內燃機渦輪增壓器的廢氣渦輪和壓氣葉輪的形狀為什麼不同？
如圖， 右邊 廢氣渦輪看起來有點類似於 衝擊式水輪機， 壓氣葉輪則 是離心式的.
為什麼不都做成軸流式或者離心式的？
為什麼兩者形狀要做成這樣， 在流體力學和 工作條件上， 哪些方面決定的？
題圖裡面是個高級貨，使用球軸承，能夠提高軸承效率，改善低速響應。
以前做過一陣子車用增壓器壓縮機葉輪設計，簡單說一下葉輪設計。
車用增壓器離心葉輪設計是個很困難的工作，因為受到加工方式的限制，葉片只能扭，不能彎，也沒有3D的設計方法，需要在性能，加工性，應力等方面權衡。
拿離心壓縮機葉輪為例（因為有很多年不做了，可能會有不少錯誤，拋磚引玉）：
- 葉輪進口根部直徑：由設計點的流量和應力決定，還要考慮鎖緊螺母尺寸，動平衡去除材料的餘量；
- 葉輪進口直徑：設計點流量，最高進氣相對馬赫數最低
- 葉輪進口角度：設計點的流量速度三角形，壓縮機的喘振和阻塞邊界
- 葉根和葉頂型線：控制氣流分離
- 出口直徑：壓縮機的壓縮能力和工作範圍
- 葉片數：滑移係數（做功能力），稠度（堵塞流量）
- 葉片厚度：模態
- 葉片出口後彎角：應力，效率，壓比
- 葉片形狀（beta和包角，不記得是不是這個名字了）：氣流分離，葉片載荷的分布
先對以上參數進行2維計算和優化，生成3維模型，再進行CFD/FEA計算，分析氣流的分離，葉片的載荷，輪子的應力等，然後再返回2維修改參數，周而復始。
所以根據發動機性能的不同，一般一種葉輪直徑，也會有多種性能的輪子設計可供選擇。有的傾向高壓比，有的傾向低速效率等。
軸流式的壓縮機和渦輪都有，但是軸流式單極的壓縮能力有限，所以內燃機上的壓縮機都是離心式的；軸流渦輪的話，只在大型船用機上才使用，因為車用的增壓器尺寸較小，雖然軸流的效率高，但使用軸流布置必須從轉子靠近中間體的進氣，會使得燃氣的熱量更多的傳遞到中間體，造成潤滑油結焦問題。所以車用增壓器都是徑流式設計。
向心和離心的問題：壓縮機和渦輪機的葉輪設計，其實就是在旋轉坐標系下設計管道。
作為壓縮機，氣流在槽道（葉片與葉片之間形成的通道）中相對葉輪的速度應該是降低的，將動能轉換成壓力能，如果把槽道想像成一個管子，那麼這個管子應該是擴張的。
渦輪相反，氣體膨脹，氣流相對速度升高，槽道應該是收縮的。
那麼只有向心才能設計出收縮的管道，離心才能設計出擴張的管道。
水輪機因為工質不能膨脹，所以設計的原理完全不同。
這方面我非常生疏了，在這賣弄一下，歡迎專家指導。
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@刈木
軸流渦輪的流道截面應該也是收縮的。我找到一個講義
渦輪工作原理及特性
裡面也說到「工作輪葉珊通道也呈收斂形」。22頁給出的渦輪和壓縮機的對比也說明這個問題。
因為在向心渦輪中，不象軸流渦輪，葉片的厚度變化是很小的；因為拔模的原因，大徑處的葉片角必須是徑向的，所以只能通過向心的方式獲得收縮的流道，而無法通過離心的方式獲得收縮的流道。
首先明確渦輪增壓器的工作原理：
（圖來自百度百科詞條「渦輪增壓原理」）
內燃機廢氣依然具有較高的溫度和壓力且具有一定的動能，進入渦輪後膨脹做功，推動渦輪旋轉，由此帶動壓氣機葉片旋轉，壓氣機將空氣燃油混合氣更多地壓入內燃機氣缸，以此獲得更強的動力輸出。
基於此可以回答問題：
1. 為什麼渦輪不能做成離心式？
渦輪可以是軸流式，也可以是向心式。向心式和離心式相反，氣流從遠離轉軸的入口處進入，從靠近轉軸的出口流出。渦輪是做功部件，應該考慮的是如何從高溫高壓氣體中吸收更多的能量；想像一下，離轉軸越遠氣體的旋轉速度越高，向心式的設計使得這部分因為越來越靠近轉軸而減少的氣體動能也轉化為渦輪動能。因此向心式渦輪設計確實可以獲得更多的輪周功。相反，離心式則可以用在壓氣機上，因為離心式的設計可以把氣流「甩」出去（對氣流做更多地功）而獲得更好的增壓效果。
2. 題主給出的圖中渦輪其實就是向心式的葉片。
仔細看右邊最上面那個葉片，氣流正是垂直轉軸進入，最後沿著軸向方向流出。事實上，多數渦輪增壓器就是採用向心式渦輪+離心式壓氣機的形式，因為這種構型可以獲得更高的能量利用率，有更高的轉速，性能響應也更快。
關於壓氣機葉片和渦輪葉片的彎度差異， @吳狀說明得很詳細啦。
最近在做一個微型渦噴的設計，離心機方面略懂一點。
題主給出的是一個帶有無葉擴壓器的離心壓氣機，這種渦輪看起來是典型的向心透平啊。
首先說一下，離心壓氣機和軸流壓氣機的區別主要是在於兩個指標，
一個是單級壓縮比，一個合格的離心壓氣機的壓縮比在3-4，同樣的軸流壓氣機的壓縮比一般在2左右，
其次是迎風面積，離心壓氣機一般迎風面積更大，所以在航空上會吃虧，尤其是超聲速飛機要遵循面積率。
對於航空發動機，單級渦輪可以直接帶起來兩級以上的離心壓氣機或者更多的軸流壓氣機。在空間充沛的地面情況下，為了降低製造成本，沒有人會想用多級的軸流壓氣機來替代離心壓氣機。另一方面，在車上，離心機的蝸殼用於收集壓縮空氣似乎更方便一點？軸流機要做的話就很成問題了。
向心頭平和離心機的工作方向是相反的。
至於渦輪之所以設計成這種形狀，我猜測是因為汽車廢氣不容易以軸流方式排出。
另外是向心透平和離心機的主要外觀區別是由導風扇引起的，這涉及到進氣速度的問題了。
另外是發動機離心機出口角和渦輪進口角的問題，在這裡因為題主給出的都是無葉的，那麼主要涉及到一個反動度的問題，即在通道內完成的氣體壓縮／膨脹－動腦做功和在葉片中完成的，無葉的一般來說大量的升壓－降壓都是在葉片中完成的，通道只有很小一部分，所以必然要根據這個需求去優化出口角／入口角的速度方向，那麼兩邊的角度就大大的不同了。不請自來型~~~
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首先，上面幾位說的內容都非常的詳細，從流體力學到工作環境，闡述的非常明確。我就不贅述和列為大大雷同的內容了。
我就來講講渦輪增壓器的部件吧：
渦輪和葉輪本身是暴露在空氣中，在無油環境下工作，冷卻機油和潤滑機油都是通過進油管和排油管進出。而進油管和排油管中間油艙一般是直接和中軸共艙的。
並且，軸體按要求在60000~300000的速度測試，所以軸體密封一定不是單純加個橡膠密封環就OK了，秒秒鐘燒掉有沒有！！！
所以業內設計均使用的是C型密封環（這玩意兒是硬的）
所以必須有一點：在軸體附件形成高壓帶，這種壓力使得機油無法通過密封環間隙滲出。
如果進氣使用向心結構或者排氣使用離心結構，都會在渦輪中軸形成低壓或者真空帶。機油嘩嘩的流啊。。。。
PS：如果機油也沒有受壓那是不會滲出來的，機油加壓可能就會從細縫滲出。
基本上文字內容就這些，稍後給你們補幾個圖。
這玩意兒就是C型密封環
擋油板，其實跟茶杯蓋子的區別大了，沒壓力嘩嘩漏油
中體殼
轉子。
對於汽車turbocharger，為達到一定的expansion ratio, radial turbine只需要一級，而axial turbine由於自身expansion ratio太小則需要多級，但是這個在汽車應用里由於體積問題而不被使用，所以都是在用radial or mixed inflow turbine
簡要通俗的回答一下：
渦輪是斜面衝擊式渦輪（TURBO）。
壓氣機是離心式風扇（FAN）。
為什麼標註英文呢？因為業餘的叫法五花八門大夥容易搞混。
這完全是兩種東西。一個氣流推動，一個推動氣流。
為了提高效率，適應不同的工況，自然是都有各自最優化的形狀角度。
渦輪為什麼不用軸流式呢？
你說的軸流式就是反衝式的一種。
反衝式主要靠壓力來推動。整個工況壓力越高效率越高。
衝擊式則主要靠流速推動。畢竟發動機尾氣壓力就那麼低，你稍微加壓就是熄火。
風扇為什麼不用軸流式呢？
軸流風扇流速大、壓力小。 流速大是沒什麼用的，發動機氣缸就那麼大點，一吹就滿了，一滿就吹不動了。
離心風扇壓力大、流速小。這正是增壓所需要的！
另外大家都能看到，衝擊式配離心式，就倆蝸殼，一個軸就完成了功率傳遞，緊湊，簡單，高效，可靠。
如果是軸流配軸流，那就是兩根管子，並列也罷怎麼擺放也罷，功率傳遞至少也是倆軸加一根皮帶，複雜化了。
【不請自答】
這個渦輪增壓器原理其實還是比較好理解的，無非就是兩部分:(1)原動機,就是圖中右邊部分；(2)壓縮機,圖中左邊部分。
先說壓縮機，這是用來做功的部分，因為要讓更多的新鮮的空氣以一定的的壓力進入燃燒室必須要對氣體做功，目前人類能控制空氣的最有效方法據我了解都是靠壓縮機(根據不同壓力有不同稱呼比如鼓風機，壓縮機，根據形式又分為容積式和透平式)，經過濾的空氣進入壓縮機流道被增壓增速。
然後要考慮靠什麼動力來帶動壓縮機，即選擇什麼形式的原動機，是電機？燃氣輪機？汽輪機？ 然後設計師發現剛好有發動機排氣沒啥用就考慮一下唄，經過比較發現還真行，就用這個了！為什麼呢？其實其他方法都可以的啊，比如電機，本來機艙內就有啊，控制起來也容易，還不用擔心尾氣過熱導致火災！燃氣輪機，和汽輪機相對麻煩點，不過也不是不能用。那麼問題是在目前的渦輪和電機之間怎麼選？
後來經過比較還是渦輪好，個人認為原因有二，一是渦輪動力更直接，和壓縮機同軸，當發動機轉速提高尾氣排量大，渦輪轉速提高，直接帶動壓縮機轉速提高，從而推送更多的空氣進入燃燒室。二是利用尾氣可以把增壓器和發動機更好的結合最終實現模塊化，形成完整的渦輪增壓發動機。
轉速25200 機油壓力約要最高承受800千帕 還有溫度約在700-800℃
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