为什么发动机要增加涡轮增压？涡轮增压和自然进气有什么区别？

为什么发动机要增加涡轮增压？涡轮增压和自然进气有什么区别？

大家好，这几天看大家对涡轮增压和自然吸气发动机的发表的看法和评论比较多，今天我也来谈一谈为啥要设计涡轮增压，涡轮增压和自然吸气有什么区别。

要说清楚这个问题，首先要从发动机的构造说起，

现在的汽车发动机都是四冲程发动机，根据所用燃料的不同又分为了汽油发动机和柴油发动机，当然现在也很多改成烧气和甲醇的，今天就先以汽油发动机和柴油发动机来研究一下。

说之前，先让大家了解一下几个关键词，

压缩比，简单说就是活塞在下止点活塞顶端的气缸容积和活塞在上止点活塞顶端的气缸容积之比；气缸压力是指活塞到达上止点后气缸的最高压力。气缸压力跟压缩比成正比。气体在压缩过程中会产生热量，压力越高温度越高。内燃机的工作原理就是根据这个制造发明的。

柴油发动机由于柴油燃点较高，燃烧速率慢，所以采用压缩温度高于柴油的燃点后直接把柴油喷于气缸内直接燃烧，叫做压燃式。汽油燃点低，燃烧速率快，容易产生不规则燃烧，不规则燃烧就会产生爆震，就坏损害机件，降低效率。所以才用压缩温度达不到汽油的燃点时点燃的方式，来控制燃烧的规律性。

现在就以控制比较复杂的汽油机为例来说一下

汽油根据其辛烷值的不同，汽油的型号就是根据辛烷值来标定的，辛烷值越高，燃点越高，其抗爆震性能越好。

根据以上这些条件，在设计汽油发动机的时候，发动机的压缩温度就尽可能的接近汽油的燃点而不能超过。所以是先有某种辛烷值的汽油才有根据这个辛烷值设计的发动机。

发动机的进气系统包括空滤前进气道、空气滤清器、空滤器后进气道、节气门、进气支管、进气门和气缸。由于汽油内燃机的最高压缩温度不能高于所用汽油的最低燃点，所以设计时的压缩比就得以初始转速转速来确定压缩比，根据采用不同标号的汽油压缩比一般在8-11之间，随着发动机转速的提高，空气流速加快，在进气道的阻力和空气滤芯的阻力下，进气支管内的压力会不断降低，转速越高，压力越低，一般怠速情况下是大气压力的0.9左右，转速越高，压力降低到0.8甚至0。7.在压缩比一定的情况下，在一个进气行程中进入到气缸的空气量会降低。从而导致气缸压力降低。发动机转速升高，气门的开闭时间也会缩短，从而也会导致进气量减少。而电喷发动机的供油量就是根据发动机的进气量来计算供油量的一个关键指标。从而导致功率下降，最终达到一个平衡点，发动机转速不在升高。

为了解决这个问题，设计发动机的时候为了尽可能使发动机各种转速条件下进入气缸的空气数量一致，以保证气缸压力，就采取了多气门和高速时增加进气支管内的压力，尽量是发动机在各种转速条件下气缸压力都能达到一个理想的值，以提高效率。这就想到利用风扇辅助增加进气压力，以维持进气支管内的空气压力保持一致，由于发动机转速不同，进气支管内的压力就不同，需要增加的加气压力也不同，因此采取固定增加方式也没法解决这个问题，发动机转速提高，发动机排出燃烧后的气体也就越多，正好和进气需求成正比关系。以此就设计里利用排气来驱动叶轮旋转来增加进气端空气压力来解决这一矛盾而应运而生的涡轮增压。

通过以上可以看出，涡轮增压是在中高速的时候利用排气为动力来增加进气端的空气压力来保证发动机在各种转速条件下气缸压力一致的一种辅助装置。而不是增加压缩比。所以简单的说涡轮增压是增加压缩比是不正确的说法。

总结一下，涡轮增压没有增加压缩比，是增加的中高速的进气量来保证气缸压力在规范值内。加多少号的汽油也跟是不是涡轮增压没有关系，是设计发动机的时候就已经决定了的。涡轮增压发动机在中高速阶段能有效提高动力输出，压力增加是相对的，而不是绝对的。

电喷发动机的供油量是根据建模模拟发动机各种工况条件下供油量的最佳值，而进气流量传感器又是一个关键指标，所以一旦涡轮介于工作，就是是单位时间内进气量增加，计算机就会根据这个值增加供油量，这就使涡轮增压发动机在中高速感觉更有劲，和自然吸气相比同等转速下本身就等于增加了排量，进气量多了，供油也多了，肯定更有劲。所以原理和硬件并不复杂。也不是涡轮增压就是高大上。但是建模和设计软件比较复杂，所以涡轮增压发动机贵的成本不是硬件本身的成本增加的贵，而是建模和软件开发的成本占比更大。这也就是涡轮增压发动机的软件和自然吸气的软件存在的区别。由于发动机的供油量的参数属于闭环控制原理，发动机前期传感器给一个基础数据信号，计算出供油量后，在通过发动机燃烧后氧传感器来进行修正。所以一旦涡轮增压坏了，想不用，最好就是更改软件数据才会比较好。而不是单独的一拆算完。柴油发动机的涡轮增压原理和研发背景也是这样的。

任何事情，只有懂得原理，才能得到正确的结论，靠经验，是无法正确分析原因和合理科学的解决方案的。更多关于汽车的知识，怎么让自己的爱车百万公里不用修？影响发动机寿命的关键因素是什么？是不是勤换机油就一定发动机的寿命长？机油到底多久更换更合理？那些因素影响电瓶的使用寿命？如何根据经验判断是线路故障还是电瓶损坏？希望大家能够关注我，我将和大家一起来探讨。