分析丨四大发动机增压技术，只为缩短涡轮迟滞

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涡轮增加技术的原理很简单，就是利用发动机的废气能量吹动废气涡轮叶片，让同轴相连的压缩涡轮叶片也跟着一起转动，把压缩后的空气送入到气缸内，提升发动机的进气量，再给发动机多喷一点汽油来提升发动机的动力输出。



涡轮增压最大的好处就是可以在不提升排量的情况下，压榨出更多的发动机动力，最大的缺点就是发动机运行的工况更加恶劣，维修保养的成本会增高，而且还会有涡轮迟滞的现象。
涡轮迟滞就是：当我们踩下油门到涡轮开始介入工作的时间差，也就是涡轮建立正压的过程，这个过程的时间越长，涡轮迟滞的现象就会越明显。由于废气和涡轮之间没有办法实现硬连接，所以当发动机转速很低的时候，产生的废气不足以带动涡轮叶片旋转，因此就会出现动力输出延迟的现象。就像我们小时候玩的风车一样，用嘴吹总是会有迟滞的过程，但是用手拨动就会立马得到反馈。
涡轮迟滞现象反应到实际的驾驶中，可能就会出现，轻踩不走，重踩窜车的现象，汽车工程师也是想了很多种办法，但是涡轮迟滞的先天缺陷依然没有得到根本的解决。
第一种解决方案就是使用低惯量涡轮：低惯量涡轮其实就是采用直径更小的叶片，只需要很少的废气就能驱动，在发动机1500转左右就能实现增压，有效缓解涡轮迟滞现象，提高涡轮的响应速度，但是低惯量涡轮只能覆盖中低速的工况范围，而中后段就会出现动力输出不足，所以只能适合用在家用车了。



第二种解决方案就是采用双涡轮增压：既然低惯量涡轮可以覆盖中低速的工况，那么再加一个大涡轮就可以覆盖高中低三个工况范围，所以就有了一大一小的串联双增压系统。在低转速的时候低惯量涡轮会先介入，保证中低转速拥有充足的扭矩，当转速达到一定值，大惯量涡轮的旁通阀会开启让废弃同时带动两颗涡轮，满足发动器高转速的工况要求。



最典型的就是宝马的3.0升双涡轮增压发动机，V型发动机虽然也有两颗涡轮，但是采用的是并联结构，因为V型发动机本身就是把气缸分成了两组，拥有两套气门结构，如果安装涡轮增压，自然也是两边各装一个，相互独立互不影响。



第三种解决方案就是采用电动涡轮：电动涡轮就是把驱动涡轮叶片的动力源从被动的废气驱动改成了通过电机的主动控制，电动涡轮被称为涡轮迟滞的克星，但是在高转速区间，电机的能耗会增大，就算是电机能撑得住，一般的汽车的蓄电池也很难满足要求。



所以奥迪，沃尔沃，奔驰这些采用电动涡轮的车企，都会采用废气加电动的双增压模式，低速的工况用电动涡轮，高速的工况再切换到废气涡轮。这种增加形式不仅结构复杂，成本更高，而且电动增压模块也没有纯机械增压稳定，后期的故障率也得不到保证。
第四种解决方案就是机械增压：机械增压也是改变了涡轮的动力源，不用废气也不用电机，而是把涡轮通过皮带连接到发动机的曲轴皮带轮上，通过曲轴运转的扭力来带动涡轮叶片。机械增压可以很好地解决涡轮迟滞的问题，但是由于需要占用发动机的功率，增加效果并不理想。



总的来说，涡轮迟滞算是废气涡轮增压技术的先天缺陷，各大车企为了解决这个问题也是想出了很多解决方案，最终的目的都是为了实现更强的增压效果，更短的涡轮迟滞现象。

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还有可变截面涡轮