进气增压系统这么来理解？

当传统的自然吸气式发动机已经无法再满足我们追求极致的驾驶体验和对于车辆动力性能、燃油经济性、汽车排放性的更高要求时，“发动机增压”技术打破了传统发动机在动力性能提升方面的技术壁垒，使采用增压技术的发动机比相同排量的自然吸气式发动机具有更加优异的动力性能和经济性能，还能减少发动机有害废气排放量。为了更进一步的提高发动机的功率，使发动机在低转速与中高转速，通过增压系统维持发动机良好动力性和燃油经济性，并且使发动机有着更好的启动动态性能和加速度动态性能，采用发动机的双增压技术。发动机双增压技术主要有机械增压 + 涡轮增压和双涡轮增压系统两种方式。而双涡轮增压系统中，又分为并联式双涡轮增压系统、串联式双涡轮增压系统。

1 机械增压 + 涡轮增压系统

1. 1 机械增压系统

机械增压器是由发动机曲轴经齿轮增速器驱动的一种增压装置。发动机在运行时，气缸内的油气混合气燃烧推动活塞做功进而带动曲轴旋转，与此同时，曲轴驱动机械增压器的转子旋转，能够达到增大进气压力和加快空气流动速度的目的，使更多的空气进入发动机进气歧管。由于进气量的增加，可相应地增加供油量，从而可以增加发动机功率。机械增压能有效地提高发动机功率，尤其是低速增压效果更好，没有滞后，动力输出流畅，成本低。另外，机械增压器与发动机容易匹配，结构也比较紧凑。但是，由于驱动机械增压器需要消耗发动机功率，因此燃油消耗率比非增压发动机略高，并容易产生噪音。

1. 2 废气涡轮增压系统

涡轮增压也称废气涡轮增压，是目前最常见、应用最普遍的发动机增压系统。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，由涡轮机和压气机组成，涡轮机和压气机又分别与发动机排气系统和进气系统相连。发动机在运行时，气缸排出的废气进入涡轮机，由废气能量推动涡轮机叶轮旋转，并带动与其同轴安装的压气机叶轮共同工作，使更多的新鲜空气在压气机内增压后进入气缸，增加的空气量使气缸内油气混合气的量也随之增多，从而增大发动机的输出功率。涡轮增压的优点是在发动机转速较高时增压效果显著，燃油经济性也比机械增压和非增压发动机要好，并且可大幅度地降低有害气体的排放和发动机的噪声水平。其缺点是由于叶轮本身的惯性作用导致涡轮增压器在发动机转速较低、废气能量不足时无法有效工作，在低转速时，涡轮增压器没有进入工作，同时废气仍然要驱动涡轮旋转，排气没有自然吸气发动机顺畅，此时的发动机扭力输出要比同等排量的自然吸气式发动机还要弱，致使涡轮增压器的响应时间滞后，也就是我们通常所说的“涡轮迟滞”现象，这也直接导致车辆在低速行驶时发动机功率增加不明显。而且在发动机工况连续发生变化时，涡轮增压器瞬时响应速度较慢，致使汽车的加速性，尤其是低速加速性能较差。随着发动机的转速升高，涡轮增压器突然进入工作，这个时候产生的动力将陡增，这种动力的突然增加影响了发动机动力输出的平顺性。

1. 3 机械增压 + 涡轮增压系统

机械增压有助于低转速时的扭力输出，但是高转速时功率输出有限; 而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出，但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起，来解决两种技术各自的不足，同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。机械增压 + 涡轮增压系统双增压系统吸取了涡轮增压系统与机械增压系统各自的优点 。发动机在较低转速下运行时，由机械增压器提供绝大部分的增压压力，发动机输出功率的增加主要来自于机械增压系统，此时涡轮增压器由于“涡轮迟滞”增压效果并不明显。待发动机转速上升到 1 500 r/min 时，涡轮增压器的增压效果开始增强，并与机械增压器共同为发动机功率的增加提供所需的增压压力。随着转速的不断提高，涡轮增压器的增压效果也在不断增强，与此同时，机械增压器的增压效果开始逐渐减弱。当发动机转速超过3 500 r / min 时，由涡轮增压器提供全部的增压压力，发动机输出功率的增加全部来自于涡轮增压系统，此时机械增压器已经停止工作，以防止消耗发动机功率。双增压系统发动机很好地解决了机械增压系统燃油经济性较差和涡轮增压系统在低转速时容易产生 “涡轮迟滞” 现象的问题。

2 双涡轮增压系统

2. 1 并联式双涡轮增压系统

并联式双涡轮增压系统，顾名思义，就是采用2 个相互独立的涡轮增压器的增压系统。区别于常见的单涡轮增压发动机，双涡轮增压发动机在 2 个涡轮增压器的共同作用下，进气效率大幅提升，增压效果更加显著。由于使用了 2 个涡轮增压器，双涡轮增压系统的结构变得更加复杂，因此多用于直列 6 缸和 V 型发动机上 。而单涡轮增压系统则多用于直列 4 缸发动机上。低转速或者怠速的时候，排气旁通阀完全关闭，所有的废气通过两个轻质小涡轮，获得最大的增压效果，提高低转速下油门响应性以及动力输出; 在发动机满负荷的情况下，通过部分打开排气旁通阀以获得一个比较恒定的增压压力，不增加耗油量。所以在低转速就可以爆发出最大扭矩。并联式双涡轮增压系统，同时具备了低速大扭矩和高速大功率的输出特性，提高了宝马汽车的行驶平顺性和舒适性。在实际使用中，双涡轮增压发动机通常都装备在直列 6 缸或 V 型等排量较大的发动机上，由于发动机本身的动力性能已经相当优异，驾驶者在驾车时也不会因为 “涡轮迟滞”察觉到车辆在加速过程中的动力滞后。

2. 2 串联式双涡轮增压系统

串联式双涡轮增压系统是由一大一小两组涡轮串联搭配而成，低转时推动尺寸及质量较小的小涡轮转动，提高涡轮的反应速度，保证发动机有良好的瞬态响应性，并能使发动机在低转速时提供较大的扭矩。高转时质量及尺寸较大的涡轮介入工作，提供充足的进气量，使发动机的功率输出得以提高。当发动机运转达到中速时，较大的低压涡轮增压器开始工作，为发动机增压，以达到 1500 转时 600Nm 的最大扭矩和 4400转时 225 千瓦 306 马力的最高功率输出。这两项技术的结合使发动机既能在低转速实现高扭矩，又能在高速运转时达到最大功率输出，同时还能显著降低油耗和排放。当串联式双涡轮增压系统工作时，空气首先进入小增压器，也就是低压压气机( Low Pressure Stage Turbocharger) ，空气经压 缩，温度和压力提高后流入中冷器或大增压器 ( HighPressure Stage Turbocharger) ，流入大增压器的空气实现再度增压，两级增压之后的空气经中冷后进入发动机气缸。燃烧后的废气则先经过大的增压器，做功后的废气再依次进入小涡轮增压器做功。两级增压能够大幅提升发动机的升功率和低速扭矩，又能在高速运转时达到最大功率输出，对于提升发动机的性能有着极大帮助。

总结语

汽车发动机的双增压技术能使发动机在低转速时快速反应实现高扭矩，减轻 “涡轮迟滞”现象，又能在高速运转时达到最大功率输出，使发动机保持充沛连续的动力输出，同时还能显著降低油耗和排放，是汽车发动机增压技术发展的一个方向。