渦輪增壓發(fā)動機(jī)和自然吸氣發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)上的區(qū)別

簡單的從結(jié)構(gòu)上來說，渦輪增壓發(fā)動機(jī)比自然吸氣發(fā)動機(jī)多了渦輪增壓器、中冷器、冷卻系統(tǒng)，渦輪增壓器的目的是為了增加進(jìn)氣壓力，而中冷器的目的是降低進(jìn)氣溫度，避免因進(jìn)氣溫度過高影響空氣密度。而冷卻系統(tǒng)通常是為了對渦輪增壓器和中冷器降溫。

渦輪增壓發(fā)動機(jī)的兩種工況

對于自然吸氣發(fā)動機(jī)來說，進(jìn)氣歧管的壓力永遠(yuǎn)是負(fù)壓狀態(tài)，利用發(fā)動機(jī)汽缸下行將混合氣吸入（進(jìn)氣歧管噴射），或者將空氣吸入汽缸（缸內(nèi)直噴）。

對于渦輪增壓發(fā)動機(jī)來說，通過尾氣推動渦輪轉(zhuǎn)動，通常有兩種工況，一種是進(jìn)氣歧管負(fù)壓狀態(tài)，在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時，由于尾氣不足，渦輪轉(zhuǎn)速比較低，產(chǎn)生的壓力小于汽缸吸入的壓力，此時發(fā)動機(jī)仍然相當(dāng)于一個自然吸氣發(fā)動機(jī)。

隨著發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速升高，尾氣增多，推動渦輪高速轉(zhuǎn)動，此時，渦輪產(chǎn)生的壓力大于進(jìn)氣壓力的需求，此時渦輪具有介入的能力，也就是說渦輪高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的壓力可以大于進(jìn)氣需求，也就是可以產(chǎn)生正壓。當(dāng)然為了降低油耗，此時雖然渦輪高速轉(zhuǎn)動，但是由于進(jìn)氣旁通閥會處于打開狀態(tài)，實際上并不會起到增壓作用。也就是說如果空檔模式下即使油門踩到底也不會處于增壓狀態(tài)。

只有當(dāng)發(fā)動機(jī)檢測到有動力需求時，比如節(jié)氣門開度增大，但是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速卻沒有隨之提升，此時ECU才會控制進(jìn)氣旁通閥關(guān)閉，產(chǎn)生正壓。

如果在低速勻速駕駛，沒有較大的動力需求，實際上有沒有渦輪增壓都是一樣的，也就是說理論上沒啥影響，油耗并不會增多。因為沒有動力需求，渦輪增壓器根本就無需介入。渦輪增壓器壞了會怎么樣？
但是如果發(fā)動機(jī)有動力需求時，比如急加速，ECU會控制進(jìn)氣旁通閥關(guān)閉，此時由于渦輪增壓器損壞，無法達(dá)到增壓需求，或者導(dǎo)致增壓效果不穩(wěn)定。而由于急加速時發(fā)動機(jī)處于開環(huán)控制，也就是說并不會自動修正噴油量，還會按照ECU固化的噴油量控制噴油脈寬，但是由于實際進(jìn)氣量不足，空燃比過大，因此燃燒不充分，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)油耗過高、加速乏力、積碳嚴(yán)重，甚至冒黑煙。而由于渦輪增壓器的損壞往往會漏機(jī)油，這些機(jī)油也會進(jìn)入進(jìn)氣道重新參與燃燒，實際上的表現(xiàn)就是冒藍(lán)煙，燒機(jī)油、異響等。
渦輪增壓器損壞以后，應(yīng)該立即更換，由于絕大部分渦輪增壓損壞都會導(dǎo)致機(jī)油滲漏，這些機(jī)油會重新進(jìn)入進(jìn)氣歧管，參與燃燒會產(chǎn)生嚴(yán)重的缸內(nèi)積碳，也會導(dǎo)致三元催化器的提早報廢。

渦輪增壓器的性能重要參數(shù)——A/R值

AR 值是壓氣機(jī)殼體（Compressor Housing）及渦輪殼體（Turbine Housing）的幾何特性數(shù)字。R（Radius）為渦輪軸承中心到壓氣機(jī)出風(fēng)口（渦輪進(jìn)風(fēng)口）橫截面（渦輪半徑線繞360 度一圓周后）中心點的距離。A（Area）指壓氣機(jī)殼體的出風(fēng)口（渦輪進(jìn)風(fēng)口）對應(yīng)以上中心點所在的橫截面積，以A 除以R 的所得兩者的值即為AR 值。
AR值分為壓氣AR值與渦輪AR值。一般而言壓氣AR值大，說明流速快但流量少，較適合低增壓渦輪使用；而壓氣AR 值小，說明流速慢但流量大，較適合高增壓渦輪使用。相對而言壓氣AR 值的大小變化對渦輪性能的影響較小，而對于排氣端的渦輪AR 值就顯得非常重要了。AR 值越小，即排廢氣的流速較高，渦輪在低轉(zhuǎn)速區(qū)域的增壓反應(yīng)越快，渦輪遲滯減低，渦輪也就能在較低的轉(zhuǎn)速區(qū)域取得接近峰值的增壓，所以在低速提速情況下基本無甚渦輪遲滯的感覺；但與此同時高速所能提供的增壓壓力會顯得不足，因為靠增壓器提供的壓力已經(jīng)不足以彌補(bǔ)減小的壓縮比了，所以此時會有高速無力的感覺。相對的，AR 值越大，渦輪在低轉(zhuǎn)速域的增壓反應(yīng)便越差，渦輪遲滯的感覺越明顯；盡管引擎的低轉(zhuǎn)速增壓難以上升，不過在高轉(zhuǎn)速區(qū)域卻可以產(chǎn)生更大的動力，轉(zhuǎn)速越高發(fā)出馬力越大的傾向相當(dāng)明確。總而言之，AR 值（渦輪AR 值）小屬于低速發(fā)力型渦輪，而AR 最大則是高速發(fā)力型渦輪。

何為渦輪遲滯？
不少人買了渦輪增壓的汽車的朋友們經(jīng)常會有這樣的感覺：正想要加速時，一腳踩油門到底，會有一秒多的延遲，然后轉(zhuǎn)速再上來，速度再上去，給人一種汽車“動力不足”的感覺。從專業(yè)角度上講，這就是渦輪遲滯現(xiàn)象。對于渦輪遲滯現(xiàn)象的影響因素有很多，主要包括發(fā)動機(jī)排量、渦輪大小、進(jìn)氣損失和排氣背壓等因素。如果發(fā)動機(jī)的排量很小，那么產(chǎn)生的廢氣量也較小，進(jìn)而推動渦輪旋轉(zhuǎn)就越困難；對于渦輪的大小而言，渦輪越大其質(zhì)量就愈大，廢氣越不容易推動渦輪轉(zhuǎn)動達(dá)到最佳的旋轉(zhuǎn)速度；另外排氣背壓所產(chǎn)生的壓力也會阻礙渦輪旋轉(zhuǎn)，造成渦輪遲滯現(xiàn)象的產(chǎn)生。

有何改善的方式？
1、對于渦輪的大小而言，通常可以采用減小渦輪質(zhì)量的辦法減小渦輪遲滯現(xiàn)象，但是渦輪太小了，在較高引擎速度下產(chǎn)生的回壓，會明顯削弱渦輪增壓的性能；
2、采用雙渦輪增壓技術(shù)，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低時，低速渦輪單獨工作，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增高時，高速渦輪工作，可以使得進(jìn)氣效率大幅提升，增壓效果更加顯著。
3、采用可變截面的渦輪增壓器，即在發(fā)動機(jī)排氣管出口與渦輪入口之間裝置可變的“喉口”，通過改變口的大小實現(xiàn)發(fā)動機(jī)與增壓器之間的相互匹配，以削弱渦輪遲滯。
隨著技術(shù)的不斷更迭，機(jī)械類型的渦輪有可能會慢慢退出發(fā)動機(jī)增壓的舞臺，被電渦輪或者其它新的技術(shù)逐步地取代！