汽車的渦輪增壓器(Turbocharger)是一種用來提高發動機效率和功率的裝置。它利用發動機排氣中的能量來增壓進氣,從而提高發動機的進氣量,使燃油燃燒更加充分,增大發動機輸出的功率。渦輪增壓器主要由兩個基本部分組成:渦輪(Turbine)和壓氣機(Compressor),它們通過一個共同的軸連接。
渦輪增壓的工作原理可以分為以下幾個步驟:
排氣驅動渦輪:發動機在工作時會排出廢氣,這些高溫、高速的排氣會流向渦輪增壓器中的渦輪部分。渦輪葉片被排氣氣流沖擊而旋轉,就像風車葉片被風吹動一樣。
轉動壓氣機:渦輪通過一個中心軸與壓氣機相連,因此渦輪的旋轉會帶動壓氣機的葉輪轉動。這種機械連接意味著渦輪和壓氣機的轉速是同步的。
壓縮進氣:壓氣機吸入外部的空氣,葉輪的旋轉使得空氣被壓縮。隨著空氣被壓縮,它的壓力和溫度都會上升。壓縮后的空氣通過冷卻器(intercooler)進行冷卻,以降低溫度,提高空氣密度。
提高燃燒效率:冷卻后的高密度空氣進入發動機的氣缸,與燃料混合形成更加濃縮的混合氣。這樣可以在每次燃燒循環中燃燒更多的燃料,從而產生更大的動力輸出。
渦輪增壓器能夠顯著提升發動機的功率和扭矩,同時在一定程度上提高燃油經濟性,因為它使得較小排量的發動機能夠產生與較大排量發動機相當的功率,而消耗更少的燃料。然而,渦輪增壓也會帶來一些挑戰,如渦輪遲滯(turbo lag,即從踩下油門到渦輪增壓器響應并提供額外動力之間的延遲)和增加的發動機復雜性。