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VTG可变截面涡轮增压技术详解——以奥迪Q7
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详解VGT可变截面涡轮增压器
来源：车168
时间： 21:10:10
内容简介：VGT涡轮增压器同时具有大涡轮和小涡轮的特点，能够提供更宽广的扭矩平台,VGT涡轮的叶片大小并不可变，但是涡轮特性可变。
配套PPT和视频：解析发动机为什么烧机油及烧机油后果
　　随着技术的发展，人们对于汽车发动机的要求也越来越苛刻，不仅要拥有强劲的动力，还必须拥有极高的效率和足够清洁的排放。这就要求发动机在各种工况下都能要达到其最高效的工作状态，因此就必须满足发动机各个工作状态下对于进气量的需求。这就要求发动机的各部件都能够通过&可变&来满足在不同工况下的条件。比如我们所熟悉的可变气门正时/升程技术，可变进气歧管技术都是如此。那么在柴油发动机上常见的VGT可变截面涡轮增压技术，又有些什么作用呢？下面我们就一起来了解一下。
废气带动涡轮，涡轮再带动叶轮对空气进行增压，从而有效增大进气量
　　涡轮增压技术是发动机上常见的技术之一，它的原理其实非常简单：涡轮增压器就相当于一个由发动机排出的废气所驱动的空气泵。在发动机的整个燃烧过程中，大 约会有1/3的能量进入了冷却系统，1/3的能量用来推动曲轴做工，而最后1/3则随废气排出。拿一台功率200千瓦的发动机举例，按照上面提到的比例， 它在排气上的消耗的动力大约会有70千瓦。这部分功率有一大部分随着高温的废气以热能的形式消耗掉，而废气本身的动能可能只有十几千瓦。但是千万别小看这 十几千瓦，要知道家用的落地扇功率不过60瓦左右！也就是说，即使十几千瓦也足够驱动两百多台电风扇了！可想而知，用废气涡轮驱动空气所带来的增压效果非 常可观。
BMW的并联双涡轮技术
　　虽然发动机全负荷状态下时排气能量非常可观，但当发动机转速较低时，排气能量却小的可怜，此时涡轮增压器就会由于驱动力不足而无法达到工作转速，这样造成 的结果就是，在低转速时，涡轮增压器并不能发挥作用，这时候涡轮增压发动机的动力表现甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是我们经常说的&涡轮迟 滞（turbo lag）&现象
大众1.4TSI 发动机的小尺寸涡轮，拥有较低的启动惯量，在1750rpm时就能够输出220Nm的最大扭矩
&保时捷已将可变截面涡轮技术应用在汽油发动机上
　　对于传统的涡轮增压发动机来说，解决涡轮迟滞现象的一个方法就是使用小尺寸的轻质涡轮，首先，小涡轮会拥有较小的转动惯量，因此在发动机低转速时，在发动机较低转速下涡轮就能达到最佳的工作转速，从而有效改善涡轮迟滞的现象。不过，使用小涡轮也有它的缺点：当发动机高转速时，小涡轮由于排气截面较小，会使排气阻力增加（产生排气回压），因此发动机最大功率和最大扭矩会受到一定的影响。而对于产生回压较小的大涡轮来说，虽然高转速下可以拥有出色增压效果，发动机也会拥有更强的动力表现，但是低速下涡轮更难以被驱动，因此涡轮迟滞也会更明显。
　　为解决这个矛盾，让涡轮增压发动机在高低转速下都能保证良好的增压效果，VGT(Variable Geometry Turbocharger）或者叫VNT可变截面涡轮增压技术便应运而生。在柴油发动机领域，VGT可变截面涡轮增压技术早已得到了很广泛的应用。由于汽油发动机的排气温度要远远高于柴油发动机，达到1000&C左右（柴油发动机为400&C左右），而VGT所使用的硬件材质很难承受如此高温的环境，因此这项技术也迟迟未能在汽油机上应用。近年来，博格华纳与保时捷联手克服了这个难题，使用了耐高温的航空材料技术，从而成功开发出了首款搭载可变截面涡轮增压器的汽油发动机，保时捷则将这项技术称为 VTG（Variable Turbine Geometry）可变涡轮叶片技术。
保时捷 保时捷 保时捷911 2010款 Turbo S
　　使用了两个VTG可变截面涡轮增压器的保时捷911 Turbo，在仅使用了3.8L的排量的条件下，就压榨出了368kw/6000rpm的最大功率和650Nm/rpm的最大扭矩。还能在超增压模式下，将功率提升到390kw，最大扭矩提升到惊人的700Nm，而此时的升功率也达到了骇人的102.6kw/L。最难能可贵的是，这台发动机在VTG技术的帮助下，从rpm范围内都可以维持650Nm的最大扭矩输出，在低转速下基本察觉不到涡轮迟滞情况。
很好，很强大！
太差劲了！
以奥迪FSI发动机正在改写发动机技术，而相对于奥迪的FSI发动机，其它厂家也推出了喷内直喷发动机，如SIDI和CGI发动机，看看这些发动机吧！
目前迈腾所搭载的2.0TSI发动机属于大众汽车集团最新研发的EA888系列，由大众一汽发动机（大连）有限公司生产。这是继升TSI发动机在中国大连全球首发后，大众汽车集团向中国引进的又一款全球同步生产的发动
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　　从原理上看，柴油机的VGT技术和的VTG并没有本质的区别，基本的原理和结构都是相似的。下面，我们就通过的VTG技术来了解一下可变截面器的工作原理。
『图中涡轮外围的红色叶片就是导流叶片』
一般的涡轮并没有导流叶片的结构
　　VGT技术的核心部分就是可调涡流截面的导流叶片，从图上我们可以看到，涡轮的外侧增加了一环可由电子系统控制角度的导流叶片，导流叶片的相对位置是固定的，但是叶片角度可以调整，在系统工作时，废气会顺着导流叶片送至涡轮叶片上，通过调整叶片角度，控制流过涡轮叶片的气体的流量和流速，从而控制涡轮的转速。当发动机低转速排气压力较低的时候，导流叶片打开的角度较小。根据流体力学原理，此时导入涡轮处的空气流速就会加快，增大涡轮处的压强，从而可以更容易推动涡轮转动，从而有效减轻涡轮迟滞的现象，也改善了发动机低转速时的响应时间和加速能力。而在随着转速的提升和排气压力的增加，叶片也逐渐增大打开的角度，在全负荷状态下，叶片则保持全开的状态，减小了排气背压，从而达到一般大涡轮的增压效果。此外，由于改变叶片角度能够对涡轮的转速进行有效控制，这也就实现对涡轮的过载保护，因此使用了VGT技术的器都不需要设置排气。
　　需要指出的是，VGT可变截面器只能通过改变排气入口的横切面积改变涡轮的特性，但是涡轮的尺寸大小并不会发生变化。如果从涡轮A/R值去理解的话，可变截面涡轮的原理会更加直观。
也有的厂商将这项技术成为VNT，比如和，它们在本质上是一样的
　　A/R值是器的一项重要指标，用以表达涡轮的特性，在改装市场的器销售册上也常有标明。A表示Aera区域，指的是涡轮排气侧入口处最窄的横切面积（也就是可变截面涡轮技术中的“截面”），R（Radius）则是代表半径意思，指的是入口处最窄的横切面积的中心点到涡轮本体中心点的距离，而两者的比例就是A/R值。相对而言，压气端叶轮受A/R值的影响并不大，不过A/R值却对排气端涡轮有着十分重要的意义。
　　导流叶片的开度能够影响导向涡轮叶片的气流速度，低转速时开度小（左图），提高空气流速，高转速时开度大（右图），减小排气负压
　　当A/R值越小时，表示废气通过涡轮的流速较高，这种特性可以有效减轻涡轮迟滞，涡轮也就能在较低的转速区域取得较高的增压，而发动机高转速时则会产生较大的排气背压，使高转速时受到限制。反之，当A/R值越大时，涡轮的响应速度就越慢，低转速时涡轮迟滞明显，不过在高转速时，拥有较小的排气背压，且能够更好的利用排气能量，从而获得更强的动力表现。
　　而VGT技术所实现的截面可变就是指改变A值。当叶片角度较小时，排气入口的横切面积便会相应减小，因此A值会随之变化，从而拥有小涡轮响应快的特点。而当叶片角度增大时，A值随之增大，这时A/R值增大，从而在高转速下获得更强的动力输出。总而言之，透过变更叶片的角度，VTG系统可随时改变排气涡轮的A/R值，从而兼顾大/小涡轮的优势特性。
　　尽管结构和原理都很简单，但VGT可变截面涡轮技术对于增压效果的提升非常显著，在目前主流的柴油发动机上，这项技术已经得到了非常普遍的应用。不过，由于硬件材质的限制，这项技术在排气温度较高的汽油发动机上才刚刚起步，和博格华纳的合作可以说开创了先河。不过，随着材料科技的进步，这项技术在未来的汽油发动机上必将会得到更广泛的应用。
　　在我们即将进行的拆解的2.0VGT柴油发动机，也同样搭载了这项技术，届时我们也将详细解析VGT器的内部结构，敬请期待。
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VGT可变截面涡轮增压技术有什么作用？！
随技术发展人们对于汽车发动机要求也越来越苛刻仅要拥有强劲动力还必须拥有极效率足够清洁排放这就要求发动机在各种工况都能要达到其最效工作状态因此就必须满足发动机各个工作状态对于进气量需求这就要求发动机各部件都能够通过可变来满足在同工况条件比如我们所熟悉可变气门正时/升程技术可变进气歧管技术都如此那么在柴油发动机常见VGT可变截面涡轮增压技术又有些什么作用面我们就起来解 &废气带动涡轮涡轮再带动叶轮对空气进行增压从而有效增进气量&&& 涡轮增压技术发动机常见技术之它原理其实非常简单涡轮增压器就相当于个由发动机排出废气所驱动空气泵在发动机整个燃烧过程中约会有1/3能量进入冷却系统1/3能量用来推动曲轴做工而最后1/3则随废气排出拿台功率200千瓦发动机举例按照面提到比例它在排气消耗动力约会有70千瓦这部分功率有部分随温废气以热能形式消耗掉而废气本身动能可能只有几千瓦但千万别看这几千瓦要知道家用落扇功率过60瓦也就说即使几千瓦也足够驱动两百台电风扇可想而知用废气涡轮驱动空气所带来增压效果非常可观&&& 虽然发动机全负荷状态时排气能量非常可观但当发动机转速较时排气能量却可怜此时涡轮增压器就会由于驱动力足而无法达到工作转速这样造成结果就在转速时涡轮增压器并能发挥作用这时候涡轮增压发动机动力表现甚至会于台同排量自然吸气发动机这就我们经常说涡轮迟滞（turbo lag）现象&
众1.4TSI发动机尺寸涡轮拥有较启动惯量在1750rpm时就能够输出220Nm最扭矩&&& &对于传统涡轮增压发动机来说解决涡轮迟滞现象个方法就使用尺寸轻质涡轮首先涡轮会拥有较转动惯量因此在发动机转速时在发动机较转速涡轮就能达到最佳工作转速从而有效改善涡轮迟滞现象过使用涡轮也有它缺点当发动机转速时涡轮由于排气截面较会使排气阻力增加（产生排气回压）因此发动机最功率最扭矩会受到定影响而对于产生回压较涡轮来说虽然转速可以拥有出色增压效果发动机也会拥有强动力表现但速涡轮难以被驱动因此涡轮迟滞也会明显保时捷已将可变截面涡轮技术应用在汽油发动机&&& 为解决这个矛盾让涡轮增压发动机在转速都能保证良增压效果VGT(Variable Geome TurboCharger）或者叫VNT可变截面涡轮增压技术便应运而生在柴油发动机领域VGT可变截面涡轮增压技术早已到广泛应用由于汽油发动机排气温度要于柴油发动机达到1000°C（柴油发动机为400°C）而VGT所使用硬件材质难承受如此温环境因此这项技术也迟迟未能在汽油机应用年来博格华纳与保时捷联手克服这个难题使用耐温航空材料技术从而成功开发出首款搭载可变截面涡轮增压器汽油发动机保时捷则将这项技术称为VTG（Variable Turbine Geome）可变涡轮叶片技术&&& 使用两个VTG可变截面涡轮增压器保时捷911 Turbo在仅使用3.8L排量条件就压榨出368kw/6000rpm最功率650Nm/rpm最扭矩还能在超增压模式将功率提升到390kw最扭矩提升到惊人700Nm而此时升功率也达到骇人102.6kw/L最难能可贵这台发动机在VTG技术帮助从rpm范围内都可以维持650Nm最扭矩输出在转速基本察觉到涡轮迟滞情况&&& 从原理看柴油机VGT技术保时捷VTG并没有本质区别基本原理结构都相似面我们就通过保时捷VTG技术来解可变截面涡轮增压器工作原理图中涡轮外围红色叶片就导流叶片般涡轮并没有导流叶片结构&&& VGT技术核心部分就可调涡流截面导流叶片从图我们可以看到涡轮外侧增加环可由电子系统控制角度导流叶片导流叶片相对位置固定但叶片角度可以调整在系统工作时废气会顺导流叶片送至涡轮叶片通过调整叶片角度控制流过涡轮叶片气体流量流速从而控制涡轮转速当发动机转速排气压力较时候导流叶片打开角度较根据流体力学原理此时导入涡轮处空气流速就会加快增涡轮处压强从而可以容易推动涡轮转动从而有效减轻涡轮迟滞现象也改善发动机转速时响应时间加速能力而在随转速提升排气压力增加叶片也逐渐增打开角度在全负荷状态叶片则保持全开状态减排气背压从而达到般涡轮增压效果此外由于改变叶片角度能够对涡轮转速进行有效控制这也就实现对涡轮过载保护因此使用VGT技术涡轮增压器都需要设置排气泄压阀&&& 需要指出VGT可变截面涡轮增压器只能通过改变排气入口横切面积改变涡轮特性但涡轮尺寸并会发生变化如果从涡轮A/R值去理解话可变截面涡轮原理会加直观也有厂商将这项技术成为VNT比如沃尔沃奥迪它们在本质样&&& A/R值涡轮增压器项重要指标用以表达涡轮特性在改装市场涡轮增压器销售册也常有标明A表示Aera区域指涡轮排气侧入口处最窄横切面积（也就可变截面涡轮技术中截面）R（Radius）则代表半径意思指入口处最窄横切面积中心点到涡轮本体中心点距离而两者比例就A/R值相对而言压气端叶轮受A/R值影响并过A/R值却对排气端涡轮有分重要意义
导流叶片开度能够影响导向涡轮叶片气流速度转速时开度（图）提空气流速转速时开度（图）减排气负压&&& 当A/R值越时表示废气通过涡轮流速较这种特性可以有效减轻涡轮迟滞涡轮也就能在较转速区域取较增压而发动机转速时则会产生较排气背压使转速时功率受到限制反之当A/R值越时涡轮响应速度就越慢转速时涡轮迟滞明显过在转速时拥有较排气背压且能够利用排气能量从而获强动力表现&&& 而VGT技术所实现截面可变就指改变A值当叶片角度较时排气入口横切面积便会相应减因此A值会随之变化从而拥有涡轮响应快特点而当叶片角度增时A值随之增这时A/R值增从而在转速获强动力输出总而言之透过变叶片角度VTG系统可随时改变排气涡轮A/R值从而兼顾/涡轮优势特性结&&& 尽管结构原理都简单但VGT可变截面涡轮技术对于增压效果提升非常显著在目前主流涡轮增压柴油发动机这项技术已经到非常普遍应用过由于硬件材质限制这项技术在排气温度较汽油发动机才刚刚起步保时捷博格华纳合作可以说开创先河过随材料科技进步这项技术在未来汽油发动机必将会到广泛应用
引用 LHG-31 10:56:40 发表于 主楼 的内容：
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沙发自己坐！
引用 LHG-31 10:57:01 发表于 1楼 的内容：
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15:47:34 | 来自
140p的带vgt吧
引用 航航爱
15:47:34 发表于 2楼 的内容：
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10:57:01 发表在
沙发自己坐！
请问楼主新世代是这种变截面涡轮吗？
引用 pengbo-31 17:49:10 发表于 3楼 的内容：
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呵呵，小学水平看不懂。
引用 世界末日我等你
20:51:18 发表于 4楼 的内容：
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引用 济南自游兵
21:45:22 发表于 5楼 的内容：
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22:30:57 | 来自
10:56:40 发表在 随着技术的发展，人们对于汽车发动机的要求也越来越苛刻，不仅要拥有强劲的动力，还必须拥有极高的效率和足够清洁的排放。这就要求发动机在各种工况下都能要达到其最高效的工作状态，因此就必须满足发动机各个工作状态下对于进气量的需求。这就要求发动机的各部件都能够通过“可变”来满足在不同工况下的条件。比如我们所熟悉的可变气门正时/升程技术，可变进气歧管技术都是如此。那么在柴油发动机上常见的VGT可变截面涡轮增压技术，又有些什么作用呢？下面我们就一起来了解一下。 &废气带动涡轮，涡轮再带动叶轮对空气进行增压，从而有效增大进气量&&& 涡轮增压技术是发动机上常见的技术之一...学习
人生就是旅行永远在路上
引用 钓鱼岛89
22:30:57 发表于 6楼 的内容：
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完成汽车之家&#183;知道升级任务，解答问答，并被提问者采纳为满意回答，可得解答达人一级勋章
20:51:18 发表在
呵呵，小学水平看不懂。
引用 DuJian_Car
19:04:32 发表于 7楼 的内容：
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引用 海洋VS命运
21:37:34 发表于 8楼 的内容：
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10:06:13 | 来自
17:49:10 发表在
请问楼主新世代是这种变截面涡轮吗？加长版的是啊！短袖没有
引用 zhu14-09-28 10:06:13 发表于 9楼 的内容：
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参与汽车之家质量评价调研，反馈真实质量情况，特授予汽车之家“质量评价员”称号，并奖励专属勋章。
20:51:18 发表在
呵呵，小学水平看不懂。
引用 穿皮靴的鱼
12:36:30 发表于 10楼 的内容：
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引用 吉利金刚-02 13:56:49 发表于 11楼 的内容：
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22:32:24 | 来自
10:06:13 发表在 加长版的是啊！短袖没有那短袖的加大机器140的是吗？
22:32:24 发表于 12楼 的内容：
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09:11:31 | 来自
22:32:24 发表在 那短袖的加大机器140的是吗？是的
引用 zhu14-10-11 09:11:31 发表于 13楼 的内容：
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