发动机的排气具有非常高的温度和压力，涡轮增压发动机就是利用废气的高温、高压来驱动废气涡轮高速旋转，并通过一根转轴带动进气涡轮以同样的速度高速旋转，从而达到压缩空气的目的。这就是为什么涡轮增压发动机能够如此大幅度地提高发动机输出功率的原因。涡轮增压器能让发动机的动力性提高 20%～30%。由于它利用的是发动机排出的废气，所以整个增压过程不消耗发动机本身的动力（如图 5 所示）。

虽然增压过程不会消耗发动机本身的动力，但压缩空气的量并非越大越好，也就是说增压值是有限度的。因为压缩后的空气会放出大量热量，这些高热量的空气/燃油混合物进入气缸后，在压缩行程中很容易产生“爆燃”。所谓“爆燃”，就是在活塞没有到达上止点，火花塞没有开始点火前，混合气就开始燃烧了。

为了防止“爆燃”，增压发动机通常需要采取两个措施，一是降低压缩比，二是降低进气温度。通常，增压发动机的压缩比要比普通自然吸气发动机低一些，压缩比降低后，活塞在压缩行程时产生“爆燃”的可能性就会大大降低。

降低进气温度的方法是采用中冷器，中冷器就像我们平常看到的散热器一样，只不过里面不是冷却水，而是刚被增压器压缩后的高压空气，高压空气通过中冷器后温度会降低，但密度会更大，效率会更高，而最重要的是可减小“爆燃”的风险。因此，所有增压发动机的增压值都必须是有一个限度的，不可能无限制地增大。

在发动机怠速和转速较低时，由于排气能量非常低，不足以驱动涡轮，所以这时的增压器是不工作的。也就是说，此时的发动机相当于一台自然吸气发动机。由于为了减小“爆燃”的风险，所有增压发动机均降低了压缩比，所以在涡轮介入之前，增压发动机的实际动力输出甚至还不及一台同排量的自然吸气发动机。

例如，老款的帕萨特1.8T车型就明显存在着起步加速无力的现象。因为发动机转速在2000r/min以下时，涡轮增压器并没有完全投入工作，即便是排气能量已经达到驱动涡轮 的 程 度 ， 涡 轮 从 静 止 加 速 到100000r/min 也需要一定时间。所以，在涡轮启动到涡轮完全投入工作的这段时间，发动机的效率都是十分低下的，此时的发动机动力极弱，这就是涡轮迟滞的本质。

2．机械增压的能量消耗

与转速与涡轮增压相比，机械增压的原理则完全不同，它不是依靠没有用的废气能量来压缩空气，而是通过一个机械式的空气压缩机与曲轴相连，通过发动机曲轴的动力来带动空气压缩机旋转，从而压缩空气，即通过 2个转子的相对旋转来压缩空气（如图6 所示）。

既然机械增压是依靠曲轴的转动能量来压缩空气的，那么肯定会损耗一定的发动机动力，因为压缩空气时空气会放出大量的热，这相当于把增压器旋转的机械能转换成了热能，压缩的空气量越多，产生的热量越多，机械增压器的能量损耗也就越大。由于发动机的进气量与发动机转速和节气门开度是成比例关系的，所以发动机转速越高，增压器消耗的发动机功率也就越多。

为了避免在高转速时能量损耗过大，所有机械增压发动机都给增压器配备了断开装置，最常见的设计方式是通过一个电磁离合器来实现，通过电脑控制其接通和断开。但是，这种方式存在的问题是增压器的断开和介入具有突然性，会令高速状态下的平顺性降低，而且也不利于高速下的振动平衡。由于低转速时空气流量较小，机械增压发动机的增压器时刻处于工作状态，但当转速超过 5000r/min 后，增压器就会停止工作，因为再继续增压下去的话，增压器就成了累赘，这就是机械增压发动机的转速通常不高的原因。

3．涡轮增压与机械增压的优缺点

涡轮增压具有良好的加速持续性，通俗地说就是后劲十足，而且最大扭矩输出的转速范围宽广，扭矩曲线平直（参见图 1）。但是，由于涡轮不能及时地介入，导致低速时的动力性极差。

机械增压则与其相反，由于增压器在发动机低转速时能够时刻为发动机提供压缩空气，所以机械增压发动机的低速扭矩十分出色。另外，由于空气压缩量是完全按照发动机转速线性上升的，因此整个发动机的运转过程与自然吸气发动机极为相似，加速十分线性，没有涡轮增压发动机在涡轮介入时的唐突，也没有涡轮增压发动机的低速迟滞。但是，由于高转速时机械增压器对发动机动力的损耗巨大，所以不适合高转速发动机，机械增压器主要用于一些注重低速扭矩的车型上。

机械增压发动机最大的优点是没有涡轮启动问题，也就不存在涡轮介入后的唐突感，同时没有涡轮增压发动机在低转速时的迟滞现象。它的弊端是高转速时无法获得足够的效能，往往5500r/min就已经是最高转速了，而普通自然吸气发动机和涡轮增压发动机的最高转速甚至可以达到6500r/min以上。

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