轴流式压缩机和离心式压缩机的工作原理是什么？有什么优缺点？

【年轻人的回答(12票)】:

跟大多数人一样，提问者分不清什么是涡轮什么是压缩机，统统用涡轮表述。所以我修改了题目。

涡轮增压器一端与废气接触的叫做涡轮端turbine stage，另一端与新鲜空气接触的叫做压缩机端compressor stage。

而本田使用的涡轮增压器，在涡轮端，依然是向心涡轮 radial turbine；在压缩机端，似乎使用了轴流压缩机axial compressor（这一点实际上有待考证）。

FIA今年的几个相关规定是：

1. 涡轮增压器的轴线必须与发动机曲轴轴线平行，其高度不得高于赛车中心线25mm。

2. 赛车燃油流量不得超过100kg/h
3. 涡轮增压器转速不超过125，000rpm

第一条表明增压器轴线必须尽量低，第二条基本限制了增压器压缩机的最大流量和压比。第三条限制了涡轮增压器的转速。

根据一些消息，压缩机的最高出口绝对压力可能在3.5bar。而燃油流量基本确定了空气流量，我计算大概在1000kg/hr左右。加上转速的限制，增压器的径向尺寸也就基本确定了。涡壳和压壳是整个增压器上直径最大的零件，中间体的直径略小。很显然，两端使用离心式叶轮的增压器，要么布置在发动机后方，要么纵向横跨发动机V型夹角。

所以你可以跟雷诺这样：整个增压器放在发动机后端，MGU-H放在发动机夹角里

或者跟梅赛德斯这样增压器放在后端，MGU-H放在增压器中间靠近压缩机一侧或者跟梅赛德斯这样增压器放在后端，MGU-H放在增压器中间靠近压缩机一侧

或者像本田现在这样剑走偏锋，把压缩机搞成轴流的塞在发动机夹角里。（如果你仔细看压缩机端，那个压壳看起来是轴向进气，圆周切向出气的，似乎也不是通常的轴流压缩机，这也是我觉得这种说法有待考证的原因）或者像本田现在这样剑走偏锋，把压缩机搞成轴流的塞在发动机夹角里。（如果你仔细看压缩机端，那个压壳看起来是轴向进气，圆周切向出气的，似乎也不是通常的轴流压缩机，这也是我觉得这种说法有待考证的原因）

纵跨的实物图片没找到。

本田说他们搞过三种布置方案，最终选择了这种，也是布置和性能权衡的结果。

今年四个车队的布置方案见下图：红色是涡轮端，蓝色是压缩机端，咖啡色是mgu-h。

奔驰这种纵跨式布置可以很好的解决mgu-h的散热问题，但是跨度太大增压器转子的稳定性是个问题

雷诺这种我觉得最好，结构上比法拉利稳定，轴跨度也短，mgu-h的散热也不是问题

本田这种轴流压缩机实在是出乎意料。

原图来自原图来自http://en.f1i.com/magazine/10369-hondas-radical-power-unit-design.html/2

可是我实在是不懂为什么要用轴流压缩机，轴流工作范围宽一些，可是对于F1来说工作范围并非重点考虑的；轴流可能效率稍高一点，这一点是优势；但是单极轴流压比不够高，一般在高压比场合都是多级串联，比如涡扇涡喷发动机。对于这种需要3.5bar压力的应用，轴流实在算不上一个好的选择啊。据我仅有的一点叶轮机械的知识来看，轴流单级做到这种压比，轴线必须很长，叶片数很多，而且扭曲很大。（实际上本田会不会使用了长轴线的混流压缩机叶轮呢？需要懂叶轮机械设计的人来分析了。）

F1网站上3月5日的这篇文章又是什么意思？本田要改吗？

http://www.formula1.com/content/fom-website/en/latest/technical/2015/2/mclaren-mp4-30---honda-power-unit-layout.html

【xwinex的回答(5票)】:

先把答案写下，轴流式压缩机和离心式压缩机，最大的区别在几何形状上，轴流式可以做成长条型，这样做的目的是为了把压缩机更好的塞进引擎的V型夹角中，这样紧凑的设计是为了能配合MP4-30的紧凑低风阻的尾部设计。

也就是说相对离心式压缩机的，轴流式压缩机有更佳紧凑的引擎，这给尾部空气动力学带来了很大的设计空间。

上图为传统的离心式压缩机（为什么我都说压缩机，因为轴心或离心涡轮系统的区别就是压缩机的压缩方式）可以看到其气体是沿着风扇叶片运动的与中心轴是垂直的，奔驰就是采用这种涡轮和离心式压缩机分离的方式，主要作用是压缩机远离高温涡轮，这样就可以选用较小尺寸的中冷器，并将压缩机放在引擎V型夹角中，主要作用是减少压缩空气与进气畸管的距离，达到较小涡轮迟滞的现象。

上图是本田采用的轴心式压缩机，气体的运动方向与压缩机的中心轴是平行的，如果还不明白那我告诉你你家的电风扇就是轴心式压缩机。本田和奔驰一样把涡轮和压缩机分开，并且更加变态的把压缩机放置在V型夹角的正中间，由于轴心式压缩机的几何优势可以做的更加紧凑，这一切都是为了有更加紧凑的设计和更加小的涡轮迟滞现象。那么轴心式压缩机是不是没有缺点呢？肯定不是，其最大的缺点就是，虽然压缩空气流速大（可以使MGU-H将更多的能量分配到动力中去而不用为涡轮提供较大能量），但是增压压力小，由于FIA对燃油流速有严格的控制100kg/h（现在不是有些车队有办法躲过检测吗？所以…），这样一来使得压缩空气的最大的气压也就3.5bar左右，所以本田才会使用这个方案。当然迈凯轮本田现在还有一个问题就是，轴心式压缩机的增压值幅度较小（何辛说的自己没有研究），使得动力的输出难以控制得平顺。

上图是现在四种引擎各个部件不同的布局方式。

其实上面说了那么多压缩机的问题其实不是迈凯轮本田现在最大的问题，最大的问题在于过去紧凑的布局，使得各个部件的散热问题尤其严重，这也相应的对引擎部件提出更大的考验，尤其是MGU-H和压缩机同在V型夹角中。当然全新的赛车设计并不是那么容易搞懂的，加油迈队！

本文参考http://m.hupu.com/bbs/12641196.html#commentContent

【Loser的回答(0票)】:

最简单粗暴的解释。

轴流式压气机，迎风面积小，单级增压效率低。

离心式压气机，迎风面积大，单级增压效率高。

原文地址:知乎