从通用汽车在年首次在OldsmobileJetfire上装备涡轮增压发动机到今天，涡轮增压发动机在世界家用汽车领域已经走过了接近60个年头。而从年一汽大众在中国合资引进宝来并推出1.8T版本至今，涡轮增压在中国汽车市场也已经整整20年。对涡轮增压，很多消费者都经历了从排斥到接受，再到欢迎的心态转变，涡轮增压也因此在整个汽车市场中份额逐步扩大，到今天已经接近一半。而涡轮增压发动机在市场上得以取得成功，自然也是与其巨大的技术进步分不开的。本篇专栏，即借通用阿凡达1.5T发动机面世之际，梳理一下涡轮增压发动机是如何逐渐后来居上，通过技术的发展赢得了市场。

一、涡轮增压发动机的绝对动力水平——升功率的进化

涡轮增压在今天虽然往往与性能强劲联系在一起，但在其诞生初期，却并不见得如此。

OldsmobileJetfire装备的发动机，是通用V8发动机（3.52L）的涡轮增压版本。相比自然吸气原版的kw的最大功率，涡轮增压版增大到了kw，升功率达到45kw。虽然对于当时的家用车来说算是很不错的水平，但与当时领先的自然吸气发动机相比还有很大差距。比如同样于年推出的法拉利GTO，装备了一台2.95L的V12自然吸气发动机，最大功率高达kw，升功率有75kw之多。

而即使到了年，当宝来在中国市场首次引入涡轮增压发动机时，这款发动机的升功率水平也只有62kw，比起40年前的老前辈也没有多大进步。

尽管20年前的大众并没有能给中国消费者展示最先进的涡轮增压技术，但其实涡轮增压发动机在20世纪后期已经有了长足的进步。

要考察涡轮增压发动机的动力发展趋势，一个很好的标杆，是保时捷Turbo车型的动力参数历史。从年保时捷首次在车型上引入涡轮增压发动机开始（即保时捷），在之后的车系历史中，涡轮增压车款（Turbo，以及后来的TurboS和GT2/GT2RS）就从未再缺席过。因此我们正好可以通过Turbo的动力发展历史来一窥整个汽车产业中涡轮增压技术的发展。

年推出的保时捷Turbo（即Turbo）：

保时捷Turbo/TurboS/GT2升功率历年变化：

可以看出，虽然个别年份有波动，但整体上，保时捷的涡轮增压发动机的升功率水平一直在提升。35年的时间内增长了差不多一倍。

如果采用国际标准度量衡，千瓦的升功率也无疑是一个标志性的分水岭。能够达到这一水平，也意味着发动机的技术足够先进，动力也足够强大。

世界第一款升功率超过kw的量产车，是年推出的法拉利GTO，这款V8中置后驱的跑车仅用2.升的排气量，就做到了kw（马力）的最大功率输出。为了达到kw的升功率，这款FB发动机采用了双涡轮，中冷器和燃油喷射技术，在当时极其先进也极为昂贵。这款车仅仅生产了辆，目前市面上二手车的售价高达-万美元。

而足足23年后，升功率超过kw的涡轮增压发动机，才能从超跑下放到豪华跑车的级别。

保时捷旗下第一款升功率超过kw的车型，是年推出的GT2。这款双涡轮水平对置六缸发动机通过采用可变几何涡轮，使得升功率达到了千瓦。这款车不像GTO可以当理财产品，但也非常保值，目前市场价仍然在20万美元以上，跟上市价格比基本没怎么跌。而这款车当时在国内的售价更高达万元。

直到前几年，才有相对平民一些的高性能车能够装备升功率超过kw的涡轮增压发动机。比如宝马的第一款升功率超过kw的量产车，是年推出的第五代M3（F80），以一款3.0L直6发动机做到了kw的最大输出。同样，这又是一款双涡轮发动机，而且为了榨取动力，采用了封闭式水道（冷却能力更强）、轻量化曲轴、专门设计的曲轴轴承、弹簧和中冷器、加强活塞/曲柄、双油泵、主动排气等等一系列先进技术。这款车在国内上市时，售价也高达99.8万元。

而到了年，因为技术的持续进步，升功率超过kw的发动机终于开始平民化。

今年夏天，日产在新一代奇骏上投放了采用可变压缩比技术的1.5T发动机，功率达到kw，第一次在平价品牌中摸着了升功率上百的门槛。

而随后在10月份上市的昂科威S，则装备了通用最新的阿凡达系列1.5T发动机，最大功率达到kw，升功率达到kw，同时也是中国第一款按净功率计算升功率过百的平价品牌车型。要知道几年前的超跑车型，比如法拉利CaliforniaT，保时捷.2Turbo，其升功率水平也只是类似水平，但现在普通人只要花20万元就可以拥有，不得不让人感叹技术的飞速发展。自然，为了达到这样高的升功率水平，而且作为家用车，还要兼顾非极限驾驶情况下的燃油经济性（一定程度上比可以仅仅聚焦最大性能的跑车发动机的研发更具挑战），以及低转速下的动力输出和动力响应，通用在这款发动机上也采用了很多最先进的技术：可以增大进气量从而增大燃烧的35MPa高压直喷系统，增大进气效率的高滚流气道，能更好的配合不同转速调节相位的DVVT全程可变进排气正时系统，能更智能控制压力的涡轮增压器电动放气阀，全可变排量机油泵，可按需控制增压气体冷却后温度的水冷增压中冷技术。

二、涡轮增压发动机相对自然吸气发动机动力水平的进化

不仅涡轮增压发动机的绝对动力水平一直在提高，他对自然吸气发动机的动力优势也不断在扩大。

年国产的宝来1.8T发动机，其最大功率只有kw，这一数值还不如同样出自大众的2.3L直列5缸自然吸气发动机，后者于年推出的新一代产品已经有kw的最大功率。如果我们考虑到宝来1.8T投放中国市场的滞后性，用2年的上一代2.3L5发动机作比较，那么二者功率同为kw，当时的主流涡轮增压发动机，动力输出也仅仅相当于1.3倍排量的自然吸气发动机。

而到了年前后，市场主流的高功率版涡轮增压发动机大概就能达到1.5倍排量的自然吸气发动机的动力水平，比如09年上市、装备在别克君威上的通用1.6T发动机最大功率为kw，08年推出的本田2.4自然吸气发动机最大功率kw；13年随翼虎上市的福特1.6T发动机最大功率kw，同年美国装备的2.5L自吸发动机最大功率则为kw。

而近两年的涡轮增压发动机则进一步达到了1.7倍左右排量的自然吸气发动机水平。比如年推出的本田地球梦1.5T发动机最大功率为kw，超过了年推出的马自达创驰蓝天2.5自吸发动机的kw的水平；今年通用推出的阿凡达1.5T发动机更是以kw，超过了年号称最强家用车自然吸气发动机的丰田A25A-FKS2.5的kw。

如果考虑到涡轮增压发动机在中低转速区间的扭矩/功率更远大于最大功率类似的自然吸气发动机，甚至可以说今天最先进的1.5T发动机，综合动力水平已经可以跟3.0L的自然吸气发动机相媲美。

下图为获得“中国心”年度十佳发动机的通用阿凡达1.5T发动机。这款发动机能够赶超2.5L自然吸气发动机动力水平的关键，即在于其35Mpa高压直喷系统及高滚流气道，能够大幅提升进气量。

本质上，涡轮增压发动机因为是加压进气，因此进气量远大于同等排量的自然吸气发动机。从进气量来说其实本来就应该跟更大排量的自然吸气发动机相比。

而随着涡轮增压发动机进气量的进一步增加，我们也会看到同级别车型采用的涡轮增压发动机的排量逐渐减小。以中型SUV匹配的发动机为例，就从当年的2.0T，一路下降到1.8T，1.6T，乃至今天通用、日产、本田等增压技术领先的厂商的1.5T。在家用车要兼顾动力和燃油经济性的前提下，随着获得同等进气量所需的排量不断减小，或者说相当于同时代2.5升自然吸气发动机水平的涡轮增压发动机的排量不断减小，不断降低排量也是最合理的选择。

而不仅如此，甚至仅仅追求性能、几乎不考虑经济性的超跑发动机，也已经开始从自然吸气切换到涡轮增压。早在年，法拉利旗下定位相对最为适合日常使用的California硬顶敞篷跑车，就已经用FBB这款3.9LV8涡轮增压发动机取代了之前的4.3LV8自然吸气发动机。而紧接着的年，这款发动机又在新一代跑车上取代了的4.5升V8自然吸气发动机。

这还没完，对于2+2的12缸大型GT车型，法拉利在年用GT4Lusso取代FF时，也同时提供了3.9LV8和6.3LV12的选择。可见涡轮增压车型的竞争力。

三、涡轮增压发动机的动力响应速度的进化

实际上，对于追求极限动力、同时限定排量为1.5升的F1赛场，早在7、80年代，涡轮增压发动机就已经表现出对自然吸气发动机压倒性的优势，乃至没几年就出于安全考虑被禁止。但早年的涡轮增压发动机常被人诟病的原因，还在于动力响应。

涡轮迟滞产生的根本原因，在于涡轮增压发动机需要废气推动涡轮旋转，在涡轮转速提高后，进气压力才能提升，才能提高进气量，达到相当于更大排量自然吸气发动机的动力水平。但涡轮转速的提升需要时间，因为废气的功率在时间维度上积分后才能有足够的功，然后转化为涡轮的动量。

传统的改进动力响应的办法，主要是采用更小的涡轮，因为涡轮惯量小，因此需要达到目标转速的动量也就小，也就是俗称的"涡轮延迟小"。但另一方面，为了能在高转速时有更大的进气压力以达到更大的动力，又需要一个大涡轮，因此这种方案往往需要采用双涡轮，成本较高，一般只有高价位的高性能车采用。

还有一种办法，则是采用双涡管，将点火正时相邻的气缸的排气涡管分开，也就是4气缸分成两组，避免两个气缸进排气时间相近，共用排气管道时相互干扰。但这种结构仍然造价较高。

而通用的阿凡达发动机则采用了"多管齐下"的方式。发动机缸盖集成排气歧管，配合紧凑型的增压器与催化器，可以降低排气阻力，而涡轮压力的建立直接依赖于排气效率，从而最大功率和动力响应都得到提高；先进的水冷中冷器能够更好的控制增压后气体的温度，也能提高增压响应——因为增压空气的温度每上升10℃，发动机功率就会下降大约3%～5%；通用独家的DualFast相位调节器，配合中置大角度结构设计，也能显著提升扭矩响应速度。

除此之外，昂科威S还同时搭载了48V轻混系统，48V电机在中低转速涡轮压力未建立时，也可以有效补充动力，减少涡轮迟滞感。

文｜鱼非鱼

图｜网络