花样涡轮 涡轮增压发动机技术百年辉煌史

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花样涡轮 涡轮增压发动机技术百年辉煌史

　　当瑞士人Alfred Buchi在1905年获得涡轮增压的设计专利时，恐怕他永远没有想到在100多年后的今天，他的这个小玩意在汽车领域里扮演着一个不可磨灭的重要角色。

　　在上世纪初，涡轮被普遍地应用于高高在上的飞机，飞机在飞过空气稀薄的高空时，氧气缺乏而造成“呼吸困难”，涡轮最早看起来就像是飞机的强制呼吸机。

　　涡轮“空降”后最先是应用在了卡车上，随后由于成本原因开始在“不差钱”的赛车领域里展开了拳脚。1952年印第安纳波利斯500赛事上的康明斯涡轮增压柴油引擎让人们看到了涡轮巨大的潜力，在1962年，通用将涡轮“许配”给了奥兹莫比尔Cutlass Jetfire，虽因价格昂贵并最终惨淡收场，不过这已经为涡轮进驻汽车引擎拉开了序幕。

　　涡轮的疯狂年代是上世纪80年代。没有限制的F1赛场里，最高马力挤破到超过1000匹，涡轮功不可没。1987年法拉利40大寿时给F40装上了双涡轮的V8引擎，连法拉利都迷上了涡轮这个“怪东西”。1989年携带RB26DETT的日产R32 GT-R复活，打得欧美跑车不知东南西北，日本车依靠涡轮出尽了风头。

　　在涡轮在汽车领域发展的这几十年间，有一些汽车厂商是人们谈及涡轮时潜意识里就会出现的，比如萨博。由于专业的飞机制造背景，萨博很好地将涡轮引入了他们的汽车产品里，从1976年以来将涡轮技术作为自己动力系统独特的基石，并将其运用于全系车型中。

　　说到“飞机背景”不得不想到宝马，前身是飞机引擎制造商的它最初却是自然吸气的推崇者。当上世纪80年代各家都对涡轮情有独钟时，德国的宝马与日本的本田却无动于衷地爱上了可变气门技术，但是现在宝马却还是忍不住对涡轮有了好感，而且一玩就玩上了双涡轮，旗舰级的760也用上Twin-Turbo来标榜身份，更别说一通的涡轮增压M-Power了。

　　涡轮有再次盛行的趋势，证据不单单是宝马也在放弃自然吸气，这是一个时代背景的趋同。在如此紧张的经济与能源背景下，汽车界从来没有停止过提高燃烧效率的研究，可变气门是一个途径，但是似乎涡轮更具潜力。当代表自然吸气高深技术的可变气门已经快玩不出更多花样的时候，是时候该涡轮上场了，而且随着技术的突破与成本的控制，涡轮玩出的花样也开始愈来愈吸引人了。

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　　一、 大众：涡轮恋上机械

　　不得不承认这是一个“混”得很猖狂的年代，房子和车子早已厮混了多年，SUV和Coupe也开始了暧昧，那么涡轮增压器与机械增压器擦出爱情火花后又会怎么样呢？我们从大众高尔夫GT 1.4TSI发动机上找到了令人欣慰的答案，1.4升排量，机械增压加涡轮增压，再加一个燃油直喷，最后得到160hp马力，平均每百公里7.2L左右的油耗。

　　这完全得益于涡轮增压与机械增压的联姻，它俩各自弥补了互相的劣势，有各自发挥出了自己的优势。涡轮在低于1500转时并不会介入，此时机械增压就做好了自己的本职工作，超过1500转后涡轮加入了增压的进程，并与机械增压默契配合着，随着转速的上升涡轮就愈显得投入，到达4500转后，机械增压就退居二线而将工作全部交给涡轮来处理了。

　　低转时涡轮乏力不复存在，因为它根本没工作，高转后机械增压器同样以停止工作的方式来“保卫”发动机的动力，涡轮迟滞现象在机械增压的扶持下也已不再明显，更可贵的是就像它在尚酷上一样，善待石油的前提下从来不乏玩味。

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　　二、 保时捷：“善变”的涡轮

　　保时捷早在1974年就已经有了911 Turbo，涡轮对于保时捷来说也是一个相当有分量的角色，演变至今日，保时捷的VGT可变几何涡轮已经成为了它们除水平对置发动机外的又一个特色。

　　VGT是指Variable Geometry Turbocharger，中文意思就是可变几何涡轮增压器。VGT可变几何涡轮的玄机藏在涡轮里面，在废气通道与废气轮之间，有一圈可调节的叶片，这些叶片由一个驱动器根据发动机转速来调节开闭的角度，从而引导和控制流过该叶片开口处的废气流速度。其实这是一个很简单的物理常识，当流体流量一定时，通过截面较小的通道时它的流速会比较快，VGT就是将发动机低转时流量较小的废气通过一个比较小的缝隙，并且控制废气流成直角去撞击废气轮，从而提升推动废气轮的速度，涡轮就能够获得一个较高的转速。反之当发动机进入高转后，可调叶片就打开较大的缝隙，让高速废气流直接推动涡轮转动。

　　2006年保时捷这种涡轮安装在了997 911 Turbo上，它最大的优势在于发动机低转时可以减小涡轮迟滞现象，使发动机在比较宽泛的转速内都能有很好的动力表现。

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　　三、 宝马：涡轮双响炮

　　宝马其实很热衷于自然吸气，就像死磕后驱至上一样，但是它还是不得不趋于潮流而走，不但最新7系列使用上了双涡轮增压，连四驱也有了。

　　Twin-Turbo抑或Bi-Turbo，都是指双涡轮增压，顾名思义就是一个发动机携带两颗涡轮增压器。双涡轮增压可以分为串联和并联两种类型，串联一般选用一大一小两个不同的涡轮，而并联则一般为两个相同的涡轮。

　　两个涡轮串联的形式也是出于降低涡轮迟滞而考虑的。当发动机工作在低转时，废气就只驱动较小的涡轮工作，较少的废气流因此也能让发动机得到一个比较理想的增压气体；当发动机进入高转后，增压工作就交给大号涡轮完成了，这样一路过来交替的两个涡轮就能给予发动机一个流程的呼吸过程。

　　并联双涡轮则是使用两个相同的增压器，一般应用于大排量发动机，宝马760就是并联了两个完全相同的涡轮增压器。因为对于大排量发动机来说，低转扭矩相当好，并不需要涡轮的辅助，而高转时两个大号涡轮的介入却能够给“庞然大物”带来意料之外的动力乐趣，因此这种大排量并联双涡轮增压更多的是出于多动力的渴求。

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　　四、 萨博：低调的涡轮

　　瑞典的萨博玩了几十年的涡轮了，从最早的Saab 99 Turbo到如今的Saab Turbo X，哪一款不被人称道！但是萨博却更愿意低调地看待涡轮。

　　Saab 99 Turbo被称为继奥兹莫比尔Cutlass Jetfire之后第一款涡轮增压的“家庭用车”，可以看得出萨博对“家庭”需要的那种柔顺的涡轮情有独钟，因此他们多开发小型涡轮，并且把搭配涡轮的小排量发动机做得与自然吸气一样顺滑。

　　新君威2.0T上面的那颗涡轮正是来自萨博，它有一项技术叫做双涡流增压。双涡流涡轮实际上也是在低转时的废气上“做手脚”，从发动机排出来的废气被分为了两股，在涡壳处重新汇合在一起，并冲击涡轮叶片。双涡流的目的同样是为了在发动机低转时能够更好地介入工作，并且减少迟滞现象，对于君威2.0T来说这种涡轮所给予的平顺是其一大亮点。

　　涡轮已经有了一百多年的历史，但是真正使用在轿车领域里的时间还不足半个世纪，不过在这四十多年的时间里它为汽车写下了很多难忘的故事。 看似不起眼的涡轮，汽车发展当中却不可或缺，它不能改变汽车的大趋势，但是汽车发展一直影响着它的进步，而且随着石油一桶一桶的减少，它将会越来越被重视。

　　涡轮技术还有很大的挖掘潜力，未来一定会要求更高性能的发动机、更高的燃油经济性，除了在新能源上寻找途径外，更高效的涡轮也不失为一个暂避方向，我们需要更多更精彩的涡轮，起码在石油完全消失之前它们都还有发展的空间。

　　从某种意义上讲涡轮也代表着一种造车能力，不过目前比较先进的涡轮技术基本都掌握在国外大公司手里，国内自主品牌除了华晨有一颗1.8T的自主“涡轮芯”外，传闻国内其他自主品牌也有心打造自己的涡轮，未来的Turbo势必少不了“中国创造”。