活塞发动机的增压涡轮为什么普遍是离心式而没有轴流式的？
涡轮增压器，简单来说就是给发动机装了个“空气泵”，让它吸进更多的空气，燃烧更多的燃油，从而输出更大的动力。 这个“泵”的动力来源，就是发动机排出的废气。废气驱动涡轮高速旋转，涡轮再带动压气机，将新鲜空气压缩后送入发动机进气歧管。
涡轮增压器的心脏是涡轮机，而涡轮机的核心就是叶轮。 咱们通常说的离心式和轴流式，就是指这两种不同结构的叶轮设计。
离心式涡轮：长在“碗”里的选手
想象一个碗，碗底有个进气口，碗壁一圈有出气口。废气从碗底的进气口进来，沿着碗壁被甩出去。这就是离心式涡轮的大致工作原理。
结构特点： 离心式涡轮的叶轮通常呈“碗”状，或者说是放射状。废气从叶轮的中心（毂部）进入，在叶片的作用下，被加速并向外甩出，然后进入涡轮壳体（排气蜗壳），最后从壳体的排气口排出。
工作原理： 废气进入涡轮叶轮中心，在叶片的作用下，能量转化为动能和离心力，被加速向外抛射。在这个过程中，废气的压力能转化为动能，然后通过离心力将气体甩出去。
优势：
结构紧凑，径向尺寸小： 这点对于发动机舱空间寸土寸金的车辆来说非常重要。
制造相对简单，成本较低： 碗状叶轮的加工工艺相对成熟，材料要求也略低一些。
对低转速响应较好： 离心式涡轮在较低的废气流量下，也能产生一定的增压效果。这是因为它的叶轮设计能更好地利用废气的角动量，产生较强的离心力。
效率曲线更平缓： 在一定的转速范围内，离心式涡轮的效率表现比较稳定。
耐受冲击能力强： 对于活塞发动机工况的剧烈变化，离心式涡轮的结构相对更坚固，不容易损坏。
轴流式涡轮：顺着“管道”走的选手
轴流式涡轮则更像是一个小型的喷气式飞机发动机涡轮。废气从一侧进来，顺着叶片的轴向方向流动，然后从另一侧出去。
结构特点： 轴流式涡轮的叶轮更扁平，叶片是沿着涡轮轴的轴向排列的。废气从进气口垂直于叶轮轴进入，在叶片上产生推力，推动涡轮旋转，然后从出气口排出。
工作原理： 废气以接近平行于叶轮旋转轴的方向进入叶轮，通过叶片上的翼型设计，将废气的动能和压力能转化为驱动叶轮旋转的力矩。这更像是一个小型的导叶和叶轮串联的工作过程。
优势：
高转速下效率高： 轴流式涡轮在设计上更适合处理高速、大流量的气体，在涡轮高速旋转时，其效率可以做得更高。
适合连续高负荷工况： 在发动机长时间处于高功率输出状态时，轴流式涡轮可以发挥其高效率的优势。
为什么活塞发动机增压涡轮普遍是离心式？
这就得把活塞发动机的“脾气”和两种涡轮的“性格”放在一起比较了：
1. 活塞发动机的工况特点：
转速范围广，工况变化剧烈： 从怠速到全负荷，发动机的转速和排气量变化很大。尤其是在起步、低速行驶或者频繁加减速时，废气的流量和温度变化非常快。
对低转速扭矩响应敏感： 用户普遍希望发动机在低转速下就能有不错的动力输出，也就是我们常说的“起步不肉”。
废气能量相对有限： 相较于燃气轮机那样的大型能源设备，活塞发动机的废气能量相对分散且不稳定。
2. 离心式涡轮的契合度：
低转速响应好： 活塞发动机在低转速下，废气量相对较小，离心式涡轮的结构设计能够更有效地捕捉和利用这些能量，产生足够的驱动力带动压气机工作，从而实现更早的增压介入，改善低扭表现。
结构紧凑： 这一点前面也说了，发动机舱的空间限制，使得紧凑的离心式涡轮更受欢迎。
成本和可靠性： 离心式涡轮的制造工艺和材料要求相对宽松，可以更好地控制成本，同时其结构也更耐用，更能承受活塞发动机工况的波动。
效率曲线匹配： 虽然轴流式在最高效率点可能更高，但离心式涡轮在更宽的转速范围内都能保持不错的效率，这更符合活塞发动机复杂多变的工况。
3. 轴流式涡轮的局限性：
低转速响应差： 轴流式涡轮需要较高的废气流量和能量才能有效驱动，在发动机低转速时，排气能量不足，很难让轴流涡轮达到有效增压的转速，导致“涡轮迟滞”现象（Turbo Lag）更加明显。
高成本： 轴流式叶轮的加工精度要求很高，材料也需要承受更高的温度和应力，导致制造成本较高。
径向尺寸大： 相较于同等排量的离心式涡轮，轴流式涡轮通常需要更大的径向尺寸，这在发动机舱内布局会遇到更多困难。
举个例子来理解：
你可以把离心式涡轮想象成一个高速旋转的滚筒洗衣机，废水（废气）从中心进去，甩到两侧（涡轮壳体），把衣服（空气）里的水甩干（压缩）。而轴流式涡轮则更像是一个风扇，风（废气）从前面吹进去，直接吹到后面。在风量小的时候，风扇（轴流式涡轮）可能吹不动，但是滚筒洗衣机（离心式涡轮）稍微转起来就能甩掉一些水。
当然，也不是说轴流式涡轮在活塞发动机上就完全没用。 在一些高性能的赛车或者特定应用场景下，为了追求极致的功率输出，设计师会使用轴流式涡轮，并配合更复杂的控制系统（例如改变叶片角度的可变截面涡轮技术，VGT）来改善其低转速响应。但对于绝大多数乘用车、商用车来说，离心式涡轮以其均衡的性能、良好的响应和经济性，成为了主流的选择。
总结一下就是，离心式涡轮就像一个“全能选手”，在活塞发动机多变的工况下都能表现得比较出色，尤其是在大家最关心的低转速响应和易于集成方面，表现更胜一筹。而轴流式涡轮则更像个“专项选手”，只在特定的高转速高负荷条件下才能发挥出最大潜力，但在通用性上不如离心式涡轮。
网友意见
相比轴流压气机，离心压气机单级增压比大。但是离心压气机在高流速大流量状态下不如轴流（因为要拐弯）。
汽车涡轮增压流量不大，且受限于空间尺寸，汽车用离心压气机更合适。
离心式之所以广泛通用，是因为单级的离心就可以达到三到六级级轴流式的增压水准（higher pressure rise per stage）,而且这样相比成本少，重量也没三级以上的轴流式重。
离心式的优点有以下五点
1.每个级的压力提升高
2.较大转速范围内都能有很高的效率
3.制造简单，成本低廉
4.重量轻，而且
5.启动功率要求低
单级压比
气流在进入离心式压缩机时的直径远远小于离开时的直径，（根据欧拉公式）因此压比可以非常高，单级压比超过2的涡轮在汽车上一点都不罕见，而实验室中离心式压缩机单级可以达到13倍压比，轴的动态性能是主要瓶颈。
轴流式压缩机因为气流进入和离开叶片流场时直径几乎没变化，所以叶片做功压缩能力很有限。
理论上亚音速压气机单级不可能超过1.8倍压比，而跨音速叶片可以达到1.8，但以现在人类的科技水平也到此为止，再高的速度会带来更高的损失和对叶片结构、材料更大的挑战。
亚音速压气机叶片靠流体转向来做功压缩：
跨音速压气机叶片的超音速区靠激波来压缩：
效率
因为离心式压缩机从转子出来的气是带旋的，需要一个整流消除气体自旋（汽车涡轮很多都省去了这个步骤）。其次，从转子出来的气是径向向外流动的，不管接下来是继续压缩还是要导入燃烧室或者什么需要将气体转向。这么长的流道，还要流体导向，降低了整机效率。
而轴流式压缩机，气流经过了转子马上就是定子然后就是下一级转子，这样效率当然高多了。
成本
虽然性能优良的离心式压缩机造价不菲，但是轴流式压缩机更贵啊！
一台航空发动机可以有上千甚至几千片压缩机叶片，这玩意都是精锻钛合金的（除了最后后一级是镍基合金或钛铝合金）。就算是整体加工的，或者把叶片摩擦焊搞到一起做成整体叶盘，依旧非常昂贵！
而且因为声学和轴动态性能的原因，轴流式压缩机的设计难度远高于离心式。
其它
因为离心式压缩机本来是个大饼子，再加上还得接一个径向扩张的流道，这玩意迎风面积很大，在现代干线客机发动机上不存在任何应用，以及现代主流空优战斗机也没有用它的。但是在小的航空发动机，或者老一些的型号，这东西也很常见。
离心式压缩机还有一个优势，喘振裕度比轴流式大得多，翻译一下就是，皮实，用起来不娇气。
那喘振是啥呢？
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