導語：近期，上汽大眾動作不斷。先是官宣了全新途昂Pro，緊接著又亮相了上汽奧迪A5L。這兩款車燃油車為了彰顯自己“還未老去”的姿態，均搭載了大眾集團新一代2.0T發動機——第五代EA888（EA888 Evo5）。
那麼從這款發動機的動力參數來看的話，它的表現也確實不錯。200kW的功率儲備、400N·m的扭矩儲備，的確很好、很有精神。
不過大家有沒有想過一個問題，那就是在內燃機“窮途末路”的時代，技術市場變得越來越卷，但是大家的技術路線卻越來越單一。大眾、寶馬、福特這些油車老玩家，幾乎集體拋棄了機械增壓結構，轉而全面投降渦輪增壓的懷抱。
那麼，出現這種現象的原因是什麼？今天，我們就來聊聊機械增壓和渦輪增壓兩種技術。
首先，搞清楚燃油發動機為何需要增壓
關於發動機的工作原理，筆者不想過於贅述。首先是知識面有限，其次是篇幅有限。
內燃發動機的工作過程，我們可以把它形象化地分為四個步驟。
第一，發動機需要先喝一口油，再吸一口氣。第二，燃油和空氣在肚子（氣缸）內部完成混合與壓縮。第三，油氣被混合、壓縮之後，火花塞再來點個火、放個炮仗，此時氣缸內由於出現了爆炸，所以活塞會被推動，從而產生動力。第四步，氣缸再把內部殘留的廢氣排放出來，就像我們人類吃飽了也得排泄一樣。
從這個過程來看，我們可以得出一個結論：發動機氣缸容量越大，就能吸收更多燃油、更多空氣，從而輸出更強的動力。當然，這也是大排量多缸數自然吸氣發動機動力強勁的主要原因。至於代價嘛，就是提升油耗、增加污染物排放。
不過在這個追求節能環保的時代，很多工程師想讓發動機的力量變大，同時也想降低排放和油耗。這個時候，氣缸的容量就不能變大、數量也不能增多。
怎麼辦呢？工程師有的是辦法。
最流行的一個方案，就是在發動機氣缸個數和容量不變的情況下，增加進氣量。通過增加進氣的方式，再增加一點點燃油，油氣混合濃度就會不斷增高，從而在缸內引發更劇烈的爆炸，最後就實現了動力增強的效果。
所以，很多發動機只要帶上了“增壓”兩個字，那麼它們的性能大概率就不會差。比如大眾的1.5T發動機，它能輸出160Ps馬力，動力性能幾乎相當於以前的日系2.0L自吸發動機。
那麼在搞明白發動機為何需要增壓之後，我們再來聊聊渦輪增壓和機械增壓到底有啥區別。
渦輪與機增，差異在何處？
說白了，渦輪增壓和機械增壓，就是殊途同歸的兩大技術路線。它們的方案都是讓發動機進氣量增大，從而爆發出更強的動力。只是在具體形式上，兩者有一些不同。
下面這張圖，是渦輪增壓的結構：
簡單來說，渦輪增壓器的主要結構就是兩個連在一起的扇葉，並且通過廢氣進行驅動。在廢氣推動前端扇葉的時候，渦輪增壓開始旋轉。在旋轉的過程中，後端扇葉可以吸入大量的新鮮空氣，最終為發動機進氣側提供比自吸發動機更大的進氣量以提升動力。
所以，渦輪增壓發動機要想動力更大，就得增大葉片尺寸和葉片角度。不過在應用過程中，大尺寸、大角度渦輪增壓器往往面臨著一個問題，那就是尺寸越大阻力越大。特別是在發動機低轉速的時候，發動機本體不會產生太多的廢氣，從而導致渦輪旋轉速度比較慢，進一步就會減少進氣量，從而造成低扭不足、動力陡然變大的問題。
對於這個問題，機械增壓表示“那都不是問題”。
機械增壓系統，其實是一個空氣增壓機。這個增壓機通過皮帶與發動機曲軸連接，在發動機啟動的一瞬間，這個空氣增壓機就會開始旋轉，並且與發動機轉速保持一致。
比如在發動機轉速800轉的時候，空氣增壓機也會以800轉的速度轉動並且增加進氣壓力；而在發動機轉速3000轉的時候，空氣增壓機的轉速也是對等的，不會出現發動機低扭不足或者扭矩輸出不夠線性的問題。
不過，機械增壓也並非沒有缺點。
由於增壓器是直接由發動機曲軸帶動的，所以在驅動過程中，發動機需要分出一部分的動力給機械增壓器。此時，增壓越狠，它消耗的發動機動力就越多。在以前，有很多機械增壓發動機的轉速上升到5000轉以後，機械增壓器反而會拖累發動機，並且油耗也更高。
既然各有優缺點，為何機械增壓還是輸了？
這樣來說吧，並不是機械增壓輸了，而是渦輪增壓技術的薄弱點越來越小了。
在十幾年前的時候，很多車企為了規避渦輪增壓低扭遲滯、機械增壓高轉發力且耗油的問題，會採用機械增壓+渦輪增壓的雙增壓方案。
這一方案，就是讓發動機在低轉速的時候採用機械增壓的形式，而在高轉速階段採用渦輪增壓，從而讓發動機性能更強、動力輸出更線性。比如大眾EA111 1.4T發動機，就採用了這一類方案。
但很可惜的是，這種雙增壓方案的動力表現雖然很好，但對於車企來說成本過高。在這個人人都對車價比較敏感的時代，機械增壓+渦輪增壓的形式也逐漸被淘汰掉。
至於取勝的為何不是機械增壓，原因出了成本問題外，更多的還是渦輪增壓技術的升級空間更大一些。
之前我們說到，傳統渦輪增壓技術面臨一個兩難問題，即渦輪尺寸增大，動力會增強但是低扭和動力線性程度會有損失；而渦輪尺寸如果太小，發動機低扭和動力線性表現雖好，但它的極限動力也就不是特別高了。
為了規避這個問題，車企可謂各出奇招。有人使用一大一小雙渦輪來改善，但這個方案的成本還是比較高，對車企和消費者來說都不是太划算；也有人通過電機給渦輪助力，在發動機低轉速的時候用電來驅動渦輪，從而保證發動機進氣量，這個方案還行，但是電氣設備肯定沒有機械設備可靠。
而大眾第五代EA888發動機，在設計的時候就比較聰明瞭，它採用了VTG渦輪結構（可變截面渦輪）。
首先說明啊，VTG渦輪結構並不是大眾品牌或奧迪品牌的首創技術，它最先是由保時捷設計出來的，隨後才下方給大眾牌和奧迪牌。
那麼VGT渦輪結構，就是在渦輪葉片尺寸不變的情況下，實現葉片角度可變。譬如在低轉速的情況下，渦輪葉片角度比較小，此時渦輪阻力很小，能夠顯著降低渦輪遲滯的問題；而隨著發動機轉速越來越高，渦輪葉片的角度也會越來越大。更大的角度，能夠產生壓縮更大量的空氣，從而為車輛整體帶來更強的油耗。
除了重新設計渦輪以外，大眾第五代EA888這種面向新能源時代的發動機，也在通過500Bar高壓噴射技術、米勒循環技術在不斷地提升熱效率、降低油耗。至於這些細節技術，我們以後有機會再講，畢竟今天的主題就是探討發動機增壓技術。
阿川說車
其實到這裡，我們再回過頭來看，汽車燃油發動機歷經了這麼一百多年的發展，其實依舊可以迸發出新的活力。不管是渦輪增壓技術還是機械增壓技術，它們的設計都非常巧妙。更為重要的是，內燃機技術還在持續突破，帶來更高性能、更省油的體驗。
最後，作為一名燃油愛好者，我必須要說一句：燃油車還遠沒到奏響挽歌的地步，機械結構與電氣化技術結合的巔峰時代也即將到來。
導語：近期，上汽大眾動作不斷。先是官宣了全新途昂Pro，緊接著又亮相了上汽奧迪A5L。這兩款車燃油車為了彰顯自己“還未老去”的姿態，均搭載了大眾集團新一代2.0T發動機——第五代EA888（EA888 Evo5）。
那麼從這款發動機的動力參數來看的話，它的表現也確實不錯。200kW的功率儲備、400N·m的扭矩儲備，的確很好、很有精神。
不過大家有沒有想過一個問題，那就是在內燃機“窮途末路”的時代，技術市場變得越來越卷，但是大家的技術路線卻越來越單一。大眾、寶馬、福特這些油車老玩家，幾乎集體拋棄了機械增壓結構，轉而全面投降渦輪增壓的懷抱。
那麼，出現這種現象的原因是什麼？今天，我們就來聊聊機械增壓和渦輪增壓兩種技術。
首先，搞清楚燃油發動機為何需要增壓
關於發動機的工作原理，筆者不想過於贅述。首先是知識面有限，其次是篇幅有限。
內燃發動機的工作過程，我們可以把它形象化地分為四個步驟。
第一，發動機需要先喝一口油，再吸一口氣。第二，燃油和空氣在肚子（氣缸）內部完成混合與壓縮。第三，油氣被混合、壓縮之後，火花塞再來點個火、放個炮仗，此時氣缸內由於出現了爆炸，所以活塞會被推動，從而產生動力。第四步，氣缸再把內部殘留的廢氣排放出來，就像我們人類吃飽了也得排泄一樣。
從這個過程來看，我們可以得出一個結論：發動機氣缸容量越大，就能吸收更多燃油、更多空氣，從而輸出更強的動力。當然，這也是大排量多缸數自然吸氣發動機動力強勁的主要原因。至於代價嘛，就是提升油耗、增加污染物排放。
不過在這個追求節能環保的時代，很多工程師想讓發動機的力量變大，同時也想降低排放和油耗。這個時候，氣缸的容量就不能變大、數量也不能增多。
怎麼辦呢？工程師有的是辦法。
最流行的一個方案，就是在發動機氣缸個數和容量不變的情況下，增加進氣量。通過增加進氣的方式，再增加一點點燃油，油氣混合濃度就會不斷增高，從而在缸內引發更劇烈的爆炸，最後就實現了動力增強的效果。
所以，很多發動機只要帶上了“增壓”兩個字，那麼它們的性能大概率就不會差。比如大眾的1.5T發動機，它能輸出160Ps馬力，動力性能幾乎相當於以前的日系2.0L自吸發動機。
那麼在搞明白發動機為何需要增壓之後，我們再來聊聊渦輪增壓和機械增壓到底有啥區別。
渦輪與機增，差異在何處？
說白了，渦輪增壓和機械增壓，就是殊途同歸的兩大技術路線。它們的方案都是讓發動機進氣量增大，從而爆發出更強的動力。只是在具體形式上，兩者有一些不同。
下面這張圖，是渦輪增壓的結構：
簡單來說，渦輪增壓器的主要結構就是兩個連在一起的扇葉，並且通過廢氣進行驅動。在廢氣推動前端扇葉的時候，渦輪增壓開始旋轉。在旋轉的過程中，後端扇葉可以吸入大量的新鮮空氣，最終為發動機進氣側提供比自吸發動機更大的進氣量以提升動力。
所以，渦輪增壓發動機要想動力更大，就得增大葉片尺寸和葉片角度。不過在應用過程中，大尺寸、大角度渦輪增壓器往往面臨著一個問題，那就是尺寸越大阻力越大。特別是在發動機低轉速的時候，發動機本體不會產生太多的廢氣，從而導致渦輪旋轉速度比較慢，進一步就會減少進氣量，從而造成低扭不足、動力陡然變大的問題。
對於這個問題，機械增壓表示“那都不是問題”。
機械增壓系統，其實是一個空氣增壓機。這個增壓機通過皮帶與發動機曲軸連接，在發動機啟動的一瞬間，這個空氣增壓機就會開始旋轉，並且與發動機轉速保持一致。
比如在發動機轉速800轉的時候，空氣增壓機也會以800轉的速度轉動並且增加進氣壓力；而在發動機轉速3000轉的時候，空氣增壓機的轉速也是對等的，不會出現發動機低扭不足或者扭矩輸出不夠線性的問題。
不過，機械增壓也並非沒有缺點。
由於增壓器是直接由發動機曲軸帶動的，所以在驅動過程中，發動機需要分出一部分的動力給機械增壓器。此時，增壓越狠，它消耗的發動機動力就越多。在以前，有很多機械增壓發動機的轉速上升到5000轉以後，機械增壓器反而會拖累發動機，並且油耗也更高。
既然各有優缺點，為何機械增壓還是輸了？
這樣來說吧，並不是機械增壓輸了，而是渦輪增壓技術的薄弱點越來越小了。
在十幾年前的時候，很多車企為了規避渦輪增壓低扭遲滯、機械增壓高轉發力且耗油的問題，會採用機械增壓+渦輪增壓的雙增壓方案。
這一方案，就是讓發動機在低轉速的時候採用機械增壓的形式，而在高轉速階段採用渦輪增壓，從而讓發動機性能更強、動力輸出更線性。比如大眾EA111 1.4T發動機，就採用了這一類方案。
但很可惜的是，這種雙增壓方案的動力表現雖然很好，但對於車企來說成本過高。在這個人人都對車價比較敏感的時代，機械增壓+渦輪增壓的形式也逐漸被淘汰掉。
至於取勝的為何不是機械增壓，原因出了成本問題外，更多的還是渦輪增壓技術的升級空間更大一些。
之前我們說到，傳統渦輪增壓技術面臨一個兩難問題，即渦輪尺寸增大，動力會增強但是低扭和動力線性程度會有損失；而渦輪尺寸如果太小，發動機低扭和動力線性表現雖好，但它的極限動力也就不是特別高了。
為了規避這個問題，車企可謂各出奇招。有人使用一大一小雙渦輪來改善，但這個方案的成本還是比較高，對車企和消費者來說都不是太划算；也有人通過電機給渦輪助力，在發動機低轉速的時候用電來驅動渦輪，從而保證發動機進氣量，這個方案還行，但是電氣設備肯定沒有機械設備可靠。
而大眾第五代EA888發動機，在設計的時候就比較聰明瞭，它採用了VTG渦輪結構（可變截面渦輪）。
首先說明啊，VTG渦輪結構並不是大眾品牌或奧迪品牌的首創技術，它最先是由保時捷設計出來的，隨後才下方給大眾牌和奧迪牌。
那麼VGT渦輪結構，就是在渦輪葉片尺寸不變的情況下，實現葉片角度可變。譬如在低轉速的情況下，渦輪葉片角度比較小，此時渦輪阻力很小，能夠顯著降低渦輪遲滯的問題；而隨著發動機轉速越來越高，渦輪葉片的角度也會越來越大。更大的角度，能夠產生壓縮更大量的空氣，從而為車輛整體帶來更強的油耗。
除了重新設計渦輪以外，大眾第五代EA888這種面向新能源時代的發動機，也在通過500Bar高壓噴射技術、米勒循環技術在不斷地提升熱效率、降低油耗。至於這些細節技術，我們以後有機會再講，畢竟今天的主題就是探討發動機增壓技術。
阿川說車
其實到這裡，我們再回過頭來看，汽車燃油發動機歷經了這麼一百多年的發展，其實依舊可以迸發出新的活力。不管是渦輪增壓技術還是機械增壓技術，它們的設計都非常巧妙。更為重要的是，內燃機技術還在持續突破，帶來更高性能、更省油的體驗。
最後，作為一名燃油愛好者，我必須要說一句：燃油車還遠沒到奏響挽歌的地步，機械結構與電氣化技術結合的巔峰時代也即將到來。