涡轮的那些事

在当下这个能源越来越紧张的时代，为了能够更好的适应这个大环境，汽车厂商们纷纷钟爱起了涡轮，因为涡轮确实解决了降低排量增大马力的效果。涡轮也经过了几十年的发展，现在的涡轮技术越来越成熟，几乎可以做到和发动机同寿命。了解汽车的朋友们相信大家对涡轮的基本工作原理也是大概了解的，所以咱们今天不主要分享涡轮基本工作原理，咱们今天换一个角度，从另一个角度出发，分享一下怎么选择涡轮。在这个涡轮当道的年代，一颗优秀的涡轮可以大大提升发动机的性能，咱们今天就从改装的角度，聊一聊如何选择一颗让自己满意的涡轮，做到自己心目中的马力。

咱们还是拿盖瑞特涡轮来说事，盖瑞特可没给我充值，不过哪一天也许被盖瑞特无意看到此文了，或许我能管它要点赞助广告费也说不定，哈哈哈，言归正传，下面是一颗标准的盖瑞特涡轮

为了能够更好的理解涡轮，还得先了解以下几个几何参数。

1.A/R值

A/R值，A是Area（面积）的意思，指的是叶片涡轮接受废气的侧入口最窄处的横截面积，R是Radius（半径），指的是A（横截面积）的中心点与涡轮本体中心点的距离，面积与两中心点距离的比值，就是A/R值。

A/R值越小，表示入口相对较小而涡轮叶片的起动惯性低，流速相对高，低转反应比较好，涡轮迟滞效应不明显。反之，A/R值越大入口较大，叶片惯性高，低转反应比较迟钝，涡轮迟滞较明显，但在高转时表现则刚烈得多。

2.Trim值

Trim比指轮叶的小圆周直径与外圆周直径相除的平方×100（Trim=(Dp\Dg)^2×100）。如图所示，一目了然。

Trim的值在0~100之间，常用的TRIM数据如：45、50、55等等，使用Trim值较大的壳体，引擎转速相同时，可以得到更高的增压值，但不是Trim值大就一定好。Trim值大了，低转空气流量减少时，就容易发生压力回馈，气体剥离（低转空气流量不足，使得压气机前端的气压大于吸进去的压力导致中段出现“真空”的状态）等缺点。因此最好还是要从压气机壳体的压缩比例、所需的空气流量、预算得到的马力等来判断出最佳的Trim值，进而可选出适合的压气壳体。

3.涡轮MAP图

要学会选涡轮就要先会看压气机MAP图，图中横坐标代进气量，纵坐标代表压力比值，图线区域最左边的SurgeLine代表超压线，在进气量不够的条件下想要实现大增加比率是不现实的，这样会超压还会损坏涡轮，与超压线对应的是右边的ChokeLine气堵线，超压是不够气，那么气堵就是气太多了，而图线中间的圈圈区域就是压气机的效率，工作时，越靠中间越合适；贯穿圈圈的横线则代表涡轮的转速，当然转速越高，压力越大。

知道了以上三个参数，咱们就能利用MAP图选择涡轮了。下面举一个简单例子。

比如我有一台2.0排量的车，想要加装涡轮达到400匹，该怎么选涡轮？选涡轮不是越大就越好，在选涡轮前先弄清楚：发动机最高转速？每台发动机都有转速限制，即转速表上的红区。咱们这里的目标马力是400匹，这里大气压力和温度？即气温和气压，在高海拔地区影响较大。没有海拔的地区就是一个标准大气压，即14.7psi。

发动机填充效率？一般4气门发动机的填充效率可达95-99%，比2气门的要高（88-95%）。

进气歧管温度？这和中冷有关，一般温度都维持在40-60度之间。

BSFC燃油效率，即输出马力所需要的油耗，一般在0.5-0.6之间。

以上都是一般车辆的基本设定，这些设定不会差的太多，所以具有很强的参考依据。

先来计算进气量，Wa=HP*A/F*BSFC/60，HP=400、空燃比A/F取12:1、BSFC取0.55，带入公式Wa=400*12*0.55/60=44lb/min，即每分钟需要吸入44磅的空气。公式中可看出马力越大需要的进气量就越大。

那么2.0的发动机达到400匹需要多大的歧管压力呢？我们接着算：

进气歧管压力MAP=[Wa*R*(460+Tm)]/Ve*(N/2)*Vd，Wa=44、空气常数R=639.6、Tm是华氏度=130F（55度）、发动机填充效率Ve=95%、转速N=7000、排量Vd=2.0*61.02=122.04CI，带入公式得出进气歧管压力MAP=40.7psi，相对压力为40.7-14.7=26psi，差不多1.73个bar；也就是说要达到400匹马力需要打1.73公斤的压力。

进气量和增压值都算出来后，将压力换算成压力比值，压力比值=压气机出口压力/压气机入口压力，压气机出口压力=歧管压力+损失的压力，损失的压力来自于管道的布置、长度、平滑度等，我们取2psi；压气机入口的压力=大气压-进气损失，进气损失来自空滤或是冬菇头，我们取1，带入算式得出压力比值=（40.7+2）/（14.7-1）=3.1。自此，在MAP图里横坐标的值为40.7，纵坐标的值为3.1，然后就可以用这这两个值去选择涡轮的型号和大小了。

咱们先看看GT2860R这颗涡轮

上述计算所得的坐标点在红色箭头所在位置，显然脱离了map图的核心区域，落到了最右侧chokeline以外了，这说明所选的涡轮偏小，不能满足400马力的既定目标。

咱们再看看GT3071R这一颗涡轮，

由以上计算，可以得到坐标点为红色箭头位置，由此可知点落在了MAP图的安全效率岛内，而且有非常高的充气效率，是合适的选择。

咱们再看看另外一颗GTX3076涡轮

坐标点落在了靠近surgeline的位置右侧，基本上快要到达surgeline边界了，这说明这颗涡轮偏大了，有点吹不动的意思，所以综上所述，比较理想的涡轮型号就是GT3071R。

所以说改装本来就是件严谨的事，涉及到动力更是如此，选涡轮是并不能随便乱来，即使同一款涡轮也有很多不同的A/R和Trim，涡轮特性也会不同，根据实际调教所设定的A/F、BSFC等参数，总之，这是一项综合的，理论联系实践的工程，最终还是要在实践中检验理论的正确与否。希望这一篇小小的文章可以打开大家的思路，使得大家对汽车的爱好从感性变得更加理性，也更加的富有探索精神......

文章由易车号作者提供