先進渦輪發動機

先進渦輪發動機是一種利用旋轉的機件自穿過它的流體中汲取動能的發動機形式，是內燃機的一種。常用作飛機與大型的船舶或車輛的發動機。

基本介紹

• 中文名：先進渦輪發動機
• 外文名：Advanced turbine engine

組成

所有的先進渦輪發動機都具備壓縮機(Compressor)、燃燒室(Cumbustion)、渦輪機(Turbine，也就是先進渦輪發動機之名的來源)三大部份。壓縮機通常還分成低壓壓縮機(低壓段)和高壓壓縮機(高壓段)，低壓段有時也兼具進氣風扇增加進氣量的作用，進入的氣流在壓縮機內被壓縮成高密度、高壓、低速的氣流，以增加發動機的效率。氣流進入燃燒室後，由供油噴嘴噴射出燃料，在燃燒室內與氣流混合併燃燒。燃燒後產生的高熱廢氣，接著會推動渦輪機使其旋轉，然後帶著剩餘的能量，經由噴嘴或排氣管排出，至於會有多少的能量被用來推動渦輪，則視先進渦輪發動機的種類與設計而定，渦輪機和壓縮機一樣可分為高壓段與低壓段。

雖然先進渦輪發動機可能有許多不同的運作原理，但最簡單的渦輪型式可以只包含一個“轉子”（Rotor），例如一個帶有中心軸的扇葉，將此扇葉放置在流體中（例如空氣或水），流體通過時對扇葉施加的力量會帶動整個轉子開始轉動，進而得以從中心軸輸出軸向的扭力。風車與水車這類的裝置，可以說是人類最早發明的先進渦輪發動機原型。

依照不同的分類方式，先進渦輪發動機也可以分類成很多不同的型式。例如以燃燒室與轉子的位置是否在一起進行區別，就存在有屬於外燃機一類的燃氣先進渦輪發動機（Gas turbine）和屬於內燃機一類的渦輪風扇發動機。

如果將先進渦輪發動機反過來運作，則會變成一種輸入力量之後可以將流體帶動的設備，例如壓縮機與泵。有些先進渦輪發動機本身具有多組扇葉，其中部分是用於自流體汲取動力，部分是用於推動流體，二者不能混為一談。舉例來說在大部分的渦輪扇葉發動機與渦輪螺旋槳發動機中，位於燃燒室之前的扇葉實際的作用是用於加壓進氣，因此應被視為是一種壓縮機。真正的渦輪機部分是位於燃燒室後方的風扇，被燃燒後的排氣推動產生動力，再透過傳動軸將力量輸送至主扇葉（渦輪風扇發動機）或螺旋槳（渦輪旋槳發動機）處，推動其運轉。

性能介紹

工作原理

渦輪增壓發動機是一個空氣壓縮機，它利用發動機排出的廢氣作為動力來推動位於排氣道內的渦輪，渦輪轉動的同時帶動位於進氣道內同軸的葉輪，葉輪壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣，再送入氣缸。當發動機轉速加快，高速的廢氣推動渦輪提速，廢氣排出速度與渦輪轉速同步加快，空氣壓縮程度得以加大，發動機的進氣量就相應地增加，氣缸內燃燒更充分，動力輸出就更高。

優勢

內燃機是一種耗氣機械，由於燃油需要與空氣混合才能完成燃燒衝程一旦空燃比達到某一值後，再增加燃油，不但不會產生更多功率，還將黑煙和未燃盡的燃油排到大氣中。發動機供油越多黑煙就越濃。因此，當超過空燃比極限後，繼續供油不但消耗更多燃油、使柴油機壽命縮短，還會嚴重污染大氣。

渦輪增壓的最大優點是它可在不增加發動機排量的基礎上，大幅度提高發動機的功率非增壓發動機通過曲軸的運動直接從大氣中吸進空氣而渦輪增壓發動機由渦輪增壓器向發動機提供壓縮空氣。由於進入氣缸的空氣增多所以允許噴入較多的燃油使發動機產生較多的功率並具有較高的燃燒效率。這意味著一台尺寸和重量相同的發動機經增壓後可以產生較多的功率或者說一台小排量發動機經增壓後可產生與較大發動機相同的功率。由於渦輪增壓器為發動機提供了更多的空氣燃油在發動機氣缸里燃燒時會燃燒得更充分、更徹底。其它還有節約燃油和降低排放等優點。

渦輪增壓器可使非增壓發動機在高原上工作時得到氧氣補償發動機和渦輪增壓器相匹配使進氣管壓力保持海平面大氣壓。而一台自然吸氣的發動機隨著海拔高度的增加其功率將下降。