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渦輪增壓德國人吹了十年 卻不知道日本人才是祖宗
新浪汽車
現如今，新車從國產到合資再到進口，大部分都帶了一個T，也就是我們熟知的渦輪增壓技術。似乎現在新車不帶個T都不好意思拿上台麵，而大眾旗下的EA111與EA888的普及也讓中國人真正認識到了渦輪增壓技術的魅力，但問題來了，渦輪增壓是誰發明的？又是誰將這項技術運用到了爐火純青的地步？有人肯定會說是德國人，畢竟大眾的渦輪增壓近些年來名氣太大了。其實嚴格來說不太準確，今天我們就來一起聊一聊。
渦輪增壓技術，給人的第一個印象就是能夠提升動力。沒錯，在很多改裝車或者遊戲中，渦輪增壓是能夠直接提升動力的最有效裝置。那麽，它是如何實現的呢？
簡單來講，就是在發動機的排氣上裝了一個渦輪，通過排出的廢氣帶動這個渦輪高速旋轉，在渦輪的另一頭連接著進氣，旋轉的葉片瘋狂吸取空氣，以提升發動機的功率。渦輪增壓的最大優點是它可在不增加發動機排量的基礎上，大幅度提高發動機的功率和扭矩。簡單點講，就是能夠減少油耗並提升動力。
這就不得不說到渦輪增壓器的特點。由於排氣管中的高溫廢氣進入渦輪增壓器，通過慣性渦輪經常保持在每分鍾10萬轉以上的轉速繼續旋轉著，這個時候的渦輪不僅轉速高，溫度還特別高，所以對渦輪增壓器的精密程度還有壽命有著極高要求。早期的渦輪增壓器往往因為可靠性不足而產生故障。
在收油時，由於節氣門開度迅速減小直至處於關閉的怠速狀態，讓發動機不再進氣了，但此時此刻渦輪增壓器由於慣性並沒有停止工作！這就讓進氣管中的氣流會在節氣閥處受阻產生極高的壓力，如果在進氣管中這部分高壓空氣不能被及時排走，就會使進氣管中壓力迅速升高，有可能造成節氣門損害或進氣管爆裂。
所以在現代的渦輪增壓車型中，我們會發現一個特別的裝置——泄壓閥。它的作用就是在進氣管道中加裝一個卸壓裝置，來卸掉管道中來自進氣渦輪壓縮後的多餘高壓空氣。我們聽過很多賽車在減速過程中產生“呲……”的聲音，這就是泄壓閥在起作用。
縱觀曆史，推動技術創新的大部分第一時間用來服務戰爭。我們現在如此普及的渦輪增壓技術，其實早在100多年前就已經誕生。1905年Alfred Buchi博士申請了第一款渦輪增壓器的專利。第一次世界大戰的爆發，也讓這位老哥體驗了一把躺著也能把錢賺的戰爭財。
當時的飛機設計師發現飛機在高空飛行的時候，稀薄的空氣會導致活塞發動機動力不足，而渦輪增壓器能夠讓發動機吸入更多的空氣，保持動力輸出。所以戰爭時期主要應用於船舶、航空領域。
20世紀30年代，美國在大功率渦輪增壓航空發動機技術上取得重大突破，隨後生產出了一係列活塞式航空發動機裝備在了著名的P38重型戰鬥機、B24重型轟炸機等等，幫助美國在二戰中取得了決定性作用。
而渦輪增壓技術早期運用在汽車中，主要受限於高溫和空間的限製。早在1952年的印地500賽事中搭載了康明斯渦輪增壓柴油機的賽車獲取杆位並領跑了大部分賽程，不過中途因為機械故障而退賽，故障原因是增壓器燒毀+曲軸損壞。
隨後渦輪增壓車型陸續出現，但大多數因為成本過高，可靠性不足沒有得到普及。1962年，雪佛蘭推出了Corvair Monza Spyder Coupe和Corvair Monza Spyder Convertible這兩款車型，它們都搭載了一台2.4升直列六缸渦輪增壓汽油發動機，這台2.4升發動機可以提供152PS的最大馬力，這在當時是一個非常驚人的數據。不過較高的價格加上較低的可靠性，在美國那個汽油比可樂還便宜的年代裏，遠不如實在的大排自吸車更受消費者青睞。
1972年BMW製造出了2002 Turbo，這也是今日M3的鼻祖。2002 Turbo搭載了一台特別調教過的2.0升直列四缸渦輪增壓發動機，可以在近7000轉的轉速下爆發出170PS的功率，而最高轉速更是高達8000rpm。40年前的那個時代，可以在7秒以內從靜止衝到100公裏/小時。一石激起千重浪，它直接引爆了歐洲人對汽車的熱情，這也是歐洲第一台搭載汽油渦輪增壓發動機的量產汽車。
1975年，采用後置後驅的保時捷，看著其他賽車往寬大的發動機艙裏塞進V8、V10甚至V12發動機的時候，陷入了困局。由於保時捷911采用了特殊的後置後驅設計，在排量上它們無法更大的發動機塞入後發動機艙。無奈之下渦輪成為了保時捷唯一的選擇。
借助德國高水準的整體鑄造工藝，保時捷將一顆巴掌大的渦輪，塞進了1975年款911S的發動機上。這讓保時捷911的最大馬力從180PS直接跳至260PS。後輪上的強大動力讓車尾非常不穩定。不過它讓保時捷進入了一個曾經不屬於自己的領域。
時間來到了1977年，曾經的飛機製造商薩博公司推出了一款家用車型薩博99，很多人認為是薩博發明的渦輪增壓發動機。實際上，薩博99車型采用了低壓渦輪技術，並且首次采用了一個廢氣閥門，這也是上文提到的泄壓閥。這讓渦輪增壓技術，真正開始走向成熟穩定。
薩博99一經推出震驚了當時的歐洲媒體，大家都認為在一款家用車型上用上了隻會在賽車中出現的渦輪增壓技術簡直不可理喻。不過當薩博邀請媒體試駕，大家才發現薩博99上沒有以往渦輪增壓車型上嚴重的渦輪遲滯現象，低增壓值的渦輪增壓器輕快地在發動機倉裏轉動，帶來溫和卻有力的動力輸出。
如果你有一輛渦輪增壓車型，那麽你一定有過這樣的體驗，當你踩下油門後發動機慢慢爬升到一定轉速後，會感覺突然介入一股加速力拽著你跑，這就代表渦輪開始介入，而在介入前所需的時間就是渦輪遲滯，它代表了渦輪的增壓壓力一直升高到最大值所需要的時間。
渦輪增壓車型的加速沒有自然吸氣車型那麽線性。如果這股加速力量過大，控製不好甚至會危害駕駛，減少渦輪遲滯就顯得非要重要。在技術上，可以使用小型化輕量化的渦輪。這也是薩博99上渦輪增壓的思路。當然你也可以通過再加入一個機械增壓與渦輪增壓優勢互補，規避各自的短板。
真正讓渦輪增壓技術所流行，不得不提起大眾經典的EA111與EA888經典發動機。EA111發動機有1.4L、1.6兩種排量，融合了缸內直噴、渦輪增壓等先進技術，這款發動機具有小排量、高功率、低油耗等性能優勢。
為了減少渦輪遲滯，EA111就采用了機械增壓和渦輪增壓的雙增壓係統，小尺寸的渦輪設計也讓轉動慣量會減小，有效地緩解渦輪增壓係統低速遲滯的現象。可以說是經典的渦輪增壓發動機的代表，而1.4TSI也獲得過十佳發動機的稱號。
1.4TSI的最大功率可達到125kW，扭矩可達240N·m。這款發動機搭載到了高爾夫、尚酷、EOS、Jetta以及途觀等車型中。而國內生產的1.4TSI由於油品問題，發動機取消了機械增壓和分層燃燒，隻保留渦輪增壓和缸內直噴，高爾夫六、速騰、邁騰、朗逸等車型均有搭載。
EA888應該是大眾集團目前使用率最高的發動機之一了，它有1.8與2.0兩種動力。共計有4大汽車品牌的二十餘款車型搭載了根據不同需求所調教的EA888發動機。從常見的大眾帕薩特 (配置|詢價)、再到保時捷Macan，甚至以性能為取向的奧迪S3 和高爾夫R這類性能小鋼炮上都有EA888的身影。
雖然同叫EA888，但技術上各品牌之間略有區別。例如奧迪的EA888發動機采用了缸內直噴+歧管噴射的混合噴射技術，在擁有可變氣門正時技術的同時還另外多出一項名為可變氣門升程的技術。而大眾上的版本大多隻采用了缸內直噴技術。
奧迪S3與高爾夫R可以說將這顆引擎真正發揚光大，它們搭載了最頂配的EA888，這顆排量為2.0L的四缸渦輪增壓發動機原廠就擁有290Ps的最大馬力，最大功率213kW以及高達380N·m的峰值扭矩，百公裏加速時間僅為4.8s。
這樣的數據表現，簡直比六缸發動機還要有看頭，幾乎可以被列入當今最強的四缸發動機之一。最重要的是，它還有著強大的潛力能夠供你挖掘，極限改裝能夠讓這顆EA888的最大馬力升級到了500Ps以上，百公裏加速時間也被縮短至3秒以內，這才是真正的平民超跑啊。
當你駕駛著著名EA888車型在路上吹捧德國車高級的時候，那麽你可能要被打臉了。沒錯，德國大眾EA111的1.4T與EA888的2.0T發動機的渦輪，都采用了來自日本IHI公司的產品。顯然在渦輪技術這塊，咱們對麵的日本可沒輸過誰。
IHI公司原名“石川島播磨重工業”，這家重工業公司曆史悠久，與三菱重工一樣，是日本軍工企業的代表之一，主要生產船舶、航空和汽車上的渦輪增壓器，是目前世界5大渦輪增壓器生產商之一，已經生產了超過3600萬的渦輪增壓器。
這個時候，你肯定會發現一個問題，為什麽日本搭載渦輪增壓技術的車型很少？這和日本的路況有關。日本的道路狀況決定了不需要這麽強大的動力輸出，這也是為什麽以前的日本民用車的馬力被限製在280Ps以內，所以日本更多用心於造舒適的民用車。
例如日本人最愛的K-car車型大多都有著不到1.0的排量，這和喜歡在渦輪上做文章的歐洲車形成了鮮明對比。不過這並不意味著日本的渦輪技術落後。相比在增壓發動機技術上的投入，它們更願意去完善自然吸氣發動機，以提升發動機的燃油經濟性。
其實和多數車迷所了解的一樣，日本車廠並不缺少渦輪增壓技術。早在上個世紀80年代，麵對當時激烈的市場競爭，裝備渦輪增壓發動機就已開始在日本車裏盛行，不僅有搭載RB26DETT渦輪增壓發動機的“戰神” GTR出現橫掃日本房車錦標賽，本田更是憑借著渦輪增壓發動機在當時的 F1 賽場上紅極一時。到了90年代，豐田Supra、三菱3000GT、馬自達RX7都成了當時的“增壓”明星。
如今，日產GTR繼承了日本的運動跑車輝煌。頂級的Nismo版本，更是並搭載了一台與GT3級賽車相同的雙渦輪增壓器，也就是說，它是一輛可以直接參加GT3級別賽車的車型。然而頂級的Nismo並不比法拉利、蘭博基尼等超級跑車便宜多少。好在2020款GT-R Track Edition版就能夠擁有Nismo版本上的賽車級渦輪增壓器，價格嘛要少了四分之一。要知道這一代日產GTR的第一次亮相已經是2007年了，在經曆了十幾年後，動力上依舊有著足夠的優勢。
隨著全球電動化的崛起，越來越多的車型開始采用混合動力，或者純電動以減少車輛排放。似乎渦輪增壓技術已經扛不起“減少油耗並提升動力”的大旗了。不過這並不代表著渦輪增壓技術就被淘汰，泄壓閥產生的“呲…呲…”聲依舊吸引著燃油車的追隨者們。
近日，奧迪新款S6和S7剛剛投放美國市場，它們都搭載了2.9升 TFSI雙渦輪增壓V6汽油發動機，相較於老款的4.0 TFSI雙渦輪增壓V8汽油發動機，不僅排量小了，動力卻增加了50N·m。這是怎麽做到的呢？
這台2.9L TFSI雙渦輪增壓V6發動機使用了奧迪最新的48V輕度混合動力係統。並搭載了首款小型渦輪電動機，能夠在發動機啟動之初，在低轉速的情況下就為發動機提供進氣增壓，以低於250毫秒的響應時間、70000rpm的最高轉速消除了渦輪增壓滯後的不利影響，並提高油門響應，增加動力輸出。
總結：說了那麽多，渦輪增壓這項技術的誕生最早是服務於二戰時的美國軍機，後來將這項技術真正運用成熟的反倒是瑞典的薩博品牌，讓渦輪增壓技術真正開始走向了成熟穩定，要說汽車領域的渦輪增壓鼻祖，還得是薩博，可謂是祖宗的祖宗。說到祖宗，回到標題，日本人在汽車渦輪增壓領域的貢獻其實不比德國人少，前麵也說到過，耳熟能詳的德國大眾EA111與EA888發動機渦輪，都采用了來自日本IHI公司的產品。除了供應商領域的核心優勢外，其上世紀80年代日係車對渦輪增壓的開發可謂是到了爐火純青的地步，“戰神” GTR出現橫掃日本房車錦標賽，本田更是憑借著渦輪增壓發動機在當時的 F1 賽場上紅極一時。到了90年代，豐田Supra、三菱3000GT、馬自達RX7都成了當時的“增壓”明星。至於德國，雖然它的渦輪增壓也有曆史，但真正讓其聲名大噪的還得說近幾年大眾品牌的宣傳與包裝。
隨著發動機油耗和排放法規愈加嚴格，小排量發動機成為了眾多車企的救命稻草之一，如今的汽車已經進入了“小排量渦輪時代”。雖然全球已經開始了電動化浪潮，但隻要燃油車還在，渦輪增壓技術依舊有著一席之地。而在電動化浪潮下，渦輪增壓的技術也在順應潮流，在48V弱混車型的普及後，電子渦輪增壓技術也將全麵普及。至於渦輪增壓車型優勢還在麽？顯然，在某些領域，渦輪的魅力依舊無法阻擋
