技术贴记录1——自然吸气和涡轮增压

在汽车工业界汽车进气类型大致分为两类，即NA车和Turbo车。NA车即是 Natural Aspirator 自然进气汽车，Turbo车是使用涡轮增压进气的车型。而增压车型里又细分为Turbo增压和Super Charge也叫作Compresor机械增压。用进气形式为汽车分类非常合理，汽车引擎是内燃机的一种，内燃机的进气过程是能量产生的最关键步骤之一。

 

喜爱使用增压引擎的车厂多为日本和美国的车厂，欧洲人则比较少用增压车型。可是增压引擎却又是欧洲人发明的，这是本来用在飞机引擎的技术，是为了让飞机在高空氧气稀薄的环境飞行时让更多的氧分子流入引擎内部燃烧从而提高燃烧效率。原本是飞机制造商的瑞典申宝SAAB首先将这项技术运动到汽车引擎生产领域。这项革命式的进气风暴开始席卷整个汽车工业界。现在欧洲车厂很少使用涡轮进气引擎，只有申宝、大众、富豪还生产少数的涡轮引擎，申宝和富豪生产的都是低压涡轮大众也只有运用在奥迪TT上的是压力较大的涡轮，而且这些都是小排量的涡轮引擎，欧洲车厂已经不在生产大排量的涡轮引擎了。典型的例子是最新款的奥迪S4将不在沿用2.7排量的双涡轮引擎而改用一个排量更大达到4.2升的NA引擎。现在生产大排量涡轮引擎的只有日本和美国车厂了，最为专著的是日本车厂。欧洲车厂逐渐转向NA引擎是开始意识到NA引擎有更多的好处。同马力的NA车在动力上一定优胜过同马力的TURBO车，自然进气引擎最大的好处是马力随传随到而Turbo车必须要等到涡轮扇叶开始工作后才会做出更大的马力，如果扇叶小了则增压BAR数不够，扇叶大了涡轮迟滞严重难以操控，使用双涡轮则会增加整车重量和建立更复杂的机械结构。可知哪怕是10KG的重量在赛场上也是致命的数字。在这里顺便谈谈涡轮迟滞现象，涡轮迟滞也Turbo Leg，造成Turbo Leg的主要原因是涡轮扇叶在莫一个额定转速段突然开始工作造成的。以大家熟悉的宝来为例，这副引擎涡轮开始工作是1700转左右，增压BAR数为0.35BAR属低压涡轮。涡轮扇叶不大需要推动它在引擎1700转时已有足够的排气压力去推动它，即使开始工作也没有明显不同的感觉，随后涡轮带来的强大动力是随着引擎转速的提升一起提升的。我们再看看有明显涡轮迟滞的车型三菱的EVO系列，这副引擎Turbo的开启点在3200转左右，增压BAR数达到1.2BAR左右。在Turbo工作前这副引擎平平无力和一副2.0的NA引擎没什么两样，可当转速达到3200时强大的动力突如其来车子即刻好像脱缰的野马。因为高压Turbo的增压BAR数大涡轮的扇叶也大，引擎在低速时根本不够力量吹动它，在3200以下Turbo是不工作的，到了3200转扇叶突然开始工作马力激增。这就是涡轮迟滞。很多驾驶经验不够的人驾驶大Turbo车在过弯时经常会发生危险就是因为涡轮迟滞，当你驾车入弯时必会减档，减档后稍有不慎就会令到转速上升越过涡轮的开启点这时马力突然增加就会让车子甩尾失控。大马力的Turbo车多数是后轮车一旦甩尾将会很难操控。

 

 

NA车一直是民用及竞技用车的主流，很多赛事都规定只有NA车能够参加也有很多NA/Turbo同场竞技的赛事。Turbo车在比赛中有很多致命弱点。在引擎长久及告诉工作状态下Turbo车的油温、水温和进气温度会极速攀升，引擎的负荷越来越大随着赛事的进行Turbo引擎的功率会随着时间下降。而NA车则收这方面的引擎不大，油温水温可以控制在比较适合引擎工作的范围之内，而进气温度则完全不收引擎工作时间影响。日常用车中NA/Turbo车也会遇到同样的问题，长途行车Turbo车的温度会很高，停车前必须让涡轮继续工作2-3分钟，从而使新鲜的空气进入涡轮和缸体令到扇叶降温，大家可能不会踩到涡轮扇叶转动的速度有多快，即使是宝来1.8T这样的低压涡轮转速都会超过10万转每分钟，可想而知它的温度会有多高。NA车则没有这样的麻烦。

 

最后说说DTM（德国房车赛）和JGTC（日本超级房车赛），DTM是NA车大斗法的天地，必须是NA车才能参加而且必须是排量为4000cc的V8引擎。赛车的最大马力在500匹左右，虽然是最具权威的赛事但本人觉得比较枯燥，因为参赛车型只有三种奔驰CLK、奥迪TT和欧宝VICTRA。相对DTM JGTC则有意思得多，多组的赛车在一起竞技，有NA也有TURBO。其中NA车的佼佼者是本田的NSX-R，TURBO车的佼佼者是日产的SKYLINE GT-R R34和丰田的SUPRA。其中最瞩目的S级别赛车最大马力都在500匹左右，这里是赛场上能见到大排量TURBO车不多的地方。相对大众的TURBO引擎日本车的大排量TURBO引擎的性能要高一些，日产R34使用2.5直6双涡轮引擎，最大马力潜能是1050匹，丰田SUPRA使用3.0 V6双涡轮引擎，最大马力潜能也有900多匹，丰田TOM’S GT-ONE使用V6 3.5双涡轮增压引擎，最大马力潜能更是达到1100匹。在最大马力上NA车的确无法与TURBO车相比，所以NA或是TURBO各有自己的优缺点

补充材料

随着技术的不断发展和改进，现在的涡轮迟滞问题已经可以比较好的解决了，比如偏时点火系统，以及保时捷最新的可
变几何涡轮系统(VTG系统)

关于偏时点火系统：
偏时点火系统，英文译作"Miss Firing System"。很多人都知道涡轮增压的车子是由引擎的废气带动涡轮把空气输入引擎增加马力。但是因为比赛用的车辆跟改装过的车辆往往是用特大号的涡轮来增加马力，但也因为涡轮重量也增加的关系，造成引擎加速反应变的迟顿，因为较重的涡轮叶片须要更多时间与废气的能量来推动叶片的加速以及增压，这就是所谓的涡轮迟滞（Turbo Lag）。

一般我们道路行驶的涡轮增压车，因为都是使用较小的涡轮叶片造成涡轮迟滞的现像比较轻微而且只要习惯就好了，但是在分秒必争的赛车场上这种现像是不被允许的, 三菱Mitsubishi（我想是他们开发的吧）开发的偏时点火系统主要的目的就是减少涡轮迟滞。

其实这系统只是在计算机上做手脚，在驾驶松油门或是没有踩油门的时后比如说转弯或减速的时后，计算机会命令汽车的供油系统射入大量的汽油进入引擎，但是不会点火，直接让这些雾状的汽油在未经过燃烧的情况经过引擎直接进入温度极高（大约摄氏八百到九百度）的排气系统。当雾状的汽油进入之后会因为碰到高温自动引爆。产生出来的压力会冲向唯一的出口推动涡轮增压器的叶片持续加速,让车子即使在减速的情况下也能维持涡轮叶片的转速(大约14000-20000rpm),使涡轮迟滞的现象消失，让车子有涡轮增压的马力及自然进气的反应。
另外高挥发性的汽油进入引擎及排气系统的时后能有效降低引擎和涡轮增压器的温度。这就是为什么涡轮增压车需要燃烧很浓的油气, 虽然造成耗油但会降低涡轮增压器的高温，增加引擎耐用度。

 

关于保时捷的VTG：
VTG 可变几何尺寸涡轮(Variable Turbine Geometry)便可增加低转速时的压力而在高转速时压力又不至太大。它的涡轮叶片在电脑的控制下可调，当调节到适当的过流断面积时，便可对涡轮机的压力加以控制。
VTG技术上世纪九十年代已应用在柴油机上，保时捷将其首次应用在自家跑车上。联手Borg Warner涡轮系统公司，保时捷成功解决长久困扰涡轮技术的难题——极高的排气温度使涡轮叶片难以承受。新研发的抗高温太空材料使得VTG在汽油机上得以实现。

保时捷利用VTG技术，使流经发动机的气流通过电子可调式导流叶片输送到涡轮，涡轮转速能够达到更高，从而获得更大的增压压力。可变涡轮叶片能够正确的对引擎内部的气流起到导向作用。当增压压力达到最大值时，通过改变叶片角度，使导流叶片张角更大，在整个发动机转速范围都获得最佳的增压压力。不再像传统的增压发动机还需要放气阀。项新技术的应用令新911Turbo 3.6升发动机输出353kw功率，更加惊人的是，在1950rpm到5000rpm如此宽的转速范围都可输出高达620Nm的巨大扭矩。 同时在VarioCam Plus的帮助下，新款911Turbo 0-100km/h加速仅3.9秒，Tiptronic S变速箱更使其在3.7秒就可加速至100km/h，而加速到200km/h也分别仅用12.2秒。