专开帖子讲讲为什么涡轮增压省油

[seymour]

先进涡扇发动机的风扇压比在1.7左右，压气机压比在30左右，综合压比可达50-60。相比之下汽车用内燃机压比一般在10-12，加装涡轮增压后也不超过20。

I think I may know where the confusion came from. I do not know much about turbo fan. When you compute work done by turbo fan, the final pressure is probably the outside pressure. Thus, it is understandable you multiply the two. In a reciprocating engine, only the power stroke does work. The high pressure exhaust is wasted as heat (with only a small amount reused to do pre-compression.) Just image a reciprocating engine with a compression ratio of 1. It will do exactly zero work as the piston is not moving. I think a jet engine can still do expansion work if the intake air was compressed.

[geniushanbiao]

哦合着你教的是涡轮发动机，不是涡轮增压发动机啊。怪不得不懂装懂呢。你的涡轮发动机(不管是涡喷涡扇涡浆)的理论和汽车用的涡轮增压活塞发动机就不是一个系统，不要张冠李戴了。

[赖美豪中]

笑尿了，你先搞明白涡轮发动机和汽车上的turbo把

内燃机的热效率跟主要取决于空气的压缩比和燃烧温度
两个因素都是正相关
这也是为什么柴油机比汽油机省油的原因
船用低速柴油机热效率可达50%以上，自然吸气的汽油机只有30%多
汽油机加装涡轮增压后，效率可达40%以上
下图是理想奥托循环的PV图，纵轴是压力，黑线中黄色的面积为有用功，看见压力越高有效功越大，效率越高

[oldestghost]

感觉。。。。。。

一个对汽车发动机没概念的在瞎扯。。。。

已经工业化这么多年的民用商品，没那么多高深理论的。

[geniushanbiao]

这是不懂装懂到极点了
燃料跟热机的效率没有关系
热机的理论效率（isentropic, adiabatic) 只跟压比有关系
实际效率考虑跟压比和涡轮入口温度正相关

求您了，去翻翻热力学的课本吧，要不去NASA的网站学学也行

我看不懂装懂的是你自己。首先你要搞清楚几个概念。你在学校里面教的是涡轮发动机，这种发动机基本上是直接用涡轮产生推力的（不管是涡喷那种直接喷气产生推力还是用涡轮驱动风扇/螺旋桨产生推力）。而我们这里讨论的是涡轮增压活塞发动机（以前的飞机，以及现在一些小飞机上有这种发动机），这种发动机的涡轮是不产生输出动力/推力的，其唯一作用就是泵空气来增加发动机的进气量，可以认为是一个独立于发动机之外的装置。活塞发动机的效率并不会受这个涡轮增压器的直接影响（有影响的话是设计层面，比如为了减少爆震降低压缩比），而不是物理层面的影响。

涡轮发动机和活塞发动机就是两个不同的世界。

[Riikanbkk]

我看不懂装懂的是你自己。首先你要搞清楚几个概念。你在学校里面教的是涡轮发动机，这种发动机基本上是直接用涡轮产生推力的（不管是涡喷那种直接喷气产生推力还是用涡轮驱动风扇/螺旋桨产生推力）。而我们这里讨论的是涡轮增压活塞发动机（以前的飞机，以及现在一些小飞机上有这种发动机），这种发动机的涡轮是不产生输出动力/推力的，其唯一作用就是泵空气来增加发动机的进气量，可以认为是一个独立于发动机之外的装置。活塞发动机的效率并不会受这个涡轮增压器的直接影响（有影响的话是设计层面，比如为了减少爆震降低压缩比），而不是物理层面的影响。

涡轮发动机和活塞发动机就是两个不同的世界。

航空发动机两涡轮不可能产生推力而是消耗大量推力费掉，主要工作是带动压气机，增强呼吸把油烧好一些，以及带动AUX小零件发电机液压泵之类的。我感觉谈喷气机的功率“马力”都是直接谈EPR， 感觉看表谈压力比谈N1 N2 rpm 还更直观。 压缩片和涡轮各点的气压。

做工就是气体膨胀直接做功，涡轮不产生丝毫推力，而是被膨胀产生的推力所推动，就跟汽车涡轮一样。

涡轮的工作是带动压气机，增强发动机呼吸能力。低压组涡轮带动的压气机在远古时代就是一个离心式压气机！跟汽车涡轮长得一模一模一样一样，因为最早的汽车涡轮直接就是比着飞机低压压气机叶片照抄的。后来才发明了现在的splitter 双层大小叶片，飞机全用巡航压气效率比离心式高得多的纯轴流了。汽车只能用离心式因为汽车不是稳定工况

涡轮的唯一作用，就是带动涡轮压气机，增强呼吸。分成两轴、三轴、多级都是为了极限增强呼吸最高压缩比（在不烧化的前提下lol，一般车子要是增压20psi 就特别有激情，但不改装的话加到40psi 就直接烧化活塞了。算到活塞压缩200psi，火花塞机顶天顶地300psi。现代涡扇：在P3 点个600psi）

所以飞机发动机彻头彻尾就是汽车涡轮。（当然历史是汽车抄战斗机的活塞才抄出了涡轮） 不过我不熟我个人感觉觉得高压缩比只是一方面，效率更多还是连续不断、没有往复中断吧，就好像二冲程热效大大大大超出四冲程，可惜排放不好控制

[弃婴千枝]

一帮没读过书的在唧唧歪歪

理想汽油发动机，无论增压还是不增压，都采用Otto循环

理想otto循环热机效率为

η=1-1/r^(γ-1）

其中r是压缩比，注意是气缸的压缩比，取决于气缸行程，汽油机压缩比r=1.4，因为过了1.4汽油就自燃了，所以这也是固定值

γ=C_p/C_v，是定压热容和定容热容比，对燃烧空气中氧气的发动机这是固定值

所以这一切效率η跟他妈的增压还是不增压无关

为什么在中国增压这么流行？因为国家按气缸容量收税，比如超过2升算豪车收50%，你还会做2升的车不？

于是车都会是1.95升，那么马力怎么办？就用增压，记住增压只增空气压力，空气压力大了，一次吸进的氧气就多了，于是汽油就可以多喷，于是等效气缸容量大了，于是就是马力大了

所以结论---为什么要增压？是为了提高等效气缸容量，以规避高额豪车购置税

[oldestghost]

一帮没读过书的在唧唧歪歪

理想汽油发动机，无论增压还是不增压，都采用Otto循环

理想otto循环热机效率为

η=1-1/r^(γ-1）

其中r是压缩比，注意是气缸的压缩比，取决于气缸行程，汽油机压缩比r=1.4，因为过了1.4汽油就自燃了，所以这也是固定值

γ=C_p/C_v，是定压热容和定容热容比，对燃烧空气中氧气的发动机这是固定值

所以这一切效率η跟他妈的增压还是不增压无关

为什么在中国增压这么流行？因为国家按气缸容量收税，比如超过2升算豪车收50%，你还会做2升的车不？

于是车都会是1.95升，那么马力怎么办？就用增压，记住增压只增空气压力，空气压力大了，汽油就可以多喷，于是等效气缸大了，于是就是马力大了

所以结论---为什么要增压？是为了提高等效气缸容量，以规避高额豪车购置税

你把 γ 和 r 混淆了？

γ ≈ 1.4 对空气来说是对的（常温常压下）

r 是压缩比，取决于气缸几何形状（上止点与下止点容积比），和行程及燃烧室容积有关，不是“气缸行程”单一决定的

汽油机的压缩比一般是 8:1 到 14:1（即 r=8~14），而不是“1.4”。

[弃婴千枝]

你把 γ 和 r 混淆了？

γ ≈ 1.4 对空气来说是对的（常温常压下）

r 是压缩比，取决于气缸几何形状（上止点与下止点容积比），和行程及燃烧室容积有关，不是“气缸行程”单一决定的

汽油机的压缩比一般是 8:1 到 14:1（即 r=8~14），而不是“1.4”。

ok

[弃婴千枝]

所以飞机发动机彻头彻尾就是汽车涡轮。（当然历史是汽车抄战斗机的活塞才抄出了涡轮） 不过我不熟我个人感觉觉得高压缩比只是一方面，效率更多还是连续不断、没有往复中断吧，就好像二冲程热效大大大大超出四冲程，可惜排放不好控制

搞笑

之所以用涡轮，是为了避免螺旋桨叶尖超音速

给你个回家作业：
同样的叶片，为啥螺旋桨叶尖会超音速，喷气发动机涡轮叶片不会超音速？？？

[wolf_north_1234]

涡轮水冷和液冷中冷是两个不同的水路，涡轮水冷（和变速箱水冷，治暖水路一样）是可以和发动机一起的。

我的Celica 上，1994水冷涡轮也是发动机带的。但W2A 水冷中冷绝不可能！那个水冷中冷泵真的是暴力，巨型。我的帖子里说得顺口了、中间来了个“涡轮水冷”不过上下文意思明显是在说中冷LOL，因为我老帖已经说过我的涡轮也是带水冷（冷却轴系和机油）和水冷W2A 中冷两个系统（用来冷却进气气体所以叫W2A 而不是watercooled，中文都叫‘液冷’就容易混淆了，因为用不可压缩液体去冷却气体所以非常低效）

不过你确认你的液冷W2A 水冷中冷是和发动机公用水路吗？如果居然是的，一定给我拍一下水路谢谢LOL

名词定义不明确造成misleading.

我的车，2012， cruze eco trim, 1.4L LUV turbo engine, 6 speed M32 manual transmission.

1). 水冷涡轮本体，由从engine 出来的冷却液，分流过涡轮。

2)。中冷器(冷却经涡轮压缩后的进气)不是水冷，而是气冷。中冷器在车头撞风处，与radiator 在同一地方。


我的车还有oil cooler, 是水冷，由engine 出来的冷却液分流。

Engine 冷却液，除了冷却engine, 分流两路

1。分流涡轮本体
2。分流oil cooler.

[magagop]

擦他猫的，我都想说脏话了。涡轮省钱是所有穷人和DIY 自修工的福音（我说的是认真的自修功，不是看两个视频没深度瞎玩票的），这个是全世界穷车圈的公认，20年了吧。

咱么就说一个最简单的。你的唯一一辆Corolla 或者Civic 或者Golf 是1.6 100hp 发动机。你既没有钱买豪车，又不喜欢原车马力、刹车局限性，影响安全省心。你要求不高只要300hp。你可以选：（1）平均 $3,500刀（新零件+junkyard好零件，最贵的是ECU）升级成涡轮，可靠耐用300hp，而且未来很容易升级更强500-600hp。（2）花$3,000刀 买junkyard 350hp发动机和变速箱，祈祷运气好，大修花费比较低，大修预算可能$100 - $10,000不等。然后假设你自己会换，人工给你算免费吧，从头做起给你两三个月的业余时间。（3）你逼格高，想把1.6 保持自吸提到300马力。不好意思，这是绝对超极限行为，全世界没多少人做得到，你已经超过了Formula 专业发动机制造商。Formula A 专业发动机制造商能把1.6 NA提到250hp，老破方程A废机器 的二手价格大概$100,000刀。何不食肉糜？

当然，3,000-6,000miles 换油是必须的，但你要认为换油价格顶得上高配发动机？！算我没说。

什么，你说穷人为什么不买一辆高配新车？那是只有你富人何不食肉糜。什么你说穷鬼为什么追求动力？（1）并道和各种路况更安全。我建议你跑到1960s，去对那时候人的不安全破车喊40hp 完全够用了也很安全别不知足。（2）要么就是我说的，你要么投入省钱涡轮怀抱，要么就得降低自己标准，学会随大流、防震、放弃一切额外要求。

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夹逼定理，最大值（F1，LMP，Dragster）最小值（穷鬼$500-$1,200 的20+年Rolla，Civic）都说了，最好情况（高要求高大上）和最差情况（省钱从junkyard 扒拉零件，生活在断粮边缘，不能再丢了交通）涡轮都远远比自吸NA 性价比实惠得多，更是穷人想免费过山车的唯一可能性。我想知道你怎么能从中间插值出涡轮不省钱这个奇葩，可X言论。你知道现在一个CHRA才$150？你知道一个大好的3K，Holset，BW，加雷特。。。 之类大厂的原厂低端涡轮才全新$200？直接把$1,000 二手掉链子老破车100hp 给你提到和稳定成熟可靠200+hp，这不是穷人的福音，那见鬼你告诉我还有什么。

多簡單，需要300馬力直接買野馬啊，又不貴，自己搞渦輪增壓小排量是有毛病嗎？

我完全不會修車，機油都不會換，你讓我自己搞發動機？上週修豐田車的人工費是$200每小時，修車一天收了我兩千美元，零件才幾百美元，你憑什麼把人工費算成零？

[magagop]

认知偏差
涡轮寿命比发动机长，不需要换油维护
很多涡轮增压发动机并不需要高标号汽油
然而省下来的油钱远大于涡轮的成本

我認知裡面所有的Turbocharged車全部需要加premium油，解釋一下為什麼。。。譬如Corvette

[Riikanbkk]

多簡單，需要300馬力直接買野馬啊，又不貴，自己搞渦輪增壓小排量是有毛病嗎？

我完全不會修車，機油都不會換，你讓我自己搞發動機？上週修豐田車的人工費是$200每小時，修車一天收了我兩千美元，零件才幾百美元，你憑什麼把人工費算成零？

噗。。。 我都不知道怎么说你！！！

重复100遍：现在便宜入门300hp 的野马原厂是小排量带涡轮，而且只有这一个配置，别无二货。

我的二手Rolla $1,200 过户到手完毕。（我没改涡轮满足于便宜无力了，起码可以听8300转不会超速）加完最小的涡轮，一般220hp-270hp，算3500一共 $4,700 五千都不到。而且老车轻巧，加速会比菜鸡版野驴更快更好。你的野驴多少钱，我应该买不起

[Riikanbkk]

名词定义不明确造成misleading.

我的车，2012， cruze eco trim, 1.4L LUV turbo engine, 6 speed M32 manual transmission.

1). 水冷涡轮本体，由从engine 出来的冷却液，分流过涡轮。

2)。中冷器(冷却经涡轮压缩后的进气)不是水冷，而是气冷。中冷器在车头撞风处，与radiator 在同一地方。


我的车还有oil cooler, 是水冷，由engine 出来的冷却液分流。

Engine 冷却液，除了冷却engine, 分流两路

1。分流涡轮本体
2。分流oil cooler.

Haha，是我说顺口了用词不当。

碎碎念一下记得原来就说过Oil "cooler" 其实我们一般叫它的真名是 oil warmer。它的主要功能是加快热车，迅速把机油用发动机热水热起来，改善冷启动后经济性LOL，因为发动机大负荷spirited drive，冷却液本来就持续100℃ 吧，“冷却”能力比较有限。我车上专门把这个扔了，也加了个小迷你散热片气冷，温度远远低于水温很容易保持正合适。（不过我现在做的DIY 发动机水路效果太强了，所以气冷油温突然又还真的只比水温低不到10℃了，ROFL）

[geniushanbiao]

航空发动机两涡轮不可能产生推力而是消耗大量推力费掉，主要工作是带动压气机，增强呼吸把油烧好一些，以及带动AUX小零件发电机液压泵之类的。我感觉谈喷气机的功率“马力”都是直接谈EPR， 感觉看表谈压力比谈N1 N2 rpm 还更直观。 压缩片和涡轮各点的气压。

做工就是气体膨胀直接做功，涡轮不产生丝毫推力，而是被膨胀产生的推力所推动，就跟汽车涡轮一样。

涡轮的工作是带动压气机，增强发动机呼吸能力。低压组涡轮带动的压气机在远古时代就是一个离心式压气机！跟汽车涡轮长得一模一模一样一样，因为最早的汽车涡轮直接就是比着飞机低压压气机叶片照抄的。后来才发明了现在的splitter 双层大小叶片，飞机全用巡航压气效率比离心式高得多的纯轴流了。汽车只能用离心式因为汽车不是稳定工况

涡轮的唯一作用，就是带动涡轮压气机，增强呼吸。分成两轴、三轴、多级都是为了极限增强呼吸最高压缩比（在不烧化的前提下lol，一般车子要是增压20psi 就特别有激情，但不改装的话加到40psi 就直接烧化活塞了。算到活塞压缩200psi，火花塞机顶天顶地300psi。现代涡扇：在P3 点个600psi）

所以飞机发动机彻头彻尾就是汽车涡轮。（当然历史是汽车抄战斗机的活塞才抄出了涡轮） 不过我不熟我个人感觉觉得高压缩比只是一方面，效率更多还是连续不断、没有往复中断吧，就好像二冲程热效大大大大超出四冲程，可惜排放不好控制

航空发动机涡轮，压气机，还有前面的风扇/螺旋桨都是机械连在一起的，所以我说涡轮产生的转力直接会成为推力。比如turbofan engine的大部分推力是风扇吹出来的，而风扇的动力来源就是高温高压燃气推动这个涡轮产生的。这个和活塞机的涡轮增压器是完全两码事。活塞机的涡轮增压器唯一的作用是泵空气（为了增加发动机进气），而活塞机的动力输出的来源是高温高压燃气推动活塞产生的，和涡轮没有直接关系。

[geniushanbiao]

Haha，是我说顺口了用词不当。

碎碎念一下记得原来就说过Oil "cooler" 其实我们一般叫它的真名是 oil warmer。它的主要功能是加快热车，迅速把机油用发动机热水热起来，改善冷启动后经济性LOL，因为发动机大负荷spirited drive，冷却液本来就持续100℃ 吧，“冷却”能力比较有限。我车上专门把这个扔了，也加了个小迷你散热片气冷，温度远远低于水温很容易保持正合适。（不过我现在做的DIY 发动机水路效果太强了，所以气冷油温突然又还真的只比水温低不到10℃了，ROFL）

我理解机油的正常工作温度大概是200-250F，而coolant的正常工作温度在190F左右，所以oil cooler确实是在cool oil down。冷启动时候机油升温也比冷却液升温快吧？毕竟离气缸更近而且热容低一些。

[Melee]

笑尿了，你先搞明白涡轮发动机和汽车上的turbo把

不懂装懂的就尿呗
涡轮最早的应用就是1939年代加装在飞机发动机上，当时的飞机用的是活塞发动机，高空中空气稀薄动力不足。加装涡轮后，增大了进气压力，在进气量不变的情况下增大功率。抗战时驼峰航线的飞机就是加装了涡轮增压，才能飞越雪山。
接着尿吧，照照自己无知的面孔有多丑陋

[Riikanbkk]

航空发动机涡轮，压气机，还有前面的风扇/螺旋桨都是机械连在一起的，所以我说涡轮产生的转力直接会成为推力。比如turbofan engine的大部分推力是风扇吹出来的，而风扇的动力来源就是高温高压燃气推动这个涡轮产生的。这个和活塞机的涡轮增压器是完全两码事。活塞机的涡轮增压器唯一的作用是泵空气（为了增加发动机进气），而活塞机的动力输出的来源是高温高压燃气推动活塞产生的，和涡轮没有直接关系。

说原理的话，纯粹的涡轮机叫涡喷，这是根本。这个100% 的推力来自于气体膨胀，涡轮只消耗推力，生产阻力压气。比较有名的协和，SR-71都是这种简单纯粹的机器。涡扇的一个缺点是根本飞不出那种极限性能。

直接燃烧气体膨胀是高温的。但就像汽车中低速最经济，排除了风阻这个非线性增长一样，飞机是排低速冷气最经济，排除了温度风速带来的非线性增长。所以加了个涡扇或涡轴带浆只飞低速，就更经济了。但是没了风扇还有涡喷，没了涡喷可没有涡扇动不了了，所以我觉得原理上说单说涡轮零件，涡轮是不产生任何推力，产生更多阻力，

风扇本来就相当于一个转换器变压器，比如船用涡轮机不带风扇，但可以带一个发电机，发电驱动，你没法说船的涡轮在直接产生推力吧，太曲折了。顺便，现在的趋势是geared fan，已经不跟涡轮轴一体了，完全通过变速箱连起来所以可以断开，但压气机才是涡轮的大出力正活绝对分不开，涡轮天职就是带动压气机维持呼吸，从最早的喷气机一直都是。（最早的涡轮不成熟时，产生的惯量/阻力太大，带压气机很费劲儿。所以干脆生产原始喷气发动机时，没有涡轮，而是用一台单独的活塞发动机带动压气机呼吸足够的空气烧火，气体膨胀天然产生一定的静推力。这种早期喷气机根本就没有涡轮，所以很清楚说明涡轮根本不产生推力，只会消耗推力生产阻力压气。当然了带压气机的能量过重，稍稍进入正轨活塞机就吃不消带不动了，还是需要设计改善的涡轮才能做好压气呼吸）

[geniushanbiao]

说原理的话，纯粹的涡轮机叫涡喷，这是根本。这个100% 的推力来自于气体膨胀，涡轮只消耗推力，生产阻力压气。比较有名的协和，SR-71都是这种简单纯粹的机器。涡扇的一个缺点是根本飞不出那种极限性能。

直接燃烧气体膨胀是高温的。但就像汽车中低速最经济，排除了风阻这个非线性增长一样，飞机是排低速冷气最经济，排除了温度风速带来的非线性增长。所以加了个涡扇或涡轴带浆只飞低速，就更经济了。但是没了风扇还有涡喷，没了涡喷可没有涡扇动不了了，所以我觉得原理上说单说涡轮零件，涡轮是不产生任何推力，产生更多阻力，

风扇本来就相当于一个转换器变压器，比如船用涡轮机不带风扇，但可以带一个发电机，发电驱动，你没法说船的涡轮在直接产生推力吧，太曲折了。顺便，现在的趋势是geared fan，已经不跟涡轮轴一体了，完全通过变速箱连起来所以可以断开，但压气机才是涡轮的大出力正活绝对分不开，涡轮天职就是带动压气机维持呼吸，从最早的喷气机一直都是。（最早的涡轮不成熟时，产生的惯量/阻力太大，带压气机很费劲儿。所以干脆生产原始喷气发动机时，没有涡轮，而是用一台单独的活塞发动机带动压气机呼吸足够的空气烧火，气体膨胀天然产生一定的静推力。这种早期喷气机根本就没有涡轮，所以很清楚说明涡轮根本不产生推力，只会消耗推力生产阻力压气。当然了带压气机的能量过重，稍稍进入正轨活塞机就吃不消带不动了，还是需要设计改善的涡轮才能做好压气呼吸）

一样的道理，geared fan动力也是来源于涡轮，只是经过齿轮调整速度扭力而已，这和turbo charger不直接产生动力是完全不同的，这是我的point。

船用涡轮带发电机那个实际上也是涡轮驱动，只是中间经历了电传动(不是传统机械传动)。你要看能量的流向。