（本文代表我個人觀點，僅供讀者參考。溫馨請求：駕車時勿將垃圾拋出窗外）

    盡管近年來渦輪增壓技術在中國車市表現(xiàn)搶眼，但是渦輪驅動的設計原理和一些缺陷預示這項技術的前景存在不確定性。我想從汽車行駛的動力需求角度分析渦輪增壓技術的貢獻與缺陷，給國內(nèi)急于使用渦輪增壓技術的企業(yè)澆幾滴冷水。

    無論什么類型的發(fā)動機都是為汽車行駛服務的，駕駛者對多數(shù)汽車的基本需求是“能走能停、能快能慢、節(jié)油高效、車遂人意”，也就是汽車行駛應該在燃油消耗量最低的前提下符合駕駛者的主觀操作要求。然而，渦輪增壓技術還無法滿足任意轉速情況下的“能快”需求，對于“節(jié)油”的需求也差強人意。

1、渦輪增壓技術的缺陷

    在市區(qū)行車過程中，發(fā)動機大部分時間是處于中低轉速（＜1750-2000rpm）區(qū)間內(nèi)，恰好在這個區(qū)間渦輪增壓器無法發(fā)揮有效作用，可見這是一個致命缺陷。如果采用機械增壓來覆蓋中低轉速區(qū)間，渦輪增壓覆蓋中高轉速區(qū)間的雙增壓技術（比如大眾的TSI）來解決這個缺陷，就必須付出耗油量上升的代價；如果把渦輪增壓的最大扭矩起始轉速繼續(xù)前移到更低的轉速，不僅加大了設計難度，同樣也可能導致耗油量上升。

    如果在高速路上行車，發(fā)動機轉速處于2000rpm以上，處于渦輪增壓的最佳工作區(qū)間，我們在提高速度時可以獲得很好的油門響應；如果在市區(qū)行車，發(fā)動機多數(shù)時間處在2000rpm以下，渦輪增壓就很難發(fā)揮作用，頻繁的提速就只能依靠低檔高轉速來滿足動力需求；由此可見，駕駛者需要適應高低時速條件下的兩種油門響應狀態(tài)，比起自然吸氣發(fā)動機遜色不少。

    中低轉速時隨機獲得提速所需要的大動力輸出是市區(qū)行駛的剛性需求，也是駕駛者的主觀愿望。如果在市區(qū)行駛和高速行駛的用車時間比達到3:7時，渦輪增壓發(fā)動機的優(yōu)勢非常明顯；比例變?yōu)?:5時，汽輪增壓的優(yōu)勢就會打折扣；比例變?yōu)?:3時，渦輪增壓的缺陷就非常明顯了。這樣看來購車者需要根據(jù)自己的主要用車區(qū)域來判斷是否選擇渦輪增壓發(fā)動機，不能盲目跟風。

   設計原理限制了渦輪增壓技術的改進空間，主要是無法實現(xiàn)全轉速條件下的隨機增壓需求。

2、渦輪增壓技術的前景

    能否解決全轉速條件下的隨機增壓需求是決定渦輪增壓技術前途的核心問題。

    從參數(shù)角度看，最大輸出功率和最大輸出扭矩是渦輪增壓的最大亮點，然而，在絕大多數(shù)的汽車行駛狀態(tài)下幾乎用不到這個參數(shù)。發(fā)動機最需要提高的是中低轉速+部分負荷狀態(tài)下的輸出扭矩。這里說的“負荷”就是油門大小，油門踩得淺是“小負荷”、油門踩得深是“大負荷”、地板油是“滿負荷”。日常駕駛中，基本上是在大中小符合之間不斷變換，極少用到地板油的。渦輪增壓的驅動機制并不完全是負荷決定的，需要依賴轉速，只有達到渦輪增壓的有效轉速（＞1750-2000rpm）時才會感受到踩油門時（負荷）輸出動力迅速增強。

    最近報道較多的混合噴油模式發(fā)動機也許可以為克服傳統(tǒng)渦輪增壓發(fā)動機的缺陷帶來希望。采用進氣管噴射預混模式作為基礎噴油模式，缸內(nèi)直噴作為隨機補充噴油可以形成很好的分層燃燒模式有利于實現(xiàn)不同負荷條件下的隨機提速要求。從以往對缸內(nèi)直噴的報道可以發(fā)現(xiàn)這種噴油模式容易造成氣缸內(nèi)嚴重積炭，如果采用選擇式缸內(nèi)直噴就可以在發(fā)揮缸內(nèi)直噴優(yōu)勢的同時減輕缸內(nèi)積碳的程度。由于混合噴油模式發(fā)動機上市時間還比較短，缺乏數(shù)量和時間的積累，在實際運行中的真實情況還需要等待使用者給出的反饋。

    另一種新設計是雙渦輪增壓發(fā)動機。如果將雙渦輪增壓的渦輪葉片分為中低轉速葉片和中高轉速葉片，有可能在一定程度上克服單一渦輪增壓的轉速依賴缺陷，但是否能滿足駕駛者在任何轉速條件下和不同負荷工況中的提速需求還有待觀察，如果還能兼顧到綜合耗油量維持在一個較低的水平就面臨較大挑戰(zhàn)。

3、主觀介入性增壓技術更有利于駕駛需求

    在滿足基本動力的基礎上，駕駛者需要的是整個行車過程中發(fā)動機可以提供隨機性大動力輸出來應對臨時性動力需求，比如起步加速、上角度較大的坡（地庫出口、快速道引橋等）、超車和高速行駛等；從這個角度設計發(fā)動機輸出動力需要把現(xiàn)有的轉速依賴性增壓模式轉變?yōu)橹饔^控制型增壓模式。

（1）主觀增壓介入模型

    主觀增壓的意思是在駕駛者需要的時間進行增壓，滿足整個行駛中提速、超車、載重等需求?；驹O計原理可以這樣做：常規(guī)行駛條件下，使用主進氣管為發(fā)動機提供空氣，在需要增加輸出動力時，具有增壓作用的輔助進氣管介入提供所需空氣（或者混合氣）。這樣的設計可以繼續(xù)使用渦輪增壓系統(tǒng)，也可以使用其它反應速度較靈敏的增壓方式。主管增壓介入模式強調(diào)的是發(fā)動機全轉速的隨機增壓，不是單一依賴轉速，而是依賴油門（節(jié)氣門）信號和轉速的綜合指令控制。對于多數(shù)駕駛者來說，對汽車動力的需求只要滿足“能走能停、能快能慢、節(jié)油高效、車遂人意”就夠了，不過能滿足這樣要求的車型并不多，即使很多合資或者進口車也沒有做到。

（2）自吸發(fā)動機優(yōu)化模型

    單純追求提高發(fā)動機進氣量是一個誤區(qū)，其實發(fā)動機很多情況下需要的進氣量是非常有限的。對于發(fā)動機的基本設計來說是盡量提高最大輸出扭矩，所以從進氣管直徑、節(jié)氣門大小和進氣歧管直徑、進氣門數(shù)量和面積都盡量做大；這樣的設計思路會導致發(fā)動機在多數(shù)工況下進氣量過多。我曾經(jīng)使用減小進氣管的“違背常識方法”使汽車動力有一定程度提高，所以認為發(fā)動機進氣設計時一味追求提高進氣量的思路可能存在的誤區(qū)。

    目前關于合理控制氣缸進氣量的技術還比較滯后，盡管我們現(xiàn)在有了可變氣門正時、可變氣門升程和可變進氣管等控制進氣量的技術，但這些控制技術的調(diào)節(jié)指令基本是依賴發(fā)動機轉速，而不是負荷；另一方面依靠油壓方式推動活塞運動來完成調(diào)節(jié)也導致了反應速度過于遲鈍。如果我們從發(fā)動機負荷變化角度來控制或細分進氣量變化，甚至依據(jù)氣缸內(nèi)燃油分子密度來控制進氣量，再加上電子控制調(diào)節(jié)技術就可以發(fā)展出新的發(fā)動機進氣調(diào)節(jié)技術。

    對于進氣量的設計應該從兩個坐標拓展：一方面盡量拓寬最大進氣量和最小進氣量，使進氣量的區(qū)間盡可能大；另一方面細分每一個“轉速/負荷”工況下的進氣量控制。老實說，現(xiàn)在單純追求高大上參數(shù)的發(fā)動機技術要把這兩方面做到較高水平還不一定行，所以自主品牌車企與其盲目追著國外先進技術跑，還不如潛下心來認真研究一些基礎知識。

    總之，從發(fā)展趨勢看，自然吸氣發(fā)動機和增壓發(fā)動機將會出現(xiàn)一個交匯點，這個交匯點有可能是“隨意（主觀）增壓”發(fā)動機。