渦輪增壓

概念定義

渦輪增壓係一種用於往復式內燃機嘅增壓技術，核心裝置係渦輪增壓器（Turbocharger）。渦輪增壓器將離心式壓氣機同渦輪組合成一個整體，利用引擎排氣所帶有嘅能量驅動壓氣機，再由壓氣機向內燃機提供壓縮空氣，作用係提高內燃機嘅馬力輸出。

渦輪增壓器同燃氣輪機嘅結構概念並不相同。渦輪增壓器本身不設燃燒室及相應系統，其渦輪動力來自往復式內燃機排出嘅氣體；壓氣機產生嘅壓縮空氣則作為內燃機嘅充量，整套裝置需要依附內燃機運作。

內燃機運作時產生排氣，排氣能量帶動渦輪旋轉。渦輪同壓氣機葉輪安裝喺同一條轉軸上，因此渦輪旋轉會同步帶動壓氣機。壓氣機將空氣壓縮後供應畀內燃機，形成由排氣能量驅動、再向引擎提供壓縮空氣嘅能量傳遞過程。

渦輪尺寸同增壓值亦可按輸出目標配置；採用大尺寸渦輪及較高增壓值，主要方向係追求更高峰值馬力。實際增壓功能由渦輪、壓氣機、轉子及其支承、密封、潤滑與冷卻結構共同完成，唔係由單一葉輪獨立運作。

轉子係渦輪增壓器嘅關鍵部件。壓氣機葉輪同渦輪裝配喺同一條轉軸上，密封件及承推片等零件亦設於同一轉子軸並隨之轉動。呢種同軸結構令排氣驅動嘅渦輪可以直接帶動壓氣機。

除轉子之外，渦輪增壓器亦包括正常運轉所需嘅軸承裝置、潤滑與冷卻系統、密封與隔熱裝置，以及壓氣機殼、中間殼同渦輪殼等固定部件。轉動部件負責傳遞動力，固定部件則構成各主要機件嘅安裝與容納結構，兩者共同組成完整增壓器。

渦輪增壓器可按渦輪類型分為徑流式渦輪增壓器同軸流式渦輪增壓器。兩者均以內燃機排氣能量驅動渦輪，並經同軸轉子帶動壓氣機；分類差異在於所採用嘅渦輪形式。

渦輪增壓主要應用於往復式內燃機，將原本由引擎排出嘅氣體能量用作驅動壓氣機，從而提供壓縮空氣並提升馬力輸出。增壓器可以因應輸出方向採用不同渦輪類型、尺寸及增壓設定，亦需要配合軸承、潤滑、冷卻、密封同隔熱裝置運作。

渦輪增壓技術嘅發展方向包括可變混流式渦輪增壓及可變二級增壓技術。相關方案仍然以排氣驅動渦輪、渦輪帶動壓氣機嘅基本原理為核心，再從渦輪形式及增壓級數等方面作出變化。