涡轮增压器

一、历史(简略)

说到涡轮增压器，它已问世了100多年了，可也就是近10年才被人们常常提到。在1905年，sulzer brot hers research and development 公司的alfred buchi博士申请了第一款涡轮增压器的专利——动力驱动的轴向增压器，1911年在瑞士的winterthur增压器厂开工，在1915年制造出了原型航空器发动机增压器，利用发动机废气驱动，主要目的是用来克服高海拔稀薄空气对动力的负面影响。

早在1919年，美国通用电气公司制造的增压器将飞行器升到了一万米高空。当时的人们还没有完全认识到增压器的潜力，直到1938年第一款带增压的卡车发动机面市。

虽然buchi是涡轮增压器之父，可garrett将它广泛推广。到了1961年，小轿车才开始试探性地安装增压器，首先出现在oldsmobile f85上, 并在1962年上市。

使用了增压技术的oldsmobile jetfire3.5升v8发动机达到了215马力，而非增压的最好成绩只有185马力。对于轿车，20世纪70年代是涡轮增压器的一个转折点。

带增压的porsche911于1975年面市。1977年saab 99 又将涡轮增压器技术传播得更广泛，使2升发动机的动力性能与3升发动机基本相同。接着是奔驰300d turbo，它的动力性能给人留下了很深的印象。1978年别克regal和le sabre运动款安装了涡轮增压器。在20世纪最后20年中，带涡轮增压器的车型一款款的出现了。涡轮增压器在赛车中也起着重要的作用，包括wrc、勒芒24小时。

二、发展

涡轮增压器可以产生更大的扭矩来满足开车人的驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求，1989年出现了几何可变增压的涡轮增压器（vnt）。在发动机低速时，涡轮增压器减小流道容积，提高增压；在发动机全速运转时，涡轮增压器流道容积增大，保证增压不会超出需求。

流道容积可用真空管控制，优点是提高了发动机低速时的加速性能。今天的涡轮增压器已经变得部件更少、体积更小、转速更高（高达280000rpm），压缩比已经达到2-2.5∶1（汽油机）和4-6∶1（柴油机）。

涡轮增压器的工作原理虽然简单，但制造工艺要求高，涡轮增压器就是一个气泵，由发动机排出的废气来驱动涡轮增压器一侧的叶轮，当它越转越快时，另一侧的叶轮也在同步加快，增大了进入燃烧室的进气量。就像你所理解的，压缩后的空气会变得很热，所以在进入燃烧室前要进行冷却，就是我们常说的中冷。中冷也帮助降低了燃烧室的温度。

涡轮增压器的原理很简单，但实际上它是很复杂和精密的。不仅需要内部配件的严密配合，涡轮增压器还要和发动机严密匹配，否则就会降低发动机的效率甚至造成损坏。

今天，随着排放标准的越来越严格，汽车制造商不仅要满足环保要求，同时又要满足客户的需求，保证足够的驾驶乐趣。涡轮增压器正好能满足降低排放并提高燃油经济性，同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。

虽然涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性，因为增压会给燃烧室提供更多的空气，使小排量发动机可以榨取更大的功率输出，而且对于汽油机，有涡轮增压器后，co2的排放与相同功率的自然吸气发动机相比要少10-20%。但是，涡轮增压工作的过程需要很多的热量使涡轮排气叶轮进入工作转速，而且涡轮压缩后的空气散热的过程也是在消耗热能。所以，涡轮增压系统的工作过程，也是一个能量浪费的过程。

三、品牌简介

日本：三菱Mitsubishi, 石川岛IHI，日历Hitachi

欧洲：KKK

美国：Honeywell& Garrett, Borg Warner, Holset, Precision, Turbonectics, etc.

中国涡轮市场状况：

1、外国品牌在中国市场开战

国际上知名的增压器厂商已全部进入国内，且占据了国内配套市场的60%以上。如：霍尼韦尔不仅是全球领先的涡轮增压器供应商，在中国市场上也一直处于领先地位，占有三分之一强的市场份额，产品覆盖从2.8 升的轻型商用车到20 升的重型商用车。而且，各大公司采取了国际化战略，普遍性的在世界各地设立独资或合资公司。世界上五大增压器公司都在中国建立了独资或合资生产、研发基地，如上海Hon eywell，无锡Holset，一汽三佳石川岛播磨，宁波BorgWarner，上柴三菱。另外，台湾的有关厂商及捷克的CZ公司也在寻找合作伙伴或在中国销售。国际企业在中国涡轮增压器市场的扩张和争夺市场份额，加剧了涡轮增压器行业的竞争程度，也给我国涡轮增压器生产厂商带动很多的竞争压力。

2、国内品牌基本缺乏“战斗力”

国内现有增压器生产企业60余家，但与发动机形成配套关系的主流企业只有十来家，外资在国内外都建有研发基地，其产品品种多、储备广、技术含量高，国内企业只有由中国北方发动机研究所提供技术支持的大同北方天力与宁波天力两家生产企业技术实力较强。另外，国内市场上增压器产品拷贝生产厂中很多企业没有开发、配试的能力，甚至没有任何加工能力。在市场上采购零件进行组装，或者进行简单的加工产品不按照国家行业标准进行试验，大部分没有出厂检验，只是以低廉的价格流向售后市场。面对国外品牌对中国涡轮增压器的包揽，我国企业缺乏明显的“战斗力”。

四、涡轮的应用：

工业：涡轮增压系统在工业方面的用途以及优势

柴油和汽油工程机械：发电机组，挖掘机，工程车辆

汽车：涡轮增压系统在汽车上的应用以及优势

柴油机：卡车，客车，小轿车

汽油机：卡车，小轿车

五、改装市场应用

涡轮的各项指标，规格以及型号划分

A/R：

A代表出口面积

R代表压缩半径

很多人认为a/r代表涡轮的大小，其实这是被涡轮上仅有一个能看见的数字误导了。A/R比值代表涡轮壳体内的容积大小，这个数值决定了排气从壳体内流过的速度。A/R决定了排气叶轮的反应速度，a/r越大，壳体的最高流量越高，但是在同等压力下，a/r值小的壳体排气流速就会比较快。一般这个数值在排气外壳的选择上比较重要，因为我们总是为涡轮的反应速度而头疼，a/r则是决定涡轮反应素的一个重要数据。

Trim：