四、解决涡轮迟滞问题的办法

为了解决涡轮的迟滞问题，各汽车公司都采取了一定的措施。沃尔沃公司对一些低增压值发动机采取应用较小尺寸涡轮的办法，以降低启动涡轮需要的时间，使涡轮的迟滞没有那么明显。虽然采用体积较小、质量较轻的涡轮后，增压器能够更快地投入工作，但对于提高发动机功率和扭矩的作用相对有限。

大众公司的 FSI 发动机则采用了带缸内直喷的 FSI 稀薄燃烧技术（双重喷射技术），即在活塞的进气行程先喷入少量的汽油与空气混合，到压缩终了时再喷入最后需要的汽油，这样活塞在压缩行程时压缩的是很稀的混合气，因此涡轮增压器的增压值可以设计得更高，而在相同增压值下，往往性能会更加稳定。

在不增加发动机排量和体积的情况下，要想“压榨”出更大的功率，就要用更大的涡轮来压缩空气，以得到更高的性能。但是，大涡轮带来的坏处一个是容易产生“爆燃”，另一个是涡轮迟滞将更加明显。一向以性能和运动著称的保时捷公司是涡轮增压的积极倡导者。对于“爆燃”，保时捷采用了双中冷器、低压缩比设计，再配合使用高辛烷值汽油，能够较彻底地解决这个问题。

对于涡轮迟滞，他们采用了VTG可变涡轮几何尺寸技术，即通过改变固定在涡轮壳体上的导流片的角度来达到改变涡轮角度的目的（如图7 所示）。在低速时，采用较小的叶片夹角，这样较小的排气能量就能驱动废气涡轮，从而降低了涡轮增压器的介入转速；在高转速时，加大导流叶片的角度，可以增加高转速时的废气流量，用更多的排气能量驱动废气涡轮。采用 VTG 技术后，无论是高转速还是低转速，都能拥有良好的响应性，涡轮迟滞也被降到最低。

五、涡轮增压与机械增压的结合

大众公司的 TSI 发动机同时装备了2 个增压器，即 1 个涡轮增压器和 1 个机械增压器（如图 8 所示）。工程师们在机械增压器的两端设计了可以实现“短路”的管道，其中布置了电子节气门。当节气门关闭时，回路不起作用，增压器满负荷工作；当节气门打开时，增压器 由 于 “ 短 路 效应”，不再提供增压能量，此时机械增压器相当于自身空转，消耗的曲轴能量可以忽略不计，从而达到“断开”的效果。由于增压器是连续运转的，而且可以通过节气门开度的大小无级控制，从而可以避免电磁离合器介入时的突然性问题，同时改善了发动机高速下的振动平衡，关键是可以通过控制节气门的开度来调 整 增 压 值 的 大小。

这样，在发动机低转速时，用机械增压器来提供进气，从而消除涡轮介入前由于压缩比不够高造成的功率下降问题；当发动机转速达到一定程度，涡轮完全启动后，机械增压器自动断开，由涡轮增压器提供进气。两者结合的好处是可以把涡轮尺寸做得更大一些，而不必担心大尺寸涡轮带来的迟滞问题，在涡轮介入之前，一切均由机械增压器来保证。

六、涡轮增压在柴油机上得到普及的原因

对于柴油发动机来说，无论是涡轮增压还是自然吸气，它的压缩比都要比汽油发动机高很多。通常，汽油发动机的压缩比大概为 10 左右，即使是 FSI 稀燃发动机，其压缩比也只能接近 11，而柴油发动机的压缩比通常在 19 左右，高的甚至可以超过20。究其原因，是因为柴油具有比汽油更好的抗爆性。也就是说，柴油比汽油难以点燃，其燃烧速度也比汽油慢很多，所以性质更加稳定，需要更高的压缩比。

另外，柴油发动机的供油方式与汽油发动机有很大差别，汽油发动机的燃料往往是被喷射到进气歧管中，即吸入气缸内的已经是混合气了，如果此时气缸内的温度、压力过大，就很容易让混合气提前燃烧；柴油发动机往往都是高压喷射式的，对于 TDI柴油机来说，采用的是缸内直喷，活塞在压缩行程时压缩的是纯空气，到压缩终了时才喷入燃料，再加上柴油本身的抗爆性很好，所以柴油发动机的压缩比自然就比汽油发动机能提高许多。在更加稳定的燃烧下，柴油发动机引入增压技术也就比汽油发动机容易得多了

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