涡轮增压是一种强制进气的进气形式，因为可以令空气高于一个大气压进入气缸，气缸内空气分子密度比自然进气高，因而可以产生更强功率，而得到大规模应用。第一个由废气驱动的涡轮增压器由瑞士人Alfred Buchi博士于1909年研究出来，经过多年的发展，主要的结构和原理都没有发生大变化。对于自然吸气车型加装涡轮或者涡轮车改装，基础的改装主要会涉及到以下主要部件，包括：涡轮本体，（等长）排气头蕉，中冷器，进气泄压阀和排气泄压阀。除此以外，对于涡轮改装我们还应该了解一些关于涡轮的参数，以便我们对涡轮改装的幅度有一定的把握。
以汽油机工作原理来说，每向气缸里面提供1公斤的汽油，大约需要气缸吸入15公斤的空气，才能保证汽油充分燃烧。然而这15公斤的空气，其体积将是非常大的，光靠气缸在发动机进气过程产生的真空度，不容易将这么大体积的空气完全吸入。一台发动机上既然可以存在机油泵、汽油泵、水泵、转向助力泵等用来“搬运”各种液体的设备，为什么不可以再增加一个“空气泵”呢？于是乎这个“空气泵”——涡轮本体就出现了。涡轮本体就相当于一个鼓风机，将更多新鲜空气压入发动机的燃烧室，改善燃烧效率，从而在不改变发动机工作容积的情况下提高动力输出。
图：知名涡轮增压器制造商Garrett生产 GT3071R的涡轮增压器。
既然涡轮本体是一个“空气泵”，我们熟知泵大多是通过电机提供动力驱动叶片旋转的，而涡轮本体则是利用燃烧后的废气推动叶片压缩生气的方式进行加压。这样的加压方式没有额外消耗能量却使其拥有优异的升功率表现，相对于同功率的NA车，在相同的动力输出数据和非极端使用条件下，油耗方面未必会比NA车高。简单地陈述其原理，无非就是利用引擎经过爆炸行程后产生的高温、高速废气的能量，废气从气缸内排出后通过特殊形状的排气蕉(DOWN PIPE)，流入废气侧涡轮，并推动废气侧内的涡轮叶片转动，同时，与废气侧涡轮叶片同轴相连的生气端压缩叶轮，会对流经风格后的生气进行压缩，压缩气体经过中央冷却器(INTERCOOLER)冷却后，成为带有一定压力的和高密度的新鲜空气，流经节气门和进气歧管后，进入气缸内燃烧。
图：涡轮增压系统的流程图。
既然涡轮本体内部是通过轴承带动叶片旋转，支撑涡轮轴的涡轮轴承就大有学问了，因为涡轮承肩负着最高转速超过150000转的转速，而且工作温度非常高，在如此严苛的条件下工作的涡轮轴体现每个涡轮增压器厂家最为核心的生产技术。涡轮本体的轴承大体分为两种，浮动轴承与滚珠轴承。
图：一个超过工作寿命而报废的涡轮解体图，我们可以看到涡轮本体分为压缩机壳体（左）、扇叶总成（中）和涡轮壳体（右）。
中冷器是涡轮车之中的必需品，它用于冷却涡轮压缩之后的空气，让引擎不会因为进气温度过高而出现爆震等问题。理论上进入汽缸的空气温度越低，氧分子密度越高，而且压缩后气体温度更低，更有利于马力的发放。所以涡轮增压车种便以中冷器，降低空气温度。
图：KOYORAD中冷系统。
很多车主在进行动力部分改装的时候，都会选择更换更大的中冷器，来提高空气冷却的效果。
中冷内部一般由铝合金或铸铁材料打造，但铝合金制造的中冷器却更受欢迎。一方面铝相比一般铸铁产品重量上要有很大优势，另一方面铝的导热速度相比其他材质要更块。空气快速进入涡轮后温度会迅速上升使氧分子密度减少，如果吸入引擎就会导致引擎过热影响性能。铝制中冷介入后，热空气会迅速将热量传导至中冷内外壁上，迎风面会快速降低其温度增加空气中的含氧密度后吸入引擎促进燃烧。
图：铝制中冷有着更好的热传递效率。
中冷器的冷却效能高低，取决于空气在通过中冷器过程中，将热量传递出去的效率。这其中中冷器迎风面积、厚度、空气通道的行数、散热鳍片的密度等等，起着决定性作用。内部可以容纳的空气量则以（中冷器厚度x中冷器宽度x单行高度x行数，将中冷器材料的厚度也考虑进去）的方式计算。
图：散热鳍片的密度和做工也影响着中冷器的性能。
对于涡轮引擎来说，泄压阀是很必要的一样部件，泄压阀其实是一个保护装置，可以起到保护引擎及涡轮的作用。当转速升高，废气推动涡轮叶片旋转，涡轮就会源源不断的压缩空气为引擎供给。这时如果一收油门，节气门马上关闭，但涡轮由于惯性运动继续旋转，也就是说涡轮还会继续产生压缩空气。像GT-R这样高增压大马力的车型，如果空气流速快压力过大，很容易会造成节气门的损伤。进气泄压阀可以对节气门起到保护的作用。在关闭节气门的瞬间，进气管道内压力上升顶开泄压阀的阀门直接在泄压阀处排走多余的空气，这样便能降低节气门所受到的损害。
进气泄压阀分为内排式和外排式两种，它们都装在中冷器和节气门之间。多数原厂涡轮增压车采用内排式泄压阀，由于原装车增压值一般比较低，所以内排式的泄压阀体积一般较小，不太起眼。
图：经内排式泄压阀排出的气体会重新进入进气回路，再经涡轮进行二次加压，实现内循环。
而外排式进气泄压阀则适合于高增压值的性能车型，它的特点是直接把增压空气排放到大气中，较大的气压差有利于气体的排放，外排式设计的泄压阀受到的排气压力相对内排式设计的小，工作也更为稳定。但有一点值得注意的是，某些车型改装外排式泄气阀会导致喷油量不准确。这是由于外排式进气泄压阀安装于节气门与空气流量计之间，ECU根据空气流量计的反馈信号计算喷油量，如果泄压阀排出气体，但喷油量还是会根据空气流量计信号计算确定，这就造成了喷油不准确的情况发生。另外外排式设计的阀门排气时会发出巨大的近乎变态的“呲呲”排气声，这种独特的声音深受最求性能的车主的喜爱。
图：来自HKS的SSQV Kit外排式进气泄压阀套件。
排气泄压阀与进气泄压阀的工作要点相同，都是泄压阀体，但服务的对象不同，一进一出。排气泄压则为保护废气涡轮本体，因为涡轮通过引擎产生的废气可无限大地推动涡轮叶片工作，而当压力超过了一定的数值时，便可以克服弹簧的压力顶起阀门排出废气，这样可以确保涡轮能够有一个恒定工作环境不容易受损。排气泄压阀同样分为内排式设计和外排式设计。
图：内排式泄压阀装在涡轮本体上。
内排式泄压阀通过杠杆机构控制着一个旁通阀。当进气压力过大时，气压会推动膜、压缩弹簧，使得金属杆推动杠杆机构将旁通阀开启，当旁通阀开启的时候，部分废气不经涡轮叶片直接进入排气头段，这样就降低了涡轮转速。这一精巧设计最主要的作用在于维持一个特定的涡轮增压值。对于不同增压值的涡轮，可通过变更排气泄压阀阀门背后的弹簧大小（K数）便可以对应不同的增压值涡轮保护工作。
图：内排式泄压阀通过杠杆机构推动涡轮的旁通阀达到泄压目的。
外排式排气泄压阀，英文名称为"wastegate"，它和上面所述的“内排式”的工作原理大致相同，都是降低排气端涡轮的压力，但这种泄压阀最大的特点是装在涡轮之前，当排气压力过大时会直接顶开阀门将高温废气直接排放到大气中。
此外，对于改装涡轮增压器，就应该了解如何判别涡轮增压器的性能。涡轮增压器的性能由几个重要参数来决定，其中提及得最多的是A\\R值和Trim值，而Trim值更多是工程师才会接触到的数据。
A\\R 值是压气机壳体（Compressor Housing）及涡轮壳体（TurbineHousing）的几何特性数字。R（Radius）为涡轮轴承中心到压气机出风口（涡轮进风口）横截面（涡轮半径线绕360 度一圆周后）中心点的距离。A（Area）指压气机壳体的出风口（涡轮进风口）对应以上中心点所在的横截面积，以A 除以R 的所得两者的值即为A\\R 值。
图：A与R的含义。
A\\R值分为压气A\\R值与涡轮A\\R值。一般而言压气A\\R值大，说明流速快但流量少，较适合低增压涡轮使用；而压气A\\R 值小，说明流速慢但流量大，较适合高增压涡轮使用。相对而言压气A\\R 值的大小变化对涡轮性能的影响较小，而对于排气端的涡轮A\\R 值就显得非常重要了。A\\R 值越小，即排废气的流速较高，涡轮在低转速区域的增压反应越快，涡轮迟滞减低，涡轮也就能在较低的转速区域取得接近峰值的增压，所以在低速提速情况下基本无甚涡轮迟滞的感觉；但与此同时高速所能提供的增压压力会显得不足，因为靠增压器提供的压力已经不足以弥补减小的压缩比了，所以此时会有高速无力的感觉。相对的，A\\R 值越大，涡轮在低转速域的增压反应便越差，涡轮迟滞的感觉越明显；尽管引擎的低转速增压难以上升，不过在高转速区域却可以产生更大的动力，转速越高发出马力越大的倾向相当明确。总而言之，A\\R 值（涡轮A\\R 值）小属于低速发力型涡轮，而A\\R 值大则是高速发力型涡轮。
图：以上涡轮的压气AR值为50。
Trim是指轮叶的进气端圆周直径（Inducer）与出气端圆周直径（Exducer）相除的平方×100（Trim=（Inducer2\\Exducer2）×100）。用来表示涡轮送风量的物理极限，有些单指压气机。而若指涡轮机的Trim值则大小圆直径对调进行计算，因为涡轮机与压气机的进出气端刚好相反。
图：压气机的Trim=(DpDg)2×100,Trim的值位于0-100之间，常见的有45、50、55的，如果Trim值等于100的话说明轮子的内外径一样，这样的情况只有在轴流式的叶轮中才会出现。
即使是同样大小的涡轮，同样的叶轮形状、同样的A\\R 值设定等，涡轮的特性也可以利用“Trim”值来修正。举例来说，若装置的是低转速进风量不足的大型涡轮，就算不增加涡轮容量，通过减少Trim 值，也可以在某种程度上改善低转速区域的输出。
压气机的Trim值数字越大，便能压进更多的空气。所以，在各品牌的涡轮目录中，准备了许多尺寸相同，但Trim 值却不一样的压气机壳体，用意即在于让改装者根据性能需求来选购。在涡轮容量相同的情况下，使用Trim值较大的壳体，引擎转速相同时，可以得到更高的增压值，但不是Trim值大就一定好。Trim值大了，低转空气流量减少时，就容易发生压力回馈，气体剥离（低转空气流量不足，使得压气机前端的气压大于吸进去的压力导致中段出现“真空”的状态）等缺点。因此最好还是要从压气机壳体的压缩比例、所需的空气流量、预算得到的马力等来判断出最佳的Trim 值，进而可选出适合的压气壳体。
图：可以清晰看到涡轮进出气圆的大小。
总结：以上为大家介绍了涡轮增压改装会涉及到的主要部件和一些入门知识，汽车改装要达到更好的效果往往是牵一发而动全身，至于进阶级的涡轮改装，则会涉及更多深入的部件，这将会在后续文章再为大家详细介绍。
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