汽车涡轮增压的效果如何？
NA动力提升法NA(自然进气)发动机常见的方法无法避免加大节气门直径或改为多喉道直喷，以便在高速时同样的节气门深度下获得更多的空气。但一定转数后，这种方法效果有限。毕竟NA发动机的空气是真空吸的。在气缸容积固定的情况下，真空吸空气有一个相对极限。
部分NA发动机改用大角度凸轮轴(Hi Cam，以增加进排气门重叠角度)，可以在高速时获得大功率，但缺点是低速时扭矩较差，角度过大发动机怠速不稳。所以现在很多新车都采用可变气门正时技术，配合可变凸轮轴等技术(如VVTL-i，i-VTEC，MIVEC)...以实现低扭矩和高马力之间的良好平衡。
但即使穷尽以上方法，发动机的进气效率最多也就提高60%。NA发动机永远无法避免它的命运——空气被被动地吸入气缸。也就是说，发动机所需的空气完全取决于活塞下行时产生的负压。即使缸内充满空气，缸内气压也小于或等于一个大气压。所以NA发动机的上升功率总是远远小于可以强行送空气和燃油的气缸，很容易获得一匹马力以上的增压发动机。
涡轮增压系统原理的解构
涡轮系统是增压发动机中最常见的增压系统之一。
如果在相同的单位时间内，能有更多的空气和燃油混合气被迫进入气缸(燃烧室)进行压缩和爆炸(小排量的发动机可以“吸入”大排量的空气，提高容积效率)，就能比同转速的自然吸气发动机产生更大的动力输出。涡轮增压是由废气驱动的，基本没有额外的能量损失(不会给发动机带来额外的负担)，所以可以轻松创造出大马力，这是一个非常聪明的设计。这就像把电风扇吹进汽缸，迫使风充满汽缸，从而增加内部的空气量，获得更大的马力，但风扇是由发动机排出的废气驱动的，而不是电动机。
一般来说，发动机配合这样一个“强制进气”动作，至少可以增加30%-40%的额外功率。如此惊人的效果就是涡轮增压器如此吸引人的原因。而且，实现完美的燃烧效率，大幅提升动力，才是涡轮增压系统能够提供给车辆的最大价值。
该系统包括涡轮增压器、中间冷却器、进气旁通阀、排气旁通阀以及支撑进气和排气管道。
涡轮增压系统是如何工作的？
我们希望您能通过以下简单的步骤，了解涡轮增压的工作顺序，让您清楚地了解涡轮增压系统的工作原理。
首先是发动机排出的废气推动涡轮叶轮)②在涡轮的排气端，使其旋转。因此，它可以同时驱动与之相连的另一侧的压缩机轮(③)转动。
二是压气机叶轮从进气口强行吸入空气，经过叶片的旋转压缩后，进入直径越来越小的压缩通道进行二次压缩，这些压缩空气被喷入气缸燃烧。
第三，有些发动机装有中冷器，以降低压缩空气的温度，提高密度，防止发动机爆震。
第四，被压缩(和冷却)的空气通过进气管进入气缸，参与燃烧和做功。
5.燃烧后的废气从排气管排出，进入涡轮，然后重复上述(1)动作。
涡轮增压器涡轮增压器机体是涡轮增压器系统中最重要的部分，也就是我们一般所说的“蜗”或“螺”。涡轮之所以得名，是因为它的形状很像蜗牛背上的壳，或者海鲜摊上的海螺。
涡轮增压器机体是提高充气效率的核心部件，其基本结构分为:进气端、排气端和中间连接部分。
空气入口包括压缩机壳体，该压缩机壳体包括压缩机入口、压缩机出口和压缩机叶轮。
排气端包括涡轮机壳体，该涡轮机壳体包括涡轮机入口、涡轮机出口和涡轮机叶轮。
在两个外壳之间，还有一个中心壳，中心壳上装有连接和支撑压气机叶轮和涡轮叶轮，并应对数万转的轴，以及相应的进油口和出油口(甚至包括进水口和出水口)。
“高温”是涡轮增压器工作时面临的最大考验。涡轮运转时，首先接触的是发动机排出的高温废气(第一热源)，推动涡轮叶轮，带动另一侧的压气机叶轮同步运转。整个叶片轴的转速为120000-160000转/分。因此，涡轮轴高速旋转产生的热量是惊人的(第二热源)，空气被压气机叶轮压缩后温度升高(第三热源)，成为涡轮增压器最严峻的高温负担。涡轮增压器成为集成高温部件的独立工作系统。所以“散热”对涡轮增压器非常重要。涡轮本体内部有专门的油路(散热和润滑)，很多同时设计有油路和水路，可以通过油冷、水冷双重散热降低增压器的温度。
涡轮轴
轴承看起来是简单的金属管，实际上是120000-160000rpm旋转和超高温的精密零件。其精细的加工误差和精深的材料应用与处理是所有涡轮厂的核心技术。传统的涡轮轴使用衬套轴承结构。它真的只是一根金属管，完全依靠进入轴承室的高压机油来实现散热，所以可以高速旋转。
而新出现的球轴承逐渐成为涡轮轴的发展趋势。顾名思义，滚珠轴承就是在涡轮轴上安装滚珠来代替油作为轴承。球轴承有很多优点:摩擦力更小，所以会有更好的涡轮响应(可以减少涡轮滞后)，更有利于动力的极致提取；对于涡轮轴转动的动态控制更稳定(传统上轴承是机油做的，行程浮动)；对油压和品质的要求可以相对降低，间接提高了涡轮的使用寿命。但它的缺点是耐用性不如传统的Bos轴承，大概7-8万公里就会达到寿命极限，而且不容易维护，维护费用昂贵。所以重视耐用性的涡轮厂商(如KKK)是不会推出这种涡轮的。
涡轮机叶轮和压缩机叶轮
涡轮叶轮的叶片类型可分为“水车式”叶片(形状为直叶片设计，使废气碰撞产生回旋力，直接与回旋运动相结合)和“风车式”叶片(形状为弯叶片设计，不仅利用了碰撞力，还有效利用气流进入叶片间，获得废气的膨胀能)。涡轮叶轮的叶轮直径和叶片数会影响马力的线性度。理论上叶片越少，低速时响应越差，但高速时的爆发力和持续性不是多叶片能比的。
涡轮叶轮的叶片大多采用高耐热钢(有的采用陶瓷技术)，但由于铁本身质量大，所以生产的是轻而强的钛合金叶片。只是在量产车中，现在只有三菱蓝瑟EVO ⅸ RS车型有配备钛合金叶片的涡轮(EVO的钛合金涡轮型号为TD05-HRA，一般为TD05-HR，供读者参考)。改装产品中，只有加勒特的赛车涡轮用的是钛合金，暂时没听说过。
压缩机叶轮
叶片是涡轮机的动力源。但是压气机叶轮和涡轮叶轮的作用不同，所以叶片形状当然也不同。基本上，如何高效地将空气挤入压缩通道被视为压气机叶轮的首要任务，进而确定其形状。
一般原涡轮的压气机叶轮都采用全叶片的设计，即叶片从顶部到末端设计。为了增加吸入空气的通道面积，提高高速旋转的效率，已经出现了很多在全叶片旁边插入半叶片的叶轮(这种设计多出现在改型产品中)。
压缩机叶轮设计的另一个目的是平衡压缩空气的速度。传统的叶轮是“径向压缩轮”，它的两个叶片之间的气体速度变化很快:位于叶轮前面的空气受到叶片的挤压，所以速度很快。但是，由于吸入阻力和背压等因素，叶片后面的空气流速较慢。当节流阀半开时，压缩机叶轮的速度降低，进入压缩轮的空气速度降低。但如果之前被压缩的空气量相对过多，就会出现“真空”状态，空气无法输送(压缩机叶轮的转速无法产生大于进气管内空气压力的压力)，无法产生相对压力(压力反馈)，也就是所谓的“压缩机喘振”现象。
所谓涌浪效应，就像我们用手搅动水桶里的水。手搅得越快，桶里的水就会越往桶边扩散，然后桶里的水位就会越来越低。最后桶里的水只会绕着桶旋转，不会掉下来。空气动力学也会发生这种现象。你可以想象一下:压缩机的进气口就像一个水桶，周围的空气就像水。至于涡轮叶片，它们就像搅拌的手。一旦涡轮叶片的转速增加，进气口中的气流将逐渐向四周扩散。转速越高，气流会离周围越近，导致涡轮叶片的中心位置越来越不能吸收空气，甚至最后会处于真空状态，空气只能从叶片周围进入，进气效率当然会下降。而迎风角大的叶片进气效率较好，但在高速时容易产生喘振效应，而迎风角小的叶片则相反。
为了防止“气提”现象，为保持流量均匀而设计的将叶片角度减小到运行方向(更接近涡轮轴线方向)的“反向”压气机叶轮逐渐成为改型产品的主流，也就是改型领域所谓的“斜流”叶片。“斜流”叶片通常是在原来的主叶片下面，再加一个半叶片(一般它的角度更靠近涡轮轴，也就是更垂直)。如果从进气口直接看压气机叶轮，可以看到两个叶片重叠，说明这是一个“斜流”叶轮。混合动力涡轮的压气机叶轮通常采用“斜流”叶片(背面削平)，带有漏斗形扩大吸入口，以增加空气输出。此外，还有在压缩机进气口增加循环排气孔的新设计，使损失的压缩空气循环两次，以减少喘振效应(此处不详述，HKS T04Z有此设计)。
内部废气门
内置排气旁通阀(俗称执行机构)是目前汽轮机系统中最常见的泄压装置，也俗称联动排气泄压阀。“执行器”直接布置在涡轮上，用一根连杆来控制涡轮排气中的阀门。一旦涡轮压缩空气端的增压值达到极限水平，进气压力就会推动“执行机构”的连杆打开涡轮排气侧的旁通阀，一部分废气就不经过涡轮叶轮直接排到排气管。这样，吹涡轮叶轮的废气流量减少，涡轮叶轮的转速降低，同时压缩机叶轮的转速降低。因此，“作动器”不仅是限制涡轮最高转速的装置，也是使涡轮入口处的增压压力保持在一个稳定值(不能长时间过高)的装置。
外部排气旁通阀
外置废气门(俗称废气门)，又称排气泄压阀，与“执行器”功能大致相同，只是结构和安装位置不同。从结构上看，“废气门”消除了涡轮中的连杆和排气阀。另一方面，“废气门”以独立的方式安装在涡轮和排气管头之间，而不是像“执行器”一样附着在涡轮增压器本体上。一旦涡轮增压值达到设定的上限，“废气门”排出多余的废气(可以直接排到大气中，也可以导回排气管中)，减少“吹”涡轮叶轮的废气流量，从而保持涡轮增压值的稳定。“废气门”比“执行器”有更大的增压能力(弹簧大)，反应灵敏，所以更适合大马力或高增压的涡轮发动机，尤其是差异大的混合涡轮，是必备单品！
空气冷却器
中间冷却器位于压缩机出口和节流阀之间的“冷却排”中。它的结构有点像水箱，就是用很多扁扁的小铝管来分压空气，然后用外面的冷空气吹与细管相连的散热片，来冷却压缩空气，使进气温度接近常温。
发动机讨厌热气，因为热气会降低马力。尤其是在四季炎热的亚热带地区。但由于涡轮增压器会强行压缩吸入发动机的气体，空气密度会增加，但同时空气温度也会急剧上升。温度升高又会导致压缩空气中的氧气含量降低。此外，这种热气未经冷却就会进入高温气缸，导致燃油不规则预燃(爆震)，进一步加剧发动机的温升，增加活塞熔化的可能性。
为了提高空气密度，兼顾空气中的含氧量，我们需要在压缩空气后(更大程度上)降低进气的温度。中间冷却器就这样产生了。中冷器的面积和厚度越大，其散热能力越强。由于面积和厚度大，中冷器中小扁管的数量、长度和冷却叶片增加，使中冷器内的高温压缩空气与中冷器外的大气有更多的接触面积和接触时间，换热(冷却)的面积和时间更充分，冷却效果更好。大容量中冷器虽然冷却效率更好，但延长了散热路径，增加了进气量，会带来相对压力损失，涡轮迟滞容易变大。
进气旁通阀
进气减压阀通常也称为“进气减压阀”。安装在节气门附近的进气管上，是大部分涡轮增压发动机出厂时的原装泄压装置。
因为涡轮是靠废气的动力驱动的，所以在行驶过程中(比如换挡、急刹车)关闭油门时，油门是关闭的。涡轮叶片(压气机叶轮)在惯性作用下仍保持旋转。此时，由于节气门的截断和叶片的持续增压，进气管内(节气门和涡轮之间)的气压会迅速升高。为了保护增压系统，当压力达到一定的极限值时，打开进气旁通阀，将多余的空气(压力)导回过滤器和涡轮之间，实现降压保护的功能。
放气阀(BOV)，俗称“放气哇佬”，也属于进气旁通阀。只是它一般被用作替代安全阀的改型件。它的作用与安全阀基本相同，唯一不同的是排污阀的阀门不会像安全阀那样容易受到入口压力的影响(导致入口压力下降)。此外，在节流阀关闭后，放泄阀直接将残余压力释放到大气中，而不是在涡轮和过滤器之间重新加压。因此，除了保护涡轮系统之外，放泄阀在泄压反应方面也优于原泄压阀。然而，对于小排量或小型增压涡轮发动机，放气阀对加油的动态响应将变得更差。另外，放气阀泄压时会产生更多的放气声，让人更加兴奋，成为涡轮增压车最特别的音响效果。