渦輪增壓提高了熱效率（W/Q）嗎？是提高了動力性還是燃油經濟性？

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渦輪增壓提高了發動機每循環空氣流量，是不是每次噴油也多了？單位質量燃油產生的功率是不是大了？

首先說明，認為渦輪增壓可以通過提供更多的空氣「使燃油燃燒時能有更多的氧氣，燃燒就更充分」或「提高燃燒效率」的說法是完全不成立的。普通汽油發動機都是工作在lambda接近於1的情況下，過稀的混和氣會使得排氣溫度升高或者根本無法點燃。渦輪增壓發動機在高速高負荷工況下甚至要提供過濃混和氣（lambda 0.75-0.8）以降低排氣溫度，保護排氣系統。現代發動機，無論增壓與否，燃燒效率已經很高了（95%以上），沒有必要也不可能提升。不斷糾結於燃燒效率（combustion efficiency，Qc/Qlhv）的人請自行wiki。至於本問題下的其他答案，負責任的說，答題人都無法使用和解釋發動機領域的專有名詞，基本上處於入門車迷的水平。

現在回答問題：汽油發動機其空燃比通常是一定的，所以多進空氣就一定多噴油。至於單位燃油產生的功率是不是大了——單位燃油產生的熱量可以看作不變，但是熱量轉化為發動機的輸出功，是隨著發動機轉速、負荷的不同變化的。燃油燃燒發出的熱量，除了轉化為發動機的輸出功外，還要1、克服泵氣損失；2、克服摩擦損失；3、克服散熱損失；4、驅動發動機附件。這些損失通常都是與轉速和負荷直接相關的。所以不能籠統地說單位燃油產生的通過曲軸傳輸出來的功率在增壓前後是怎麼變化的。

PS:
渦輪增壓有可能提高發動機熱效率（ thermaldynamic efficiency，W/Q），以節省燃油。以下假設可以說明部分問題：
一台1L自然吸氣發動機假設額定輸出功率50kW，摩擦功假設40kW，散熱等損失40kW，無附件損失。那麼這台發動機的熱效率是50/（50+40+40）=38.46%
渦輪增壓後，進氣歧管壓力提高一倍（2bar，絕對壓力），額定輸出功率達到80kW，增加60%，假設燃燒效率（combustion efficiency）與自然吸氣相同，因摩擦功損失是轉速的強函數，是負荷的弱函數，那麼摩擦功上升不會高於60%（假設60kW），散熱損失上升也不會高於60%（同樣假設60kW），那麼這台發動機的額定點的熱效率是提升的，為80/（80+60+60）=40%，提升了1.54%。
（這位客官說了：什麼？忙活這半天就提高了1.54%？搞笑呢？
確實沒。雖然我們這個假設保守了一些，但是內燃機從誕生以來效率無不是通過這一點一滴才發展到現在的35%左右的。也就是說咱辛辛苦苦加一升油快八塊了都，結果只有大概兩塊五是花在咱身上的。）

但是事情不是絕對的，在高速高負荷工況，為限制排氣溫度，通常需要提供過濃混和氣，通過蒸發燃油（這一部分燃油不參與燃燒）達到降低排氣溫度的作用，因此全速全負荷的油耗較高。
在一些部分負荷下（歧管壓力小於1bar），由於渦輪在排氣系統中的產生阻力，造成排氣背壓提高，泵氣損失增加，不見得比自然吸氣發動機比油耗低。
在開發評價體系中，通常用發動機經常運行的幾個工況點來評價發動機的燃油經濟性，如（2000rpm，BMEP=2bar）等。

發動機的燃油經濟性和整車的燃油經濟性不是一回事。發動機的燃油經濟性指的是比油耗，g/kWh；整車油耗通常是百公里油耗，L/100km。整車的油耗是通過結合發動機和傳動系統整車匹配來實現的。裝了比油耗低的發動機的車不一定省油，裝了不省油的發動機的車不一定費油。

目前主流發動機和整車都在走低速化小型化的道路，主要就是為了降低摩擦損失，提升整車燃油經濟性。
小型化，和低速化，增壓是一個主要實現方式。
整車的燃油經濟性還是要靠發動機與傳動系統匹配完成的。通常自然吸氣發動機高效率區域出現在高負荷中高轉速，一般城市甚至高速工況都無法在此區域內工作；而增壓發動機的萬有特性高效率區域可以出現在比自然吸氣發動機低負荷低轉速的區域，通過合理的傳動系統匹配，可以讓整車工作在這一區域或者儘可能靠近，從而達到節省燃油的目的。這才是增壓小型化低速化的關鍵。

在低負載的高速路上剛上正壓時，確實可以省一點油。然而沒上正壓之前的燃油經濟性由於噴油量大導致無法很好混合燃燒導致費油，但是最近豐田在沒上正壓之前這段時間搞了個奧托循環還是阿特金森循環給忘了導致也能做到一定程度的省油提高燃燒效率，但上了正壓後就沒循環的事了。不過依靠出色的動力總成匹配也做到很省油，但真要說渦輪和省油有啥必然聯繫的吧，幾乎就是扯淡，明明就是個性能取向的東西，談哪門子的省油，純粹過日子型的豐田普銳斯，那才是真正意義上的低使用成本

渦輪增壓只是為了規避排量稅政策的一個手段，既不減排也不節能。
增壓發動機的燃效低，有3個原因。1 壓縮比低 2 泵氣排氣效率低 3不可避免的惡劣工況導致燃燒不充分
1 壓縮比低
熱機效率方面，現階段豐田混動的阿特金森循環（簡稱A循環，傳統的奧托循環發動機簡稱O循環，關於這個太複雜，大家可以去百度一下）發動機是最高的，接近柴油機。A循環的發動機之所以可以達到高效，本質上是因為其壓縮比很高。而渦輪發動機普遍壓縮比低，也很好理解，進來的空氣本身就是壓縮過的了，所以只好在壓縮比上吃虧咯，否則就爆震。渦輪車普遍要加97,97的意義無非就是抗爆震更好罷了。
2 泵氣排氣效率低
泵氣功也是發動機效率的一個組成部分。表面上看，渦輪是幫助進氣的，且利用了廢氣里浪費的能量，應該環保節能。但請仔細想清楚：根據能量守恆定律，渦輪泵氣做功的能量依舊是來自發動機燃燒燃料本身的。我們進一步分析：發動機做功的原理是，缸內對缸外的壓力差，這個壓力差越大，做功越順暢越多，廢氣渦輪攔住了排氣管增加了排氣阻力，減小了發動機的做功。攔住的這部分能量用於泵氣，想明白了就懂得：渦輪增壓純屬個然並卵的玩意兒。
3不可避免的惡劣工況導致燃燒不充分
我們可以去觀察渦輪發動機的排氣管，都比較黑，也就是排氣的碳比較多，這些碳理想情況下應該燃燒掉做功，但渦輪機有個不可避免的惡劣工況。廢氣渦輪增壓的渦輪是有一個起壓點的，這是因為在低負荷情況下起壓點之前，廢氣的能量不足以驅動渦輪，當你油門踩深，行車電腦明白需要動力了，那麼要起壓了，在這個建立壓力的過程中，為了讓大家感覺渦輪延遲盡量的短，發動機處於一種很浪費的工況，加大量的噴油拉轉速以求排氣能量儘快的達到起壓要求，合理空燃比拋之腦後，沒有完全燃燒的碳就體現在黑黑的排氣管上了。這個工況很短，但是跟NA機完全沒這回事比起來依然是個傷。頻繁啟停渦輪的渦輪車，先不說渦輪耐用性的問題，油耗可以很驚喜，按工信部油耗隨便翻翻。渦輪車整體的排放上來看，顆粒物和氮氧化合物要比NA機多而二氧化碳會低。氮氧化物是有毒物質，顆粒物和氮氧化合物也是霧霾的組成部分。關於排放，美國人對二氧化碳管得比較松，而對顆粒物和氮氧化合物管得很嚴。歐洲相反，對二氧化碳管很嚴，而對顆粒物和氮氧化合物管得松，我國政策參考歐洲。
所以說，沒有排量稅的地方，渦輪就沒有市場。

內燃機所能發出的最大功率主要是由氣缸內燃料有效燃燒所放出的熱量決定的，而這受到每循環吸入氣缸內實際空氣量的限制。如果空氣在進入氣缸前得到壓縮，發動機的進氣密度增大，則在同樣氣缸工作容積下，可以有更多新鮮空氣進入氣缸，因而可以增加循環供油量，獲得更大發動機輸出功率。

發動機採用渦輪增壓後，因為有一部分排氣能量被利用，使進氣得到壓縮，換氣過程形成正的泵氣功，所以增壓後發動機的指示熱效率略有增加，機械效率也隨增壓度提高而提高。

增壓後發動機進氣密度增加，若採用增壓中冷，則進氣溫度降低，氮氧化物排放降低。
同時有掃氣作用，殘餘廢氣係數降低，並減少對進氣加熱作用，使充量係數提高，一氧化碳、碳氫化合物以及碳煙排放降低。

由於燃油消耗率與指示熱效率和機械效率的乘積成反比，發動機增壓後的燃油消耗率有所降低，經濟性有所改善。

不過，發動機增壓得目的主要不在於提高經濟性，而在於提高它的動力性，並降低排放。

渦輪增壓簡單說來增強了汽車進氣系統的效率，使燃油燃燒時能有更多的氧氣，燃燒就更充分，動力就更強。為了達到最好的混合比，每次噴油會有增加，所以渦輪增壓車型不省油，好處主要在於用小排量產生大功率。

提高了客戶買車成本，提高了廠商的收入，提高了4s店的收入，完成了當下的正直訴求。僅此而已。

看這裡，長文解釋。渦輪增壓確實提高了發動機的熱效率
渦輪增壓是為了節能減排

彭森所言差矣。
你還忽略了渦輪增壓事實上降低了膨脹比，也就是降低了做功的效率。
而自吸發動機可以讓發動機在低功率輸出時候進入膨脹比大於壓縮比的狀態，也就是米勒/阿特金森循環，提高熱效率。這是增壓機無法做到的。

同樣自吸機器也可以通過提升實際壓縮比，提升低轉速下的扭矩，也就是類似柴油機上的情況。
這方面馬自達的Skyactive做的很成功，豐田即將發布的幾款熱效率達到38%的發動機也是這樣實現的。

如果以燃燒室的容積效率來說，渦輪有效的提高了單位平方內的充氣效率來達到強迫性的進氣，當然隨之引發的肯定是更大的供油，在燃燒室容積未改變的情況下，單位質量燃油所產生的燃燒效益會更強，但不代表發動機的輸出功率會因此而改變！發動機的功率已由缸徑與曲軸行程作為它的功率輸出前置條件，所以，強制性的快速進氣與供油只是改變它的燃燒效率！

這當中牽涉到兩個重要的變數條件，
一個是燃油供油壓力(Bar值）的設定是否合理，它決定了燃燒室是否在合理的工作溫度內進行進－壓－爆－排，噴油嘴的供油壓力過低或瞬間給油量不足，都會導致燃燒效率降低而適得其反。

二是進氣溫度的管控，在高溫的發動機室內，要將外部高含氧的空氣有效送進燃燒室，而不會在輸入過程中導致進氣溫度變化，這都決定了燃燒效率，而這些看似不那麼重要的事，卻都有能力決定了渦輪發動機的燃燒效率！

所以，一個正常設置下的渦輪發動機，合理來說它會同時兼具了提升動力與燃油經濟性的。

無語了，太有才啦！！！

看渦輪增壓導致單位質量燃油產生的功率變化，最直接的想法應該是用相同的供油質量、相同的進氣質量，以保證同樣的燃燒情況，看看增加渦輪增壓後功率的變化。

考察進氣衝程：
進氣量的質量增不增壓都一樣，氣缸形狀和活塞位置變化增不增壓都一樣，所以進氣體積一樣。
自然吸氣進氣歧管壓強量級參考諮詢怠速的時候進氣歧管絕對壓力值多少是正常?_賽歐論壇_XCAR 愛卡汽車俱樂部
渦輪增壓量級參考關於渦輪增壓的壓力
發動機整個工作過程溫度壓強變化和量級參考一般的汽油機做功衝程時氣缸內的壓力為多大？ - 汽車
假設增壓0.5Bar即進氣壓強1.5Bar，自然吸氣進氣衝程進氣壓強0.75Bar。等質量等體積，壓強乘2，溫度自然也要乘2，自然吸氣400K，渦輪增壓800K
假設氣缸最小體積v，壓縮比10，假設進氣衝程缸內氣壓恆定，則增壓做正功0.5Bar*9*v,自然吸氣耗能（1-0.75）Bar*9*v。增壓比自然吸氣額外多提供能量是這兩者只差，即0.75Bar*9*v
這個能量到底有多大呢，可以和爆炸衝程汽油燃燒的能量比一比。

考察爆炸衝程：
此處必須做出一個非常粗糙的假設，即汽油爆炸的時間相對於爆炸衝程總時間來說非常短，可以視為瞬間發生，並且化學能瞬間全部轉化為理想氣體的動能。這個假設在低轉速區域比高轉速區域合理一些，但也只是一些而已，參考【圖】點火時間對發動機的影響
基於這一假設，爆炸衝程近似為一個絕熱過程。假設缸內氣體都是3原子以上（含3原子）分子理想氣體，則T*V^(1/3)=常數，P*V^(4/3)=另一個常數。體積變為10倍，溫度約變為1/2，內能變為1/2，壓強變為1/20。顯然，汽油燃燒的能量一半作為發動機的有效輸出，另一半留在了廢氣里，實際情況更糟糕，仍然可以參考【圖】點火時間對發動機的影響，還可以參考渦輪增壓是為了節能減排。
假設自然吸氣峰值壓強50Bar，參考一般的汽油機做功衝程時氣缸內的壓力為多大？ - 汽車
在爆炸衝程的最後，壓強約2.5Bar，缸內氣體體積10*v，則有氣體狀態方程：2.5Bar*10*v=n*R*t，當前內能=n*3*R*t，當前內能=汽油燃燒能量的1/2。

現在來看渦輪增壓在吸氣衝程做出了多少貢獻：
前面估計出增壓比自然吸氣額外多提供能量是0.75Bar*9*v，對比爆炸衝程最後的內能表達式和氣體狀態方程，可得該能量為汽油燃燒能量的4.5%。
目前民用發動機熱效率約為30%，參考渦輪增壓是為了節能減排。其中約1/6是渦輪增壓做出的貢獻！

p.s.
本文的估計非常粗糙，參考數據也缺乏統一性，屬於非常不嚴謹的東西，但我想數量級應該沒太大問題。敘述或者原理上有些錯誤大家歡迎大家批評指正，畢竟我已經不玩物理很多年，更沒學過發動機原理什麼的，完全是個外行啊。

燃燒速度取決於很多原因，其中單因素分析的話，增壓可以增大燃燒速度（氣壓大了分子碰撞劇烈等原因）。渦輪增壓增大了氣缸內壓力，使燃燒相對於之前猛烈，那麼給出的瞬間出力就比之前大。如果是連續運轉的機械，如燃氣輪機，這樣做可能對省油效果不大，因為合適的燃空比已經讓燃料基本完全燃燒，但像汽車這樣的一腳油門一腳剎車的開，為了達到某一個感覺的速度，在渦輪增壓的猛烈衝勁兒下可以更快達到，鬆開油門的時間間隔比沒有渦輪增壓的要短，那麼燃料的消耗就少，所以有可能在某些開車情況下是省油的。

簡單的說內燃機的循環主要是三種：薩巴德、迪塞爾、奧托，都需要有壓縮空氣進入燃燒室，渦輪增壓提高了進氣壓力，但並未提高進氣量。事實上，為了降低燃燒溫度，減少NOx排放，很多內燃機採用EGR技術，把部分煙氣通入燃燒室，降低其含氧量。