渦輪增壓是一種強制進氣的進氣形式，因為可以令空氣高於一個大氣壓進入氣缸，氣缸內空氣分子密度比自然進氣高，因而可以產生更強功率，而得到大規模應用。第一個由廢氣驅動的渦輪增壓器由瑞士人Alfred Buchi博士於1909年研究出來，經過多年的發展，主要的結構和原理都沒有發生大變化。對於自然吸氣車型加裝渦輪或者渦輪車改裝，基礎的改裝主要會涉及到以下主要部件，包括：渦輪本體，（等長）排氣頭蕉，中冷器，進氣洩壓閥和排氣洩壓閥。除此以外，對於渦輪改裝我們還應該瞭解一些關於渦輪的參數，以便我們對渦輪改裝的幅度有一定的把握。
以汽油機工作原理來說，每向氣缸裡面提供1公斤的汽油，大約需要氣缸吸入15公斤的空氣，才能保證汽油充分燃燒。然而這15公斤的空氣，其體積將是非常大的，光靠氣缸在發動機進氣過程產生的真空度，不容易將這麼大體積的空氣完全吸入。一臺發動機上既然可以存在機油泵、汽油泵、水泵、轉向助力泵等用來“搬運”各種液體的設備，為什麼不可以再增加一個“空氣泵”呢？於是乎這個“空氣泵”——渦輪本體就出現了。渦輪本體就相當於一個鼓風機，將更多新鮮空氣壓入發動機的燃燒室，改善燃燒效率，從而在不改變發動機工作容積的情況下提高動力輸出。
圖：知名渦輪增壓器製造商Garrett生產 GT3071R的渦輪增壓器。
既然渦輪本體是一個“空氣泵”，我們熟知泵大多是通過電機提供動力驅動葉片旋轉的，而渦輪本體則是利用燃燒後的廢氣推動葉片壓縮生氣的方式進行加壓。這樣的加壓方式沒有額外消耗能量卻使其擁有優異的升功率表現，相對於同功率的NA車，在相同的動力輸出數據和非極端使用條件下，油耗方面未必會比NA車高。簡單地陳述其原理，無非就是利用引擎經過爆炸行程後產生的高溫、高速廢氣的能量，廢氣從氣缸內排出後通過特殊形狀的排氣蕉(DOWN PIPE)，流入廢氣側渦輪，並推動廢氣側內的渦輪葉片轉動，同時，與廢氣側渦輪葉片同軸相連的生氣端壓縮葉輪，會對流經風格後的生氣進行壓縮，壓縮氣體經過中央冷卻器(INTERCOOLER)冷卻後，成為帶有一定壓力的和高密度的新鮮空氣，流經節氣門和進氣歧管後，進入氣缸內燃燒。
圖：渦輪增壓系統的流程圖。
既然渦輪本體內部是通過軸承帶動葉片旋轉，支撐渦輪軸的渦輪軸承就大有學問了，因為渦輪承肩負著最高轉速超過150000轉的轉速，而且工作溫度非常高，在如此嚴苛的條件下工作的渦輪軸體現每個渦輪增壓器廠家最為核心的生產技術。渦輪本體的軸承大體分為兩種，浮動軸承與滾珠軸承。
圖：一個超過工作壽命而報廢的渦輪解體圖，我們可以看到渦輪本體分為壓縮機殼體（左）、扇葉總成（中）和渦輪殼體（右）。
中冷器是渦輪車之中的必需品，它用於冷卻渦輪壓縮之後的空氣，讓引擎不會因為進氣溫度過高而出現爆震等問題。理論上進入汽缸的空氣溫度越低，氧分子密度越高，而且壓縮後氣體溫度更低，更有利於馬力的發放。所以渦輪增壓車種便以中冷器，降低空氣溫度。
圖：KOYORAD中冷系統。
很多車主在進行動力部分改裝的時候，都會選擇更換更大的中冷器，來提高空氣冷卻的效果。
中冷內部一般由鋁合金或鑄鐵材料打造，但鋁合金製造的中冷器卻更受歡迎。一方面鋁相比一般鑄鐵產品重量上要有很大優勢，另一方面鋁的導熱速度相比其他材質要更塊。空氣快速進入渦輪後溫度會迅速上升使氧分子密度減少，如果吸入引擎就會導致引擎過熱影響性能。鋁製中冷介入後，熱空氣會迅速將熱量傳導至中冷內外壁上，迎風面會快速降低其溫度增加空氣中的含氧密度後吸入引擎促進燃燒。
圖：鋁製中冷有著更好的熱傳遞效率。
中冷器的冷卻效能高低，取決於空氣在通過中冷器過程中，將熱量傳遞出去的效率。這其中中冷器迎風面積、厚度、空氣通道的行數、散熱鰭片的密度等等，起著決定性作用。內部可以容納的空氣量則以（中冷器厚度x中冷器寬度x單行高度x行數，將中冷器材料的厚度也考慮進去）的方式計算。
圖：散熱鰭片的密度和做工也影響著中冷器的性能。
對於渦輪引擎來說，洩壓閥是很必要的一樣部件，洩壓閥其實是一個保護裝置，可以起到保護引擎及渦輪的作用。當轉速升高，廢氣推動渦輪葉片旋轉，渦輪就會源源不斷的壓縮空氣為引擎供給。這時如果一收油門，節氣門馬上關閉，但渦輪由於慣性運動繼續旋轉，也就是說渦輪還會繼續產生壓縮空氣。像GT-R這樣高增壓大馬力的車型，如果空氣流速快壓力過大，很容易會造成節氣門的損傷。進氣洩壓閥可以對節氣門起到保護的作用。在關閉節氣門的瞬間，進氣管道內壓力上升頂開洩壓閥的閥門直接在洩壓閥處排走多餘的空氣，這樣便能降低節氣門所受到的損害。
進氣洩壓閥分為內排式和外排式兩種，它們都裝在中冷器和節氣門之間。多數原廠渦輪增壓車採用內排式洩壓閥，由於原裝車增壓值一般比較低，所以內排式的洩壓閥體積一般較小，不太起眼。
圖：經內排式洩壓閥排出的氣體會重新進入進氣迴路，再經渦輪進行二次加壓，實現內循環。
而外排式進氣洩壓閥則適合於高增壓值的性能車型，它的特點是直接把增壓空氣排放到大氣中，較大的氣壓差有利於氣體的排放，外排式設計的洩壓閥受到的排氣壓力相對內排式設計的小，工作也更為穩定。但有一點值得注意的是，某些車型改裝外排式洩氣閥會導致噴油量不準確。這是由於外排式進氣洩壓閥安裝於節氣門與空氣流量計之間，ECU根據空氣流量計的反饋信號計算噴油量，如果洩壓閥排出氣體，但噴油量還是會根據空氣流量計信號計算確定，這就造成了噴油不準確的情況發生。另外外排式設計的閥門排氣時會發出巨大的近乎變態的“呲呲”排氣聲，這種獨特的聲音深受最求性能的車主的喜愛。
圖：來自HKS的SSQV Kit外排式進氣洩壓閥套件。
排氣洩壓閥與進氣洩壓閥的工作要點相同，都是洩壓閥體，但服務的對象不同，一進一出。排氣洩壓則為保護廢氣渦輪本體，因為渦輪通過引擎產生的廢氣可無限大地推動渦輪葉片工作，而當壓力超過了一定的數值時，便可以克服彈簧的壓力頂起閥門排出廢氣，這樣可以確保渦輪能夠有一個恆定工作環境不容易受損。排氣洩壓閥同樣分為內排式設計和外排式設計。
圖：內排式洩壓閥裝在渦輪本體上。
內排式洩壓閥通過槓桿機構控制著一個旁通閥。當進氣壓力過大時，氣壓會推動膜、壓縮彈簧，使得金屬桿推動槓桿機構將旁通閥開啟，當旁通閥開啟的時候，部分廢氣不經渦輪葉片直接進入排氣頭段，這樣就降低了渦輪轉速。這一精巧設計最主要的作用在於維持一個特定的渦輪增壓值。對於不同增壓值的渦輪，可通過變更排氣洩壓閥閥門背後的彈簧大小（K數）便可以對應不同的增壓值渦輪保護工作。
圖：內排式洩壓閥通過槓桿機構推動渦輪的旁通閥達到洩壓目的。
外排式排氣洩壓閥，英文名稱為"wastegate"，它和上面所述的“內排式”的工作原理大致相同，都是降低排氣端渦輪的壓力，但這種洩壓閥最大的特點是裝在渦輪之前，當排氣壓力過大時會直接頂開閥門將高溫廢氣直接排放到大氣中。
此外，對於改裝渦輪增壓器，就應該瞭解如何判別渦輪增壓器的性能。渦輪增壓器的性能由幾個重要參數來決定，其中提及得最多的是A\\R值和Trim值，而Trim值更多是工程師才會接觸到的數據。
A\\R 值是壓氣機殼體（Compressor Housing）及渦輪殼體（TurbineHousing）的幾何特性數字。R（Radius）為渦輪軸承中心到壓氣機出風口（渦輪進風口）橫截面（渦輪半徑線繞360 度一圓周後）中心點的距離。A（Area）指壓氣機殼體的出風口（渦輪進風口）對應以上中心點所在的橫截面積，以A 除以R 的所得兩者的值即為A\\R 值。
圖：A與R的含義。
A\\R值分為壓氣A\\R值與渦輪A\\R值。一般而言壓氣A\\R值大，說明流速快但流量少，較適合低增壓渦輪使用；而壓氣A\\R 值小，說明流速慢但流量大，較適合高增壓渦輪使用。相對而言壓氣A\\R 值的大小變化對渦輪性能的影響較小，而對於排氣端的渦輪A\\R 值就顯得非常重要了。A\\R 值越小，即排廢氣的流速較高，渦輪在低轉速區域的增壓反應越快，渦輪遲滯減低，渦輪也就能在較低的轉速區域取得接近峰值的增壓，所以在低速提速情況下基本無甚渦輪遲滯的感覺；但與此同時高速所能提供的增壓壓力會顯得不足，因為靠增壓器提供的壓力已經不足以彌補減小的壓縮比了，所以此時會有高速無力的感覺。相對的，A\\R 值越大，渦輪在低轉速域的增壓反應便越差，渦輪遲滯的感覺越明顯；儘管引擎的低轉速增壓難以上升，不過在高轉速區域卻可以產生更大的動力，轉速越高發出馬力越大的傾向相當明確。總而言之，A\\R 值（渦輪A\\R 值）小屬於低速發力型渦輪，而A\\R 值大則是高速發力型渦輪。
圖：以上渦輪的壓氣AR值為50。
Trim是指輪葉的進氣端圓周直徑（Inducer）與出氣端圓周直徑（Exducer）相除的平方×100（Trim=（Inducer2\\Exducer2）×100）。用來表示渦輪送風量的物理極限，有些單指壓氣機。而若指渦輪機的Trim值則大小圓直徑對調進行計算，因為渦輪機與壓氣機的進出氣端剛好相反。
圖：壓氣機的Trim=(DpDg)2×100,Trim的值位於0-100之間，常見的有45、50、55的，如果Trim值等於100的話說明輪子的內外徑一樣，這樣的情況只有在軸流式的葉輪中才會出現。
即使是同樣大小的渦輪，同樣的葉輪形狀、同樣的A\\R 值設定等，渦輪的特性也可以利用“Trim”值來修正。舉例來說，若裝置的是低轉速進風量不足的大型渦輪，就算不增加渦輪容量，通過減少Trim 值，也可以在某種程度上改善低轉速區域的輸出。
壓氣機的Trim值數字越大，便能壓進更多的空氣。所以，在各品牌的渦輪目錄中，準備了許多尺寸相同，但Trim 值卻不一樣的壓氣機殼體，用意即在於讓改裝者根據性能需求來選購。在渦輪容量相同的情況下，使用Trim值較大的殼體，引擎轉速相同時，可以得到更高的增壓值，但不是Trim值大就一定好。Trim值大了，低轉空氣流量減少時，就容易發生壓力回饋，氣體剝離（低轉空氣流量不足，使得壓氣機前端的氣壓大於吸進去的壓力導致中段出現“真空”的狀態）等缺點。因此最好還是要從壓氣機殼體的壓縮比例、所需的空氣流量、預算得到的馬力等來判斷出最佳的Trim 值，進而可選出適合的壓氣殼體。
圖：可以清晰看到渦輪進出氣圓的大小。
總結：以上為大家介紹了渦輪增壓改裝會涉及到的主要部件和一些入門知識，汽車改裝要達到更好的效果往往是牽一髮而動全身，至於進階級的渦輪改裝，則會涉及更多深入的部件，這將會在後續文章再為大家詳細介紹。
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