汽车涡轮增压和机械增压有什么不同之处

增压发动机已经生产多年，主要的增压方式有涡轮增压和机械增压。然而，我们通常看到的大多数增压发动机都是涡轮增压的，但很少是机械增压的。为什么厂家喜欢用涡轮增压代替机械增压？今天就来说说这个话题。

自然吸气发动机工作时，活塞将空气吸入气缸，增压是指在发动机的进气端提供高压空气体，让空气体主动进入气缸，因此增压可以使气缸进入更多的空燃混合气，提高发动机功率。

涡轮增压利用发动机的排气能量对空气体进行增压。增压器安装在排气歧管上。发动机的废气带动涡轮旋转，涡轮带动同轴压气机叶轮将空气体增压后输送到发动机进气口实现增压。

涡轮增压器是由废气驱动的，在发动机低速运转时，废气量不足以驱动涡轮增压器达到足够的增压压力，所以涡轮增压发动机在达到一定转速后才会有增压效果。而且从踩油门到增加排气量有一个延迟，所以涡轮增压发动机存在涡轮迟滞现象。

目前，小型涡轮增压器广泛应用于家用车。小型涡轮增压器转动惯量低，更容易驱动。所以很多家用车在很低的转速下就能达到最大扭矩，涡轮迟滞也能得到一定程度的改善。但是在高速范围内，虽然有大量的废气，但由于增压器的体积，它能提供的增压压力不会上升太多空。但是最常用的家用车是低速区间，所以小涡轮完美的适应了家用车。

然而，性能车一般喜欢使用尺寸更大的涡轮增压器，甚至是多个涡轮增压器。大型涡轮转动惯量大，驱动难度更大，因此性能车的最大扭矩和速度相对较高。但是速度高的时候，废气量充足，大涡轮可以提供更大的增压压力，所以性能车往往可以挤出更多的动力。而且性能车的发动机在使用中经常处于高速状态，所以大涡轮更适合。

涡轮增压器比较便宜，但涡轮工作温度高，对发动机散热要求较高。

增压器由发动机驱动，发动机通过皮带与发动机连接，并驱动内螺旋空空气压缩机为发动机提供进气增压。

由于增压器直接与发动机相连，增压几乎没有延迟，发动机一启动就可以提供增压，所以发动机的动力输出非常平稳，一些豪华车使用增压可以达到更好的行驶品质。

但是增压器比较贵，增压器转速越高，转动惯量越大，消耗的发动机功率越多。因此，增压发动机的最大功率将被限制在高速范围内，因为增压器消耗了大量的发动机功率。

总的来说，机械增压更像是锦上添花，适合在行驶品质要求高的情况下使用。另一方面，涡轮增压更像是一种兴奋剂，能够以尽可能低的成本获得想要的动力。

涡轮增压发动机的涡轮增压器发生故障后，可以作为自然吸气发动机使用。但是油耗会增加，加速会弱！

涡轮增压发动机的增压器其实可以看作是鼓风机。鼓风机的动力来自同轴涡轮。涡轮由发动机的废气驱动，带动鼓风机的叶片高速旋转，从而达到增压效果。

对于现代电喷发动机来说，涡轮增压或自然吸气的原理几乎是一样的，即通过空空气流量传感器和进气压力传感器监测进气，然后通过氧传感器监测排气中的氧含量，再由ecu结合这些参数控制喷油器的喷油脉宽长度(喷油量)进行短期燃油修正，从而实现发动机的闭环控制。总之，就是根据进气量和燃烧情况动态调整喷油量，保证最高的燃烧效率。

但当发动机处于快速加速、低水温、怠速时，通常采用开环控制，利用固化在ecu中的预设值来控制喷油脉宽(喷油量)。因此，理论上，开环控制时，不会达到最佳燃烧条件，油耗会增加。

简单来说，与自然吸气发动机相比，涡轮增压发动机有更多的涡轮增压器、中冷器和冷却系统。涡轮增压器的目的是提高进气压力，而中冷器的目的是降低进气温度，从而避免进气温度过高对空空气密度的影响。冷却系统通常用于冷却涡轮增压器和中间冷却器。

对于自然吸气发动机，进气歧管压力始终处于负压状态，混合气体可吸入气缸(进气歧管喷射)或空气体可吸入气缸(缸内直喷)。

对于涡轮增压发动机，当废气驱动涡轮旋转时，通常有两种工况。一个是进气歧管的负压状态。在低发动机转速下，由于废气不足和涡轮转速低，产生的压力小于气缸吸入压力。此时，发动机仍然相当于自然吸气发动机。

随着发动机转速的提高，废气增多，带动涡轮高速旋转。此时，涡轮产生的压力大于进气压力的需求。此时，涡轮具有介入的能力，即涡轮高速旋转产生的压力可以大于进气的需求，即可以产生正压。当然，为了降低油耗，虽然此时涡轮高速旋转，但进气旁通阀会处于开启状态，实际上不会增压。也就是说，如果使用空挡位模式，即使油门踩到底，也不会增压。

只有当发动机检测到有动力需求，比如节气门开度增大，但发动机转速并没有随之增大时，那么ecu才会控制进气旁通阀关闭并产生正压。

如果低速匀速行驶，动力需求不大。其实有没有涡轮增压都是一样的，也就是说理论上没有影响，油耗也不会增加。因为没有动力需求，涡轮增压器根本不需要介入。

然而，如果发动机需要动力，例如快速加速，电子控制单元将控制进气旁通阀关闭。此时由于涡轮增压器的损坏，无法满足增压需求，或者增压效果不稳定。但由于发动机在快速加速时处于开环控制，也就是说喷油量不会自动修正，喷油脉宽会根据ecu固化的喷油量进行控制。但由于实际进气量不足，加上空燃油比过高，燃烧不充分，导致油耗过高，加速乏力，积碳严重，甚至冒黑烟。但是涡轮增压器的损坏往往伴随着漏油，这些油也会再次进入进气口参与燃烧。其实表现就是蓝烟、烧油、异响等等。

涡轮增压器损坏后，应立即更换。因为涡轮增压器损坏大部分会导致漏油，这些机油会重新进入进气歧管，参与燃烧会在气缸内产生严重积碳，也会导致三元催化转化器过早报废。