汽車原理與駕駛技術作業論文
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- 汽車原理與駕駛技術作業論文汽車渦輪增壓器的發展以及應用
渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發動機轉速增大，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增加，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整發動機的轉速，就可以增加發動機的輸出功率了。
渦輪增壓器的發展史：
渦輪增壓這一技術，迄今為止已經發明了超過100年。最初，這種類型的增壓裝置由一位瑞士工程師Alfred Büchi所發明，并于1905年取得了相關專利。最初的渦輪增壓器被應用在柴油機上，到第一次世界大戰期間，法國工程師Auguste Rateau開始將這一裝置匹配在多種法國戰斗機的雷諾汽油發動機上用來提高動力，這是首次渦輪增壓裝置被匹配在汽油發動機上（注1）。1918年，美國通用電氣GE公司（注2）的工程師，將渦輪增壓器裝置在Liberty L-12型航空發動機（注3）上，并在隨后于科羅拉多州派克峰（沒錯，就是今天舉行登山賽的那個派克峰）14000英尺高度（約合4300m高度）上進行了測試。實驗表明，渦輪增壓器不僅能在海平面高度提供更強的動力，更能在高海拔的空氣稀薄的條件下，大幅改善進氣效率。
上圖即為被用于早期渦輪試驗的Liberty L-12型航空發動機.
也是從此時起，通用電氣公司開始將這種裝置稱為Turbosupercharging，直譯成漢語即為“渦輪增壓器”。此前，渦輪增壓器和機械增壓器都被混稱為“Supercharging”或者“Supercharger”，直譯為漢語既是“增壓器”。此后，“Supercharging”或者“Supercharger”逐漸成為更早發明的機械增壓器的專門稱呼，而Turbosupercharging或者Turbosupercharger這兩個詞則逐漸演化成了今天常用的Turbocharger。
1920年代起，渦輪增壓器開始被應用在生產型的航空發動機上（之前的出現的搭載渦輪增壓技術的航空發動機均為改裝產品，而非出廠就使用了渦輪增壓器），并于其后不久開始出現在用于船舶以及鐵路機車的柴油發動機上。雖然發明渦輪增壓技術的是歐洲人，但實際上最初廣泛應用渦輪增壓器的地方是美國，其中尤以通用電氣的產品為大宗絕大多數早期的渦輪增壓器都是他們制造的。在二次大戰期間，渦輪增壓技術的運用迎來了一個高峰，為了保證高空性能，大量美軍飛機所使用的發動機匹配了渦輪增壓器，這其中比較著名的包括Wright R-1820、Pratt & Whitney R-2800“ Double Wasp”等顯赫一時的星形航空發動機的一些型號都配備了渦輪增壓器，讓搭載這些發動機的美軍飛機的高空性能有了相當大的改善。
這張圖片即是使用R2800型航空引擎的P-47戰斗機所使用的渦輪增壓系統
而汽車上應用渦輪增壓器則是二次大戰結束后的事情。首款配備渦輪增壓器的量產車是通用集團的雪佛蘭Corvair Monza Spyder Coupe和Corvair Monza Spyder Convertible。這款車配備了一顆2.4L直列六缸渦輪增壓發動機，具備150hp（152ps）的最大馬力。幾周后，同屬通用集團旗下的奧茲莫比爾（注5）推出了Cutless車系的一個衍生車型，F-85 Jetfire。這款車使用了一顆3.52L排量的V8發動機，匹配了一顆體積非常小的Garrett T5渦輪（只是相對其發動機的大小很小而已），能提供215hp（218ps）的最大馬力。這顆發動機的增壓值設定的也很低，再加上其排量實在不小，這顆渦輪在發動機僅僅2200rpm的時候就可以進入全增壓。需要特別注意的是，很多資料當中將F-85 Jetfire當做全球首款量產渦輪增壓發動機車型，但實際上雪佛蘭Corvair Monza Spyder Coupe和Corvair Monza Spyder Convertible的推出要比她早上幾周。...
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