由于双蜗杆增压器提高了压气效率，且缩小了增压器的体积，属于主流的机械增压器。

到1905年，瑞士工程师提出了涡轮增压概念，设计出了世界上第一台涡轮就增压器。在第一次世界大战中，涡轮增压技术就被应用到战斗机上，用于解决高空中发动机因氧含量不足而导致的动力下降问题。

涡轮增压利用发动机排出的废气冲力，推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，由叶轮压送新鲜空气，使之进入气缸。按照工作原理区分的话，这种属于涡轮压气增压器。

而上面提到的鲁式增压器和双蜗杆增压器均属于容积式增压器。

鲁式增压器，称为Supercharge（超级增压），后来涡轮增压发明之后，为了区别两者，涡轮增压器被称为Turbo Supercharger，机械增压则被称为Mechanical Supercharger再后来，两者就被简化为Turbo charger与Super charger。

涡轮增压器主要分为涡轮仓和压气仓，你可以简单把2个仓想象为2根通道。涡轮仓为排气通道，走的是发动机燃烧后的废气；压气仓为进气通道，走的是新鲜空气。

2个仓各有1个叶轮，工作原理是：利用发动机排出的废气能量，推动排气仓叶轮，叶轮通过轴带动压气仓叶轮，利用这个动力，将新鲜空气泵入中冷器，最终到达汽缸。压送来自进气道的空气，将气体通过叶轮2增压后，将新鲜空气源源不断的输送到气缸内参与燃烧。

由于发动机排气能量较高，涡轮的转速每分钟高达数万转，对散热和润滑的要求较高。

早期就曾出现润滑不良导致的异常磨损，如：机油抗磨不足，使用劣质机油无法满足润滑需求；使用劣质机油滤清器，机油压力无法保证；劣质空滤，空气中的杂质导致叶轮磨损等。

由于涡轮转速极高，需要润滑油进行散热。部分早期的车型就存在因为散热策略不完善，导致熄火后涡轮轴承过热烧蚀。因此部分老司机在车辆大负荷运转后，会特意怠速几分钟，让润滑油充分散热。

讲完涡轮增压器的历史和原理，下一期我们主要聊聊机械增压原理，以及为什么现在很少看到机械增压器的原因。