可以通过吹动废气涡轮叶片,让同轴相连的压缩涡轮叶片一起转动。这样可以将压缩后的空气输送到气缸内,提高发动机的进气量,进而提高发动机的动力输出。这种方法的最大优点是可以在不增加排量的情况下压榨出更多的发动机动力。
然而,这种方法的缺点是发动机的运行条件更加恶劣,维修保养成本也会增加,并且还会存在“涡轮迟滞”的问题。所谓涡轮迟滞,就是当我们踩下油门到涡轮开始工作的时间差,也就是涡轮建立正压的过程。这个过程的时间越长,涡轮迟滞的现象就越明显。

由于废气和涡轮之间没有直接连接,当发动机转速很低时,产生的废气不足以带动涡轮叶片,就会出现动力输出延迟的现象。就像小时候玩的风车一样,用嘴吹总会有迟滞的过程,但是用手拨动就会立即得到反馈。涡轮的迟滞现象会反映到实际驾驶中,可能会出现“轻踩不走,重踩窜车”的现象。汽车工程师们也想了很多方法来解决涡轮迟滞的问题,但这种先天缺陷仍然没有得到根本解决。

·第一种解决方案是使用“低惯量涡轮”。这种涡轮采用更小的叶片直径,只需要少量的废气就能驱动,可以在发动机1500转左右时实现增压,有效缓解涡轮迟滞现象,提高涡轮的响应速度。然而,低惯量涡轮只能覆盖中低速的工况范围,中后段的动力输出不足,因此只适合在家用车上使用。

·第二种方案是采用“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。这就是“一大一小”的串联双增压系统,在低转速时,低惯量涡轮会先介入,保证中低速拥有充足的扭矩。当转速达到一定值时,大惯量涡轮的旁通阀会开启,让废气同时带动两颗涡轮,满足发动机高转速的工况要求。

最典型的例子是宝马的3.0L双涡轮发动机。V型发动机也是两颗涡轮,但采用的是并联结构,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。

·第三种方案是采用“电动涡轮”。这种涡轮是将驱动涡轮叶片的“动力源”从被动的废气驱动,改为通过电机主动控制。电动涡轮被称为涡轮迟滞的“克星”,但在高转速区间,电机的能耗也会增加,即使是电机能承受,一般的汽车电源也很难满足要求。因此,奥迪、沃尔沃、奔驰等采用电动涡轮的车企,都会采用“废气+电动”的双增压模式,在低速工况下使用电动涡轮,在高速(工况)下再切换到废气涡轮。这种增压形式不仅结构复杂成本高,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障。

·第四种解决方案就是"机械增压",也是改变了"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。
机械增压可以很好解决涡轮迟滞的问题,但是由于需要占用发动机的功率,增压效果并不理想。总得来说,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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