渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是依靠渦輪增壓器來(lái)加大發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的一種發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪增壓器(Turbo)實(shí)際上就是一個(gè)空氣壓縮機(jī)。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣作為動(dòng)力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪(位于排氣道內(nèi))，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪（位于進(jìn)氣道內(nèi)），葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來(lái)的新鮮空氣，再送入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步加快，空氣壓縮程度就得以加大，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量就相應(yīng)地得到增加，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。

    渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是它可在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量的基礎(chǔ)上，大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器相比，可增加大約40%甚至更多。

    如果大家不明白具體渦輪原理的話(huà)，歡迎觀(guān)看下面的原理視頻：

雙渦輪增壓

    雙渦輪增壓一般稱(chēng)為T(mén)win turbo或Biturbo,雙渦輪增壓是渦輪增壓的方式之一。針對(duì)廢氣渦輪增壓的渦輪遲滯現(xiàn)象，串聯(lián)一大一小兩只渦輪或并聯(lián)兩只同樣的渦輪，在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速的時(shí)候，較少的排氣即可驅(qū)動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生足夠的進(jìn)氣壓力，減小渦輪遲滯效應(yīng)。

    在雙渦輪增壓的汽車(chē)上會(huì)看到2組渦輪通過(guò)串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接。并聯(lián)指每組渦輪負(fù)責(zé)引擎半數(shù)汽缸的工作，每組渦輪都是同規(guī)格的,它的優(yōu)點(diǎn)就是增壓反應(yīng)快并減低管道的復(fù)雜程度。

    串聯(lián)渦輪通常是一大一小兩組渦輪串聯(lián)搭配而成，低轉(zhuǎn)時(shí)推動(dòng)反應(yīng)較快的小渦輪，使低轉(zhuǎn)扭力豐厚，高轉(zhuǎn)時(shí)大渦輪介入，提供充足的進(jìn)氣量，功率輸出得以提高。

單渦輪雙渦管

    單渦輪雙渦管可以說(shuō)是寶馬的獨(dú)有技術(shù)，單渦輪雙渦管就是將一個(gè)渦輪增壓器的氣流在經(jīng)過(guò)渦管時(shí)分為兩股氣流,每股氣流負(fù)責(zé)3個(gè)缸.同時(shí)于雙渦輪相比,單渦輪的設(shè)計(jì)也減低了排氣脈沖相互干擾的情況。單渦輪雙渦管發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸在寶馬各個(gè)車(chē)系開(kāi)始普及。

    與N54B30的3.0雙渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)相比，它只采用了一顆經(jīng)過(guò)TwinPower優(yōu)化的單渦輪增壓器，TwinPower簡(jiǎn)單的說(shuō)雙進(jìn)氣道，單渦輪雙渦管就是由雙渦輪的每三個(gè)汽缸驅(qū)動(dòng)一個(gè)渦輪進(jìn)化成了每三個(gè)汽缸各自通過(guò)一個(gè)渦輪進(jìn)氣管路共同驅(qū)動(dòng)一個(gè)渦輪，從而減輕發(fā)動(dòng)機(jī)自重和降低油耗。

可變截面渦輪

為了更好的了解可變截面渦輪的優(yōu)勢(shì)，先讓我們分析一下普通渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)。

    普通渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷狀態(tài)下時(shí)排氣能量非?？捎^(guān)，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，排氣能量卻小的可憐，此時(shí)渦輪增壓器就會(huì)由于驅(qū)動(dòng)力不足而無(wú)法達(dá)到工作轉(zhuǎn)速，這樣造成的結(jié)果就是，在低轉(zhuǎn)速時(shí)，渦輪增壓器并不能發(fā)揮作用，這時(shí)候渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力表現(xiàn)甚至?xí)∮谝慌_(tái)同排量的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，這就是我們經(jīng)常說(shuō)的“渦輪遲滯”現(xiàn)象。

    對(duì)于傳統(tǒng)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，解決渦輪遲滯現(xiàn)象的一個(gè)方法就是使用小尺寸的輕質(zhì)渦輪，首先，小渦輪會(huì)擁有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)較低轉(zhuǎn)速下渦輪就能達(dá)到最佳的工作轉(zhuǎn)速，從而有效改善渦輪遲滯的現(xiàn)象。不過(guò)，使用小渦輪也有它的缺點(diǎn)：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)，小渦輪由于排氣截面較小，會(huì)使排氣阻力增加（產(chǎn)生排氣回壓），因此發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大扭矩會(huì)受到一定的影響。而對(duì)于產(chǎn)生回壓較小的大渦輪來(lái)說(shuō)，雖然高轉(zhuǎn)速下可以擁有出色增壓效果，發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)擁有更強(qiáng)的動(dòng)力表現(xiàn)，但是低速下渦輪更難以被驅(qū)動(dòng)，因此渦輪遲滯也會(huì)更明顯。

可變截面渦輪增壓的原理

    為解決上述矛盾足，讓渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在高低轉(zhuǎn)速下都能保證良好的增壓效果，VGT(Variable Geometry Turbocharger）或者叫VNT可變截面渦輪增壓技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，VGT可變截面渦輪增壓技術(shù)早已得到了很廣泛的應(yīng)用。由于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，達(dá)到1000°C左右（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為400°C左右），而VGT所使用的硬件材質(zhì)很難承受如此高溫的環(huán)境，因此這項(xiàng)技術(shù)也遲遲未能在汽油機(jī)上應(yīng)用。近年來(lái)，博格華納與保時(shí)捷聯(lián)手克服了這個(gè)難題，使用了耐高溫的航空材料技術(shù)，從而成功開(kāi)發(fā)出了首款搭載可變截面渦輪增壓器的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，保時(shí)捷則將這項(xiàng)技術(shù)稱(chēng)為VTG（Variable Turbine Geometry）可變渦輪葉片技術(shù)。

『圖中渦輪外圍的紅色葉片就是導(dǎo)流葉片』

『一般的渦輪并沒(méi)有導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)』

    VGT技術(shù)的核心部分就是可調(diào)渦流截面的導(dǎo)流葉片，從圖上我們可以看到，渦輪的外側(cè)增加了一環(huán)可由電子系統(tǒng)控制角度的導(dǎo)流葉片，導(dǎo)流葉片的相對(duì)位置是固定的，但是葉片角度可以調(diào)整，在系統(tǒng)工作時(shí)，廢氣會(huì)順著導(dǎo)流葉片送至渦輪葉片上，通過(guò)調(diào)整葉片角度，控制流過(guò)渦輪葉片的氣體的流量和流速，從而控制渦輪的轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時(shí)候，導(dǎo)流葉片打開(kāi)的角度較小。根據(jù)流體力學(xué)原理，此時(shí)導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就會(huì)加快，增大渦輪處的壓強(qiáng)，從而可以更容易推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象，也改善了發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)的響應(yīng)時(shí)間和加速能力。而在隨著轉(zhuǎn)速的提升和排氣壓力的增加，葉片也逐漸增大打開(kāi)的角度，在全負(fù)荷狀態(tài)下，葉片則保持全開(kāi)的狀態(tài)，減小了排氣背壓，從而達(dá)到一般大渦輪的增壓效果。此外，由于改變?nèi)~片角度能夠?qū)u輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效控制，這也就實(shí)現(xiàn)對(duì)渦輪的過(guò)載保護(hù)，因此使用了VGT技術(shù)的渦輪增壓器都不需要設(shè)置排氣泄壓閥。

    需要指出的是，VGT可變截面渦輪增壓器只能通過(guò)改變排氣入口的橫切面積改變渦輪的特性，但是渦輪的尺寸大小并不會(huì)發(fā)生變化。如果從渦輪A/R值去理解的話(huà)，可變截面渦輪的原理會(huì)更加直觀(guān)。

『也有的廠(chǎng)商將這項(xiàng)技術(shù)稱(chēng)為VNT，比如沃爾沃和奧迪，它們?cè)诒举|(zhì)上是一樣的』

    A/R值是渦輪增壓器的一項(xiàng)重要指標(biāo)，用以表達(dá)渦輪的特性，在改裝市場(chǎng)的渦輪增壓器銷(xiāo)售冊(cè)上也常有標(biāo)明。A表示Area區(qū)域，指的是渦輪排氣側(cè)入口處最窄的橫切面積（也就是可變截面渦輪技術(shù)中的“截面”），R（Radius）則是代表半徑意思，指的是入口處最窄的橫切面積的中心點(diǎn)到渦輪本體中心點(diǎn)的距離，而兩者的比例就是A/R值。相對(duì)而言，壓氣端葉輪受A/R值的影響并不大，不過(guò)A/R值卻對(duì)排氣端渦輪有著十分重要的意義。

    導(dǎo)流葉片的開(kāi)度能夠影響導(dǎo)向渦輪葉片的氣流速度，低轉(zhuǎn)速時(shí)開(kāi)度?。ㄗ髨D），提高空氣流速，高轉(zhuǎn)速時(shí)開(kāi)度大（右圖），減小排氣負(fù)壓

    當(dāng)A/R值越小時(shí)，表示廢氣通過(guò)渦輪的流速較高，這種特性可以有效減輕渦輪遲滯，渦輪也就能在較低的轉(zhuǎn)速區(qū)域取得較高的增壓，而發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)則會(huì)產(chǎn)生較大的排氣背壓，使高轉(zhuǎn)速時(shí)功率受到限制。反之，當(dāng)A/R值越大時(shí)，渦輪的響應(yīng)速度就越慢，低轉(zhuǎn)速時(shí)渦輪遲滯明顯，不過(guò)在高轉(zhuǎn)速時(shí)，擁有較小的排氣背壓，且能夠更好的利用排氣能量，從而獲得更強(qiáng)的動(dòng)力表現(xiàn)。

    而VGT技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的截面可變就是指改變A值。當(dāng)葉片角度較小時(shí)，排氣入口的橫切面積便會(huì)相應(yīng)減小，因此A值會(huì)隨之變化，從而擁有小渦輪響應(yīng)快的特點(diǎn)。而當(dāng)葉片角度增大時(shí)，A值隨之增大，這時(shí)A/R值增大，從而在高轉(zhuǎn)速下獲得更強(qiáng)的動(dòng)力輸出?？偠灾高^(guò)變更葉片的角度，VTG系統(tǒng)可隨時(shí)改變排氣渦輪的A/R值，從而兼顧大/小渦輪的優(yōu)勢(shì)特性。

    盡管結(jié)構(gòu)和原理都很簡(jiǎn)單，但VGT可變截面渦輪技術(shù)對(duì)于增壓效果的提升非常顯著，在目前主流的渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了非常普遍的應(yīng)用。不過(guò)，由于硬件材質(zhì)的限制，這項(xiàng)技術(shù)在排氣溫度較高的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上才剛剛起步，保時(shí)捷和博格華納的合作可以說(shuō)開(kāi)創(chuàng)了先河。不過(guò)，隨著材料科技的進(jìn)步，這項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上必將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

泄壓閥

     當(dāng)一輛改裝車(chē)從身旁飛馳而過(guò)，我們時(shí)常會(huì)聽(tīng)到“嗡嗡……”的一段發(fā)動(dòng)機(jī)加速聲音后，又傳來(lái)“呲……”的一聲——這給人讓人傳遞了沖勁十足的感覺(jué)。這聲音是從那里傳來(lái)的？為什么普通民用車(chē)，或者一些高性能跑車(chē)上都沒(méi)有這樣的聲音（而一些普通的改裝車(chē)卻有）？

    其實(shí)這種特有的“呲……”聲是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的卸壓閥在卸壓時(shí)所發(fā)出的聲音，可以說(shuō)，所有的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)產(chǎn)生這種聲音，只不過(guò)對(duì)于日常民用車(chē)而言，廠(chǎng)家在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)將這種聲音作為噪音來(lái)處理，盡可能地將它降低。做法是將壓力泄到進(jìn)氣歧管內(nèi)，因此噪音很小——這種泄壓方式叫做內(nèi)泄式。

     對(duì)于裝配渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的普通民用車(chē)而言，不仔細(xì)聽(tīng)一般都無(wú)法覺(jué)察到有卸壓時(shí)的“呲呲”聲。這就好比對(duì)于普通民用車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音和隆隆的排氣聲是屬于負(fù)面參數(shù)（而高性能車(chē)有時(shí)則可以強(qiáng)調(diào)這種聲音），原廠(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)盡可能的將這種聲音消除。而對(duì)于喜歡駕駛樂(lè)趣的車(chē)友，這種聲音則成了激發(fā)其駕駛激情的催化劑（我們經(jīng)?？匆?jiàn)很多車(chē)的排氣管被改得像炮筒一般，聲音也隆隆的震天響）。

    除了激發(fā)駕駛激情以外，“炫”也是改裝的訴求之一，很多人希望將自己的車(chē)改得像超高性能車(chē)，即便車(chē)子動(dòng)力并不是特別強(qiáng)。一般來(lái)說(shuō)，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出 “呲、呲”聲的大小是與增壓強(qiáng)度相關(guān)的——大渦輪增壓器更容易發(fā)出這樣的聲音。因此如果這種聲音比較大，可以顯得這臺(tái)車(chē)的增壓器較大，讓人有很炫的感覺(jué)。

    許多改裝發(fā)燒友也是出于這個(gè)目的，把自己民用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)（如寶來(lái)1.8T、帕薩特1.8T）的內(nèi)泄式泄壓改成了外泄式，并進(jìn)一步加大“呲”聲，其道理與炮筒式的排氣管很類(lèi)似。那么，為什么渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)出這樣的聲音呢？

    當(dāng)我們踏下油門(mén)踏板加速時(shí)，節(jié)氣門(mén)打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出高溫高壓的廢氣能量推動(dòng)廢氣渦輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到渦輪增壓器工作時(shí)的轉(zhuǎn)速（也就是使渦輪旋轉(zhuǎn)在每分鐘10萬(wàn)轉(zhuǎn)以上時(shí)），渦輪增壓器才將周?chē)目諝膺M(jìn)行壓縮，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量增加、提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。

『HKS外排式泄壓閥』

    在當(dāng)我們收油時(shí)，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度迅速減小直至處于關(guān)閉的怠速狀態(tài)，也就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)不需要進(jìn)氣了，或者說(shuō)進(jìn)氣管中的氣流會(huì)在節(jié)氣閥處受阻。但此時(shí)此刻渦輪增壓器并沒(méi)有停止工作！由于慣性，渦輪增壓器仍然保持在每分鐘10萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的轉(zhuǎn)速繼續(xù)旋轉(zhuǎn)著?，F(xiàn)在可以想象，此時(shí)的空氣仍然繼續(xù)被源源不斷地壓縮進(jìn)入進(jìn)氣管中，如果在進(jìn)氣管中這部分高壓空氣不能被及時(shí)排走，就會(huì)使進(jìn)氣管中壓力迅速升高，有可能造成節(jié)氣門(mén)損害或進(jìn)氣管爆裂。

『泄壓閥安裝在進(jìn)氣管中』

    這時(shí)，就需要在進(jìn)氣管道中加裝一個(gè)卸壓裝置，來(lái)卸掉管道中來(lái)自進(jìn)氣渦輪壓縮后的多余高壓空氣。實(shí)際上泄壓閥就是安裝在進(jìn)氣管上一個(gè)閥門(mén)，用以控制增壓壓力。泄壓閥的開(kāi)閉由ECU（電子控制單元）操縱的電磁線(xiàn)圈控制。ECU會(huì)根據(jù)渦輪出口增壓的壓力高低來(lái)做出判斷，一旦壓力超過(guò)臨界值時(shí)，就會(huì)對(duì)電磁線(xiàn)圈進(jìn)行通電或斷電控制，從而開(kāi)啟或關(guān)閉泄壓閥。

    當(dāng)卸壓閥關(guān)閉時(shí)以保證進(jìn)氣管內(nèi)有足夠的進(jìn)氣壓力為依據(jù)，當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)能將多余的氣體泄到大氣中，減輕進(jìn)氣道內(nèi)壓力，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管道。所以我們聽(tīng)到改裝車(chē)上的“呲、呲”聲就是泄壓閥在泄壓排氣時(shí)的聲音。

    事實(shí)上，改裝車(chē)上發(fā)出的“呲、呲”聲對(duì)于提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能提升沒(méi)有任何意義，只不過(guò)能渲染出一種增壓值很大的假象。相對(duì)來(lái)說(shuō)，增壓值越大的發(fā)動(dòng)機(jī)，這種泄壓閥泄壓排出的空氣也就越多，理論上產(chǎn)生的噪音也就越大。而改裝車(chē)的時(shí)候，將泄壓閥泄壓時(shí)的聲音進(jìn)行放大，就像采用大炮筒排氣管一樣——?jiǎng)屿o很酷，卻沒(méi)有什么實(shí)際效果。

  渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是依靠渦輪增壓器來(lái)加大發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的一種發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪增壓器(Turbo)實(shí)際上就是一個(gè)空氣壓縮機(jī)。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣作為動(dòng)力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪(位于排氣道內(nèi))，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪（位于進(jìn)氣道內(nèi)），葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來(lái)的新鮮空氣，再送入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步加快，空氣壓縮程度就得以加大，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量就相應(yīng)地得到增加，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。

    渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是它可在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量的基礎(chǔ)上，大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器相比，可增加大約40%甚至更多。

    如果大家不明白具體渦輪原理的話(huà)，歡迎觀(guān)看下面的原理視頻：

雙渦輪增壓

    雙渦輪增壓一般稱(chēng)為T(mén)win turbo或Biturbo,雙渦輪增壓是渦輪增壓的方式之一。針對(duì)廢氣渦輪增壓的渦輪遲滯現(xiàn)象，串聯(lián)一大一小兩只渦輪或并聯(lián)兩只同樣的渦輪，在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速的時(shí)候，較少的排氣即可驅(qū)動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生足夠的進(jìn)氣壓力，減小渦輪遲滯效應(yīng)。

    在雙渦輪增壓的汽車(chē)上會(huì)看到2組渦輪通過(guò)串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接。并聯(lián)指每組渦輪負(fù)責(zé)引擎半數(shù)汽缸的工作，每組渦輪都是同規(guī)格的,它的優(yōu)點(diǎn)就是增壓反應(yīng)快并減低管道的復(fù)雜程度。

    串聯(lián)渦輪通常是一大一小兩組渦輪串聯(lián)搭配而成，低轉(zhuǎn)時(shí)推動(dòng)反應(yīng)較快的小渦輪，使低轉(zhuǎn)扭力豐厚，高轉(zhuǎn)時(shí)大渦輪介入，提供充足的進(jìn)氣量，功率輸出得以提高。

單渦輪雙渦管

    單渦輪雙渦管可以說(shuō)是寶馬的獨(dú)有技術(shù)，單渦輪雙渦管就是將一個(gè)渦輪增壓器的氣流在經(jīng)過(guò)渦管時(shí)分為兩股氣流,每股氣流負(fù)責(zé)3個(gè)缸.同時(shí)于雙渦輪相比,單渦輪的設(shè)計(jì)也減低了排氣脈沖相互干擾的情況。單渦輪雙渦管發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸在寶馬各個(gè)車(chē)系開(kāi)始普及。

    與N54B30的3.0雙渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)相比，它只采用了一顆經(jīng)過(guò)TwinPower優(yōu)化的單渦輪增壓器，TwinPower簡(jiǎn)單的說(shuō)雙進(jìn)氣道，單渦輪雙渦管就是由雙渦輪的每三個(gè)汽缸驅(qū)動(dòng)一個(gè)渦輪進(jìn)化成了每三個(gè)汽缸各自通過(guò)一個(gè)渦輪進(jìn)氣管路共同驅(qū)動(dòng)一個(gè)渦輪，從而減輕發(fā)動(dòng)機(jī)自重和降低油耗。

可變截面渦輪

為了更好的了解可變截面渦輪的優(yōu)勢(shì)，先讓我們分析一下普通渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)。

    普通渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷狀態(tài)下時(shí)排氣能量非?？捎^(guān)，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，排氣能量卻小的可憐，此時(shí)渦輪增壓器就會(huì)由于驅(qū)動(dòng)力不足而無(wú)法達(dá)到工作轉(zhuǎn)速，這樣造成的結(jié)果就是，在低轉(zhuǎn)速時(shí)，渦輪增壓器并不能發(fā)揮作用，這時(shí)候渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力表現(xiàn)甚至?xí)∮谝慌_(tái)同排量的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，這就是我們經(jīng)常說(shuō)的“渦輪遲滯”現(xiàn)象。

    對(duì)于傳統(tǒng)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，解決渦輪遲滯現(xiàn)象的一個(gè)方法就是使用小尺寸的輕質(zhì)渦輪，首先，小渦輪會(huì)擁有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)較低轉(zhuǎn)速下渦輪就能達(dá)到最佳的工作轉(zhuǎn)速，從而有效改善渦輪遲滯的現(xiàn)象。不過(guò)，使用小渦輪也有它的缺點(diǎn)：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)，小渦輪由于排氣截面較小，會(huì)使排氣阻力增加（產(chǎn)生排氣回壓），因此發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大扭矩會(huì)受到一定的影響。而對(duì)于產(chǎn)生回壓較小的大渦輪來(lái)說(shuō)，雖然高轉(zhuǎn)速下可以擁有出色增壓效果，發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)擁有更強(qiáng)的動(dòng)力表現(xiàn)，但是低速下渦輪更難以被驅(qū)動(dòng)，因此渦輪遲滯也會(huì)更明顯。

可變截面渦輪增壓的原理

    為解決上述矛盾足，讓渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在高低轉(zhuǎn)速下都能保證良好的增壓效果，VGT(Variable Geometry Turbocharger）或者叫VNT可變截面渦輪增壓技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，VGT可變截面渦輪增壓技術(shù)早已得到了很廣泛的應(yīng)用。由于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，達(dá)到1000°C左右（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為400°C左右），而VGT所使用的硬件材質(zhì)很難承受如此高溫的環(huán)境，因此這項(xiàng)技術(shù)也遲遲未能在汽油機(jī)上應(yīng)用。近年來(lái)，博格華納與保時(shí)捷聯(lián)手克服了這個(gè)難題，使用了耐高溫的航空材料技術(shù)，從而成功開(kāi)發(fā)出了首款搭載可變截面渦輪增壓器的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，保時(shí)捷則將這項(xiàng)技術(shù)稱(chēng)為VTG（Variable Turbine Geometry）可變渦輪葉片技術(shù)。

『圖中渦輪外圍的紅色葉片就是導(dǎo)流葉片』

『一般的渦輪并沒(méi)有導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)』

    VGT技術(shù)的核心部分就是可調(diào)渦流截面的導(dǎo)流葉片，從圖上我們可以看到，渦輪的外側(cè)增加了一環(huán)可由電子系統(tǒng)控制角度的導(dǎo)流葉片，導(dǎo)流葉片的相對(duì)位置是固定的，但是葉片角度可以調(diào)整，在系統(tǒng)工作時(shí)，廢氣會(huì)順著導(dǎo)流葉片送至渦輪葉片上，通過(guò)調(diào)整葉片角度，控制流過(guò)渦輪葉片的氣體的流量和流速，從而控制渦輪的轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時(shí)候，導(dǎo)流葉片打開(kāi)的角度較小。根據(jù)流體力學(xué)原理，此時(shí)導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就會(huì)加快，增大渦輪處的壓強(qiáng)，從而可以更容易推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象，也改善了發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)的響應(yīng)時(shí)間和加速能力。而在隨著轉(zhuǎn)速的提升和排氣壓力的增加，葉片也逐漸增大打開(kāi)的角度，在全負(fù)荷狀態(tài)下，葉片則保持全開(kāi)的狀態(tài)，減小了排氣背壓，從而達(dá)到一般大渦輪的增壓效果。此外，由于改變?nèi)~片角度能夠?qū)u輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效控制，這也就實(shí)現(xiàn)對(duì)渦輪的過(guò)載保護(hù)，因此使用了VGT技術(shù)的渦輪增壓器都不需要設(shè)置排氣泄壓閥。

    需要指出的是，VGT可變截面渦輪增壓器只能通過(guò)改變排氣入口的橫切面積改變渦輪的特性，但是渦輪的尺寸大小并不會(huì)發(fā)生變化。如果從渦輪A/R值去理解的話(huà)，可變截面渦輪的原理會(huì)更加直觀(guān)。

『也有的廠(chǎng)商將這項(xiàng)技術(shù)稱(chēng)為VNT，比如沃爾沃和奧迪，它們?cè)诒举|(zhì)上是一樣的』

    A/R值是渦輪增壓器的一項(xiàng)重要指標(biāo)，用以表達(dá)渦輪的特性，在改裝市場(chǎng)的渦輪增壓器銷(xiāo)售冊(cè)上也常有標(biāo)明。A表示Area區(qū)域，指的是渦輪排氣側(cè)入口處最窄的橫切面積（也就是可變截面渦輪技術(shù)中的“截面”），R（Radius）則是代表半徑意思，指的是入口處最窄的橫切面積的中心點(diǎn)到渦輪本體中心點(diǎn)的距離，而兩者的比例就是A/R值。相對(duì)而言，壓氣端葉輪受A/R值的影響并不大，不過(guò)A/R值卻對(duì)排氣端渦輪有著十分重要的意義。

    導(dǎo)流葉片的開(kāi)度能夠影響導(dǎo)向渦輪葉片的氣流速度，低轉(zhuǎn)速時(shí)開(kāi)度?。ㄗ髨D），提高空氣流速，高轉(zhuǎn)速時(shí)開(kāi)度大（右圖），減小排氣負(fù)壓

    當(dāng)A/R值越小時(shí)，表示廢氣通過(guò)渦輪的流速較高，這種特性可以有效減輕渦輪遲滯，渦輪也就能在較低的轉(zhuǎn)速區(qū)域取得較高的增壓，而發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)則會(huì)產(chǎn)生較大的排氣背壓，使高轉(zhuǎn)速時(shí)功率受到限制。反之，當(dāng)A/R值越大時(shí)，渦輪的響應(yīng)速度就越慢，低轉(zhuǎn)速時(shí)渦輪遲滯明顯，不過(guò)在高轉(zhuǎn)速時(shí)，擁有較小的排氣背壓，且能夠更好的利用排氣能量，從而獲得更強(qiáng)的動(dòng)力表現(xiàn)。

    而VGT技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的截面可變就是指改變A值。當(dāng)葉片角度較小時(shí)，排氣入口的橫切面積便會(huì)相應(yīng)減小，因此A值會(huì)隨之變化，從而擁有小渦輪響應(yīng)快的特點(diǎn)。而當(dāng)葉片角度增大時(shí)，A值隨之增大，這時(shí)A/R值增大，從而在高轉(zhuǎn)速下獲得更強(qiáng)的動(dòng)力輸出?？偠灾高^(guò)變更葉片的角度，VTG系統(tǒng)可隨時(shí)改變排氣渦輪的A/R值，從而兼顧大/小渦輪的優(yōu)勢(shì)特性。

    盡管結(jié)構(gòu)和原理都很簡(jiǎn)單，但VGT可變截面渦輪技術(shù)對(duì)于增壓效果的提升非常顯著，在目前主流的渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了非常普遍的應(yīng)用。不過(guò)，由于硬件材質(zhì)的限制，這項(xiàng)技術(shù)在排氣溫度較高的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上才剛剛起步，保時(shí)捷和博格華納的合作可以說(shuō)開(kāi)創(chuàng)了先河。不過(guò)，隨著材料科技的進(jìn)步，這項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上必將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

泄壓閥

     當(dāng)一輛改裝車(chē)從身旁飛馳而過(guò)，我們時(shí)常會(huì)聽(tīng)到“嗡嗡……”的一段發(fā)動(dòng)機(jī)加速聲音后，又傳來(lái)“呲……”的一聲——這給人讓人傳遞了沖勁十足的感覺(jué)。這聲音是從那里傳來(lái)的？為什么普通民用車(chē)，或者一些高性能跑車(chē)上都沒(méi)有這樣的聲音（而一些普通的改裝車(chē)卻有）？

    其實(shí)這種特有的“呲……”聲是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的卸壓閥在卸壓時(shí)所發(fā)出的聲音，可以說(shuō)，所有的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)產(chǎn)生這種聲音，只不過(guò)對(duì)于日常民用車(chē)而言，廠(chǎng)家在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)將這種聲音作為噪音來(lái)處理，盡可能地將它降低。做法是將壓力泄到進(jìn)氣歧管內(nèi)，因此噪音很小——這種泄壓方式叫做內(nèi)泄式。

     對(duì)于裝配渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的普通民用車(chē)而言，不仔細(xì)聽(tīng)一般都無(wú)法覺(jué)察到有卸壓時(shí)的“呲呲”聲。這就好比對(duì)于普通民用車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音和隆隆的排氣聲是屬于負(fù)面參數(shù)（而高性能車(chē)有時(shí)則可以強(qiáng)調(diào)這種聲音），原廠(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)盡可能的將這種聲音消除。而對(duì)于喜歡駕駛樂(lè)趣的車(chē)友，這種聲音則成了激發(fā)其駕駛激情的催化劑（我們經(jīng)?？匆?jiàn)很多車(chē)的排氣管被改得像炮筒一般，聲音也隆隆的震天響）。

    除了激發(fā)駕駛激情以外，“炫”也是改裝的訴求之一，很多人希望將自己的車(chē)改得像超高性能車(chē)，即便車(chē)子動(dòng)力并不是特別強(qiáng)。一般來(lái)說(shuō)，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出 “呲、呲”聲的大小是與增壓強(qiáng)度相關(guān)的——大渦輪增壓器更容易發(fā)出這樣的聲音。因此如果這種聲音比較大，可以顯得這臺(tái)車(chē)的增壓器較大，讓人有很炫的感覺(jué)。

    許多改裝發(fā)燒友也是出于這個(gè)目的，把自己民用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)（如寶來(lái)1.8T、帕薩特1.8T）的內(nèi)泄式泄壓改成了外泄式，并進(jìn)一步加大“呲”聲，其道理與炮筒式的排氣管很類(lèi)似。那么，為什么渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)出這樣的聲音呢？

    當(dāng)我們踏下油門(mén)踏板加速時(shí)，節(jié)氣門(mén)打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出高溫高壓的廢氣能量推動(dòng)廢氣渦輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到渦輪增壓器工作時(shí)的轉(zhuǎn)速（也就是使渦輪旋轉(zhuǎn)在每分鐘10萬(wàn)轉(zhuǎn)以上時(shí)），渦輪增壓器才將周?chē)目諝膺M(jìn)行壓縮，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量增加、提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。

『HKS外排式泄壓閥』

    在當(dāng)我們收油時(shí)，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度迅速減小直至處于關(guān)閉的怠速狀態(tài)，也就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)不需要進(jìn)氣了，或者說(shuō)進(jìn)氣管中的氣流會(huì)在節(jié)氣閥處受阻。但此時(shí)此刻渦輪增壓器并沒(méi)有停止工作！由于慣性，渦輪增壓器仍然保持在每分鐘10萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的轉(zhuǎn)速繼續(xù)旋轉(zhuǎn)著。現(xiàn)在可以想象，此時(shí)的空氣仍然繼續(xù)被源源不斷地壓縮進(jìn)入進(jìn)氣管中，如果在進(jìn)氣管中這部分高壓空氣不能被及時(shí)排走，就會(huì)使進(jìn)氣管中壓力迅速升高，有可能造成節(jié)氣門(mén)損害或進(jìn)氣管爆裂。

『泄壓閥安裝在進(jìn)氣管中』

    這時(shí)，就需要在進(jìn)氣管道中加裝一個(gè)卸壓裝置，來(lái)卸掉管道中來(lái)自進(jìn)氣渦輪壓縮后的多余高壓空氣。實(shí)際上泄壓閥就是安裝在進(jìn)氣管上一個(gè)閥門(mén)，用以控制增壓壓力。泄壓閥的開(kāi)閉由ECU（電子控 制單元）操縱的電磁線(xiàn)圈控制。ECU會(huì)根據(jù)渦輪出口增壓的壓力高低來(lái)做出判斷，一旦壓力超過(guò)臨界值時(shí)，就會(huì)對(duì)電磁線(xiàn)圈進(jìn)行通電或斷電控制，從而開(kāi)啟或關(guān)閉泄壓閥。

    當(dāng)卸壓閥關(guān)閉時(shí)以保證進(jìn)氣管內(nèi)有足夠的進(jìn)氣壓力為依據(jù)，當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)能將多余的氣體泄到大氣中，減輕進(jìn)氣道內(nèi)壓力，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管道。所以我們聽(tīng)到改裝車(chē)上的“呲、呲”聲就是泄壓閥在泄壓排氣時(shí)的聲音。

    事實(shí)上，改裝車(chē)上發(fā)出的“呲、呲”聲對(duì)于提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能提升沒(méi)有任何意義，只不過(guò)能渲染出一種增壓值很大的假象。相對(duì)來(lái)說(shuō)，增壓值越大的發(fā)動(dòng)機(jī)，這種泄壓閥泄壓排出的空氣也就越多，理論上產(chǎn)生的噪音也就越大。而改裝車(chē)的時(shí)候，將泄壓閥泄壓時(shí)的聲音進(jìn)行放大，就像采用大炮筒排氣管一樣——?jiǎng)屿o很酷，卻沒(méi)有什么實(shí)際效果。