为解决涡轮迟滞，知道车厂有多努力吗？

上期我们探讨了：各家车厂为解决涡轮增压迟滞问题，让小排量发动机运转起来也有类似大排量单元那般线性扭力输出，故而提出许多技术突破的方案。这期，我们接着来探讨其它的解决方案，看看众家车厂脑洞到底是怎么开的。

方案一

低惯量涡轮

（福特1.0T EcoBoost发动机）

在“International Enql几e Dt Year Award 2016”的榜单里，1.0升以下组的冠军是来自福特的1 0T发动机。这已经是福特1 0T发动机第五次被评为该组最佳发动机。诚然，获得这些荣誉靠的是综合实力，但这位福特EcoBoost家族的小弟在涡轮增压技术方面的成就也相当令人瞩目：一款结构紧凑的涡轮增压3缸发动机，竟然可以拥有170Nm/1500～4500rpm的扭矩输出，动态响应堪比自然吸气发动机。

之所以能有如此成果，关键在于发动机配备的低惯量涡轮转子，不然，以那977cc的排气量如何玩得转涡轮增压器？同样，即便Ti-VCT进排气可变气门正时技术能调节排气门的相位，使发动机可在低转速时排出更多的废气，但若涡轮转子的惯量过大也照样吹不动。而众所周知，涡轮机的转子是靠发动机排放的废气来吹动的，只有气流的推力超过转子的惯性，才能使转子全速运转并带动压气机工作，不然就会出现涡轮迟滞。

事实上，为解决涡轮迟滞，汽车工程师最先想到的就是改用质量更轻的涡轮转子。只是要等到轻量化技术、发动机配气技术等“保障力量”全都成熟且完善后，低惯量涡轮转子才能够成为多数涡轮增压发动机的标配，并配合其他技术共同解决涡轮迟滞。

方案二

电驱动涡轮（奥迪4.0 TDl发动机）

在奥迪S07发布后，官方似乎说过这样的话：

“Turbo lag ls history”。单从性能数据来看此言非虚：0～100km/h加速仅4.8s，而高达900Nm的峰值扭矩在1000rpm時即已涌现。奥迪是怎么做到的’首先，这款柴油发动机的AVS可变气门升程系统能通过控制排气门的开合，来调节2个涡轮增压器的工作状态，确保在低负荷时只有1个涡轮在工作，从而减少整部发动机的涡轮迟滞时间。但真正的功臣，却是隐藏着的第三个涡轮：EPC电动压缩机。这其实是台靠电动机直接驱动涡轮转子的废气涡轮增压器，用外力强行突破转子的惯性，将涡轮响应与油门变化之间的时间差缩到最短——如果不是磁阻电机本身还要250 ms的响应时间，那涡轮迟滞早已被它扔进历史。

目前，奔驰、宝马和奥迪均有应用类似的电动增压系统，尽管具体的命名各不相同，并且分别来自博格华纳、法雷奥等多家供应商，但基本都设有专门的供电系统。但奥迪EPC就配有独立48V系统，并自带发电机和电池组，而涡轮转子的转速则可达到70000rpm左右。可见这些主流大厂所用的电动涡轮绝非汽配城里的电子涡轮——那不过是一堆转速远低于10000rpm的电风扇，靠直流无刷电机驱动，而电流则来自车载12V电源，纯属营销噱头，二者的属性截然不同。

方案三

气动涡轮（沃尔沃D5发动机）

当沃尔沃揭晓新一代S90时，世人多着迷于那身惊艳的设计，似乎并没有注意到那台使用双涡轮增压的全新D5柴油发动机在1750rpm即已达到480Nm的扭矩峰值，响应速度比在2200rpm才输出最大扭矩的T6汽油发动机要快得多。可后者早已用机械+涡轮双增压系统来压缩涡轮迟滞，为何仍不及前者？答案是：D5发动机率先应用沃尔沃研发的PowerPulse技术，从而拥有更高效的工作状态。

简单来讲，PowerPulse技术解决涡轮迟滞的原理跟VTG可变截面技术相似，都是利用高速气流让涡轮转子尽快跳过迟滞的时间。具体到D5，沃尔沃先从发动机的进气歧管中抽取部分新鲜空气储存起来，等到节气门变化时，再将空气注入排气歧管，通过高速空气脉冲，让串联双涡轮中的小涡轮转速从怠速时20000rpm跃升到全速运转的150000rpm，而时间只需0.3 s。

北欧工程师的做法固然简单粗暴，却十分有效。目前具有PowerPulse技术的D5发动机已适配S90、V90、XC90、XC60等多个车系，只不过还没见到沃尔沃以外的品牌应用类似的技术。或许在沃尔沃为旗下的涡轮增压汽油发动机也加持PowerPulse之后，这项技术才会得到普及，比如“借给”吉利的发动机用。

事实上，早在上个世纪，萨博和标致就已试过让增压发动机应用可变压缩比技术，但最终都因为结构过于复杂而不得不放弃。幸亏这个世界上还有其他车厂在坚持，例如英菲尼迪QX50将在2018年搭载的2.0T发动机，就是一款可变压缩比的涡轮增压汽油发动机！

相比前辈，英菲尼迪的VC-T系列发动机内部结构要简洁得多，直接把连成一体的曲柄连杆变成可折叠式结构。当需要高压缩比时，便将曲柄连杆展开，使活塞的上止点上移；若要降低压缩比，就把曲柄连杆折起，让活塞的上止点下移。这样，在不改变汽缸本身容积的前提下，英菲尼迪VC-T发动机能根据工况的不同，让压缩比在8：1～14：1之间自由调节，既能有效改善涡轮迟滞，叉可弥补涡轮迟滞时“损失”的油耗。