渦輪增壓汽車，猛踩油門，為什麼會有超過一秒的延遲？

12-19

大腳油門時「思考人生」是很多車主會抱怨的一個現象。銃蒙從發動機的角度說明了渦輪遲滯。車輛是一個系統，其表現往往是多個部件共同作用的結果，下面我從變速箱的角度來說明題主描述的現象。

其實「思考人生」並非渦輪增壓發動機所特有，很多非渦輪增壓發動機也會有這種感受。只是不同車輛「思考人生」的時間不盡相同。思考人生的時間其實是變速箱標定設定的結果，而這個設定，受銃蒙所述的渦輪遲滯影響很大。

大腳油門車輛需要做降擋，這種降擋稱為「Power-on Downshift」。最近幾年，開始有一些公開論文討論其換擋邏輯，所以我這裡也可以引用一些公開資料來講這個換擋了。

這裡引用的論文是Shift control strategy and experimental validation for dry dual clutch transmissions，作者：Yonggang Liu，Datong Qin，Hong Jiang，Yi Zhang。作者們來自重慶大學，密歇根大學，美國福特。論文所述的換擋是DCT換擋，很多AT的換擋邏輯和這個也是類似的。（題外話：會不會又有人跟我吵，「AT沒有離合器！」，我只能說，你開心就好。）

先上圖：

再上文字描述

During downshifts that start with the inertia phase, the engine speed at the target gear is higher than that of the current gear. Therefore, at the beginning of downshift, engine speed should be increased quickly as the inertia phase starts. The current control strategy is usually to increase the engine speed by adjusting the throttle opening. However, due to the throttle response delay and fuel loss caused by excessive throttle opening, the engine speed controlled by throttle opening is not adopted during the inertia phase. In this paper, the pressure of the off-going clutch is decreased quickly to slip the clutch so as to increase the engine speed. An open loop clutch control for the disengagement speed of off-going clutch is adopted based on the requirement of shift response in terms of the smoothness and duration of shift process.

In addition, the off-going clutch torque control must avoid power interruption. When the off-going clutch reaches the designed slipping rate, its disengagement should be controlled at a slower pace until the synchronization of oncoming clutch speed. Meanwhile, the target variation curve of the engine speed during shift can be determined by the engine speed on both the current gear and the target gear. The disengagement speed of off-going clutch can be amended according to the difference between target engine speed and actual engine speed. On the other hand, the oncoming clutch is gradually increased to eliminate the clutch free travel during inertia phase.

然後是通俗版解釋：

解釋前，先說一個針對DCT的公式（公式一）：發動機扭矩 = 離合器扭矩 + 發動機慣性矩
對AT來說，還需要考慮液力變矩器影響，此處不表。
發動機慣性矩是指發動機加速所需的扭矩，正比於發動機轉速加速度。

Power-on Downshift分為兩個階段，分別是Inertial Phase和Torque Phase，在Inertial Phase完成發動機轉速變化，在Torque Phase交換兩個離合器扭矩。完成發動機轉速變化的方式是減少離合器扭矩（即部分鬆開離合器，呈打滑狀），從公式一可以看出，減少離合器扭矩的結果是增加發動機慣性矩，於是發動機轉速上升（看圖）。

再來一個公式（公式二）：變速箱輸出扭矩 = 離合器扭矩 × 速比
駕駛員感受是跟著變速箱輸出扭矩走的。而換擋後由於擋位變小，速比變大。所以輸出扭矩如果在圖中畫出來應該是這樣（隨手畫的，比例不對，意思意思就好）：

發現什麼沒？中間有一個大坑！這個「大坑」，就是所謂「思考人生」。那麼是否可以讓「思考人生」的時間變短一點呢，答案是可以的，但是很不幸，會有別的後果。

如果讓這個時間變短，就意味著需要更快完成換擋，由公式一可知，需要更大的發動機慣性矩，於是需要更小的離合器扭矩。那麼上圖中Clutch 1扭矩在Inertial Phase需要跌落更厲害，結果就是坑的長度雖然變短了，但是深度更深，駕駛員會明顯感覺到車輛先減速，再猛加速。於是又有人抱怨「開車如騎狗」。

最後說說渦輪增加發動機的影響。
論文中的發動機扭矩是平的，而實際中，踩油門後，發動機扭矩應該是往上走的。所以這個坑其實沒這麼嚴重，也需要往上走。實際的輸出扭矩大約是這樣的：

發動機扭矩能力越強，扭矩起來越快，發動機就能產生更多扭矩用於發動機慣性矩，而離合器扭矩就不需要怎麼下降，駕駛員就越感受不到這個坑的影響。渦輪發動機由於渦輪遲滯的影響，扭矩起來比較慢，所以駕駛員就更加明顯地感覺到「思考人生」的作用。對於工程師來說，就是在「思考人生時間太長」和「開車如騎狗」兩種極端中進行平衡。

在回答這個問題之前，我們先要了解油門踏板的工作方式和渦輪增壓的介入原理。

電子油門踏板通過踏板的行程來傳輸電信號給ECU 經過ECU處理後對電動節氣門的開度進行調整，從而達到控制發動機燃燒的結果。這個過程中ECU需要協調踏板的行程和節氣門配氣的工作。

（聲明，以下圖片來自百度百科電子油門頁面：電子油門_百度百科）

渦輪增壓的工作方式中，我們需要了解到，不管是機械增壓還是廢氣增壓，實質上都是一種壓縮空氣的設備。通過將壓縮的空氣輸入到燃燒室內，提高充氣效率和增強燃燒效果。

綜合以上的信息，在這個過程中，如果出現了增壓介入的遲滯的現象，我們不難判斷出以下的原因：

1.撇開渦輪增壓系統的介入時間等原因，油門踏板的行程在轉化為電信號由ECU傳輸至節氣門的過程中，如果ECU控制策略本身就要求了一定的時間（可能為了渦輪介入，或者變速箱換擋，燃油經濟性等等），那麼這種滯後是完全可能出現的，且與增壓系統本身的遲滯沒有直接的關係。

2.廢氣渦輪增壓需要廢氣推動葉輪，再產生動能傳動進氣增壓，這個過程需要壓力的積蓄，故遲滯屬於正常現象。

3.機械增壓雖然可能通過曲軸傳動能夠達到一定的同步性能，但同樣增壓是一個過程，無法達到完全同步的效果

4.不管是廢氣還是機械增壓，根據其工況都會有不同的控制策略，尤其針對穩態和瞬態的工況，突然加油門的工況屬於後者。在突然加油門的情況下，瞬態工況會造成以下的問題：
&>廢氣增壓渦輪與壓氣渦輪轉子的慣性對瞬時加速的影響會有一個平台期。
&> 進氣歧管和進氣系統內空氣的彈性緩衝作用。
&> PID控制需要根據瞬態工況反饋的數據進行計算和調整並最終達到穩態，這過程中涉及到對廢氣旁通閥等零件的調整和反饋控制，故一秒鐘已經算是短的了。

同意 @銃蒙的答案，這裡補充一下混動車是怎麼解決這個問題的。
在支持並聯工作模式的混動系統中，可以利用電機的扭曲-時間特性來解決渦輪遲滯的問題。舉個急加速工況的例子，在30-40kph狀態下，加速踏板到底，由於有渦輪遲滯，發動機的最大扭矩需要一定時間才能完全輸出。如下圖：

紫色曲線---加速踏板開度
紅色曲線---發動機扭矩
綠色曲線---Powertrain扭矩
黃色曲線---電機扭矩
藍色曲線---電機扭矩中補償渦輪遲滯的部分
圖中的工況是，加速踏板迅速到底，這時ECU控制發動機輸出最大扭矩，可是由於渦輪的遲滯，發動機無法立即實現這一目標扭矩。此時電機扭矩（黃色曲線）會在短時間內輸出最大扭矩，來迅速滿足駕駛員的扭矩需求，隨後減小，而發動機的扭矩會逐漸增大，到達峰值，電機扭矩和發動機扭矩的疊加，就是Powertrain扭矩（綠色曲線）。
解釋一下藍色曲線，混動控制中將電機需求扭矩分為兩部分，一部分是補償渦輪遲滯的，這就是藍色曲線所代表的；另一部分是持續輸出的扭矩，就是黃色曲線的值減去藍色曲線的值。
利用電機這個迅速響應的特點，來解決渦輪遲滯的問題，給混動車帶來了更好的加速體驗。所以百公里加速，對於搭載驅動電機的混動車，本就是強項。

對於這個問題，前面回答者所提到的內容已經比較全面了。雖然從提問者的問題本身來看，傳動系裡變速箱降檔的問題應該是個比較對口的答案，但是渦輪遲滯終歸是逃不過的話題。所以以下回答我就專註於說明一下渦輪增壓發動機為什麼有渦輪遲滯這個事兒。

下面我來簡單講講導致渦輪增壓發動機動力輸出有遲滯的根本原因，想要明白為什麼會有遲滯只需要知道發動機的動力是如何輸出的即可。

下面從三步來說，
I. 發動機輸出動力需要空氣
II. 自然吸氣發動機的空氣響應
III. 渦輪增壓發動機的空氣響應

註：為了讓更多人能看懂，下面不會出現公式和過於專業的工程用語。

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I. 輸出動力需要空氣
為了輸出動力，汽缸需要吸入空氣，因為想要燃燒汽油（燃料）就必須要有足夠的空氣才可以實現，又因為在現代發動機上單位噴油量嚴格等比例於空氣量（詳見發動機輸出最大扭矩時的轉速為什麼會出現一個範圍？而有的則是一個定值？ - 汽車 - 知乎中1.1.2噴油量講解的部分），所以發動機的動力輸出直接等比例於發動機吸入的空氣量。

II. 自然吸氣發動機的空氣響應
在自然吸氣發動機上，進氣響應這個事兒（就其反應速度而言）是比較好解決的。因為連接發動機汽缸和外部空氣之間的進氣系統，是由一個管道（進氣系統）和管道中控制空氣流量的節流閥體組成的（也就是俗稱的油門），如果節流閥體全開，發動機就是全油門狀態，輸出全部動力，如果節流閥體關閉，空氣的流量就減少，動力減小。又因為節流閥閥體的開關，能夠非常快地影響進氣系統中的空氣流量（這個非常快是指在100ms左右，即0.1 秒），這也就是為什麼自然吸氣發動機的油門響應是非常迅速的本質原因，參考人眨眼的時間在0.1秒左右。

這裡面影響自然吸氣發動機油門響應的因素比較多，包括進氣系統內部平滑程度（影響摩擦），進氣系統幾何形狀設計，進氣歧管總體積大小（越大壓強變化的dynamics越大）等。但是不管怎麼樣，這個時間常數（可以理解為，從踩下全油門到基本輸出最大動力）在100ms左右，多數民用自然吸氣發動機都在100-300ms。（註：這個動力的響應，是指進氣歧管壓強（流量）的響應，和你踩下油門後轉速的響應不是一件事，加上摩擦就是轉速響應）

III.渦輪增壓發動機的空氣響應
然而渦輪增壓發動機就沒這麼簡單了。為了輸出超過一個大氣壓強進氣質量所對應的動力，發動機排出的廢氣必須被導入渦輪增壓器，同時廢氣的高溫能量會通過渦輪被轉化為進氣的高溫高壓。可是作為一個事實，廢氣的高溫高壓到底能有多少被轉化為進氣空氣溫度和壓強的增長，主要取決於當時渦輪增壓器的轉速，所以如果想要高的增壓值（高密度進氣空氣，高動力），渦輪增壓器的轉速要保持在一個比較高的數值。但是作為另一個不幸的事實，通常情況下渦輪增壓器的轉速在駕駛者想要輸出高動力的瞬間是不夠高的（原因可以見下），而且更悲催的是渦輪增壓器是有一定的轉動慣量的（即無法瞬間加速到輸出高動力的轉速），所以從理論上講，這個時候渦輪增壓發動機是不可能一下子輸出全部的動力的，總是需要等上那麼一兩秒（等渦輪的轉速上來的時候），才能輸出全部動力。這就是所謂的渦輪遲滯現象的本質原因。

在下面這張圖中可以比較明確地看到這種現象，橫軸為時間，縱軸為動力輸出（單位為百分比），黑色的線是寶馬N20發動機的動力響應。

可以清楚地看到，在1500轉下（轉速由台架固定），從10%油門穩態狀態，瞬間踩下全油門，在自然吸氣部分只用了0.1秒就到達最大動力值（藍色部分），之後動力增加的斜率陡然下降，就是因為進入了渦輪增壓器開始加速的階段，用約1.5秒達到最大動力輸出。（紅色部分）

或者也可以用王洪浩先生的舉例來總結，自然吸氣的響應速度就是你打架時候的出拳攻擊，說出就出收放自如，但是威力小一些，渦輪增壓發動機如果要輸出增壓部分的動力就是你打架的時候要發的大波兒，需要攢一下，「攢」的這一下就是渦輪在加速。

如果以上三部分你都看懂了不妨接著往下看看我覺得比較有意思的常見問題，如果你只對什麼是渦輪遲滯感興趣那麼以上就是全部的回答了

IV. 車迷在渦輪增壓發動機的使用中關於動力響應的常見疑惑

渦輪增壓發動機在渦輪沒有啟動的時候就是自然吸氣發動機嗎？
渦輪增壓器什麼轉速下會啟動？
渦輪遲滯的準確定義是什麼？
現實中如何測量渦輪遲滯？
為什麼有的車標明了動力輸出在1600-5000RPM都有最大扭矩輸出，我還是能感覺到非常明顯的渦輪遲滯？？
為什麼有的時候我會感覺到渦輪增壓發動機的遲滯在同樣轉速和負載的情況下還有不同？？

最後再來回顧一下過去和展望一下未來，從渦輪增壓發動機動力響應的角度，
V. 與過去的渦輪增壓發動機相比和未來方向

和過去的渦輪遲滯比
未來的方向

IV. 車迷在渦輪增壓發動機的使用中關於動力相應的常見疑問

1. 渦輪增壓發動機在渦輪沒有啟動的時候就是自然吸氣發動機嗎？
簡單來講，是的。對於目前市面上所有你能買得到的小排量直噴渦輪增壓發動機，基本上都是使用這個控制邏輯（實驗室項目除外，這裡我們不討論。顯然，對於渦輪增壓發動機同樣的穩態動力輸出，可以用不同的泄壓閥與throttle valve的組合實現，從而獲得有利於有油耗或者動力響應的控制策略。對於工業界的控制系統，我們就用非增壓區間是自然吸氣發動機（油門）來控制，增壓區間用渦輪增壓發動機（關閉泄壓閥）來控制近似即可。雖然這個情況在未來幾年會有越來越多的改變）所以如果你在你的渦輪增壓發動機上安裝壓力表的話（進氣歧管），你能看到你的發動機在輸出其自然吸氣動力區間動力的時候（比如你發動機是2.0T的，輸出約180NM以內的動力），是和一台自然吸氣發動機沒有任何區別的，任何低於其自然吸氣發動機最大動力的輸出（低於約180NM）都會導致發動機進氣歧管里的負壓，這一點在康賤貓（看起來像是一個改裝車主）的回答里有所體現。而當你進一步踩油門（康賤貓回答里所謂的大腳油門）的時候，進氣的壓力才會高於一個大氣壓，因為只有這個時候，泄壓閥才會開始關閉，一部分排氣才會進去渦輪增加轉速，從而增加進氣壓力。

所以如果把剛才的那張圖再拿來用一下，把縱軸的動力輸出等價轉化為進氣歧管壓強（單位為大氣壓）的話，就可以得出以下示意圖，顯然在自然吸氣工作區間，進氣歧管的壓強都是小於一個大氣壓的，也就是負壓。

而從響應速度上看，在所謂的較小油門開度的情況下（即對應自然吸氣發動機動力輸出區間），進氣歧管的壓力（也就是動力）變化是在瞬間完成的，原因即II.中所提到的，自然吸氣發動機節流閥體的開關，會瞬間（也就是0.1s左右）導致進氣壓強的變化。只有當大油門的時候（即需要發動機被增壓，渦輪轉速要比較高）進氣壓力的變化才會有一個緩慢（1-2s）爬升的過程，原因也是III.中提到的，即使泄壓閥全部關閉，全部排氣進入渦輪，渦輪也需要一定時間加速，之後進氣空氣的密度才能被提高，空氣多，噴油才能多，動力才會增加。如果基於以上圖片舉例，只要動力在自然吸氣工作區間內，動力都是可以在瞬間得到調整的，如下所示（藍色），但是渦輪增壓區間的動力就不可能這麼快地變化了（減小可以，主要是增加不可能這麼快）。

在這方面，康賤貓的回答和例子其實非常到位，同時也做了一個非常好的例子。實踐出真知，他可能不知道渦輪增壓發動機的工作原理，但是在自己車上安了的sensors，也是能夠把問題搞清楚的。

（註：最後為了保險再多強調一遍，目前的渦輪增壓發動機是這樣的，但是未來幾年，隨著更加精細化的發動機控制系統和更加複雜的駕駛模式（目前駕駛模式更多的還是比較直接的變速箱邏輯調教），尤其是在運動化的駕駛模式下，應該會採取更加傾向於響應的control input的組合）

2. 渦輪增壓器什麼轉速下會啟動？
這個部分說實話我純是為了吐槽一個小時候聽過的神話傳說。十五年前有一個非常神乎的營銷口號，那就是世界上有一種神奇的車叫駕駛者之車，而這之中最牛的就是當時上市的寶來。這種車有一種神奇的功能叫做渦輪增壓，4S店銷售告訴我說，這種功能在80公里的時候就會自動啟動。。。卧槽。。。80公里自動啟動渦輪增壓，100公里你還不能上天了。。。

現在我們知道顯然渦輪增壓器在任何轉速下都可以工作，只要你踩油門的幅度足夠大的話（即穩態進氣壓力大於等於一個大氣壓）。只不過在低轉速（對於多數民用車低於1500rpm）下，即使泄壓閥全部關閉，渦輪增壓器的增壓效果也不明顯，所以看起來好像是渦輪增壓有一定的轉速範圍，但是其實那個是渦輪增壓器和發動機配合的」最佳「工作的範圍（比如某2.0T發動機最大扭矩是在1400rpm－4500rpm），不代表在低轉速渦輪增壓器沒有盡最大努力在工作。

（註：為了嚴謹這裡也再加一句，即使是在非（或大）全油門的情況下肯定也有一部分排氣進入渦輪增壓器了，也就是說較真兒的話，不管什麼油門開度渦輪增壓器也都是在工作的。但是鑒於在這裡討論的這個問題（的重點和範圍）我們完全可以忽略。）

3. 渦輪遲滯的準確定義是什麼？
嚴謹的渦輪遲滯在發動機學術界可以嚴格的定義，一般我們取1500rpm時動力從10％穩態增長到100％的時間作為渦輪遲滯的標準。這裡面有三個需要注意的地方，第一點顯然是發動機的增壓值，顯然不同的最大增壓值設定會有不同的渦輪遲滯，所以一般做比較的時候都會使用類似增壓值（或者扭矩輸出）的發動機來比較，比如寶馬的2.0T輸出350NM和奧迪的2.0T輸出350NM可以比較的，但是如果寶馬的同樣發動機和通用的2.0T（但是輸出400NM）相比就有點兒不太公平了，顯然對於增壓值大的發動機不公平（當然你可以都比他們輸出到350牛米時的時間）。二一個渦輪遲滯是轉速的函數，轉速越高肯定這個值越低（具體證明就不展開了，可以建模推導出來），所以在實際測量中發動機的轉速都會在台加上被控制在一個穩定的轉速，在整個過程中（油門0.1變到1）發動機的轉速顯然要保持在一個不變的值。第三點就是都要針對一類發動機，比如都是民用車的小排量渦輪增壓發動機，拿寶馬奧迪的2.0T和保時捷勒芒的超高轉速2.0T在1500轉比顯然沒有意義，因為這裡牽扯到渦輪選擇和匹配的問題（高轉低轉），如果同樣是民用車，就可以假設對渦輪的選擇是類似的。就前幾年的世界最先進水平而言，民用渦輪增壓發動機里比較出色的產品（比如N20，現在B48會稍微好一些但是有限，主要是機械方面的進步）在減小渦輪遲滯方面的表現已經非常不錯了，詳情感興趣的朋友可以看一下寶馬發表的文章，這個時間上面圖片也看到了，在1.6秒左右。據我所知，其他品牌多數發動機在2-2.5秒左右。

4. 現實中如何測量渦輪遲滯？
如果順著上一個問題的第一部分進一步思考一下就不難理解，在現實生活中準確的渦輪遲滯是沒辦法被測量的。因為測量渦輪遲滯必須保持發動機輸出動力的同時轉速不變，在車輛上也就是加速還保持車速不變（台架可以保證是因為有剎車），這顯然是不可能的，所以在現實中我們只能盡量地去還原渦輪遲滯的時間。顯然，用更高的檔位（動力在輸出端會小而且車速變化比例也更小）就可以比較好的解決這個問題，比如對於多數民用車在80-100公里左右，8-9檔是一個比較理想的測試區間（因為對於大多數民用車的動力，這個速度8-9檔，在2-3秒的時間內速度的變化是比較小的）。這個時候只需要通過手動模式（假設自動擋）固定檔位，從較小油門開度（10%左右）踩到底即可。只不過任何你在車上測得的渦輪遲滯都要比實際的要小，因為車速增加了，檔位越高這個誤差越小。

5. 為什麼有的車表明了動力輸出在1400-4500RPM都有最大扭矩輸出，我還是能感覺到非常明顯的渦輪遲滯？？
1400-4500rpm都能輸出最大扭矩和沒有渦輪遲滯是沒有半毛錢關係的，因為這兩個描述一個說的是穩態，另一個說的是瞬態。網上有些人會質疑說，某某某品牌都寫了說這款2.0T發動機的動力輸出在1400-4500rpm是350NM，但是我在1500多轉還是感覺沒什麼勁兒，而且要等轉速上去以後才能感覺到動力，同時還能感覺到渦輪遲滯，這些宣傳都是騙人的。

其實不存在騙人的問題，因為廠家發動機扭矩圖的測量都是在穩態情況下得出的，也就是說發動機穩定運轉（穩定運轉指在這個轉速下運轉一段時間，這個時間可能是2-4秒）的情況下是肯定可以輸出這個動力的。但是現實世界中，尤其是在車輛的行駛過程中，基本上沒有穩態的情況發生，所以在一千多轉的時候發動機總是達不到輸出這個最大動力的狀態的（本質上就是渦輪的轉速變化不夠快），再加上隨著踩下油門車輛加速，發動機的轉速上升，渦輪遲滯減小，這就進一步的加劇了動力的爆發，造成了人為了感受，好像發動機在低轉速完全沒有動力（渦輪增壓器不工作，沒有輸出廠商標定的動力），轉速高了就有動力了。其實在低轉速也是有同樣（大小）的動力的，只不過現實中因為渦輪遲滯不好釋放出來（需要時間）。

6. 為什麼有的時候我會感覺到渦輪增壓發動機的遲滯在同樣轉速和類似負載的情況下還有不同？？
這其實是我自己的一個問題，如果有明白原理的大神請指點。下面是我拿一輛賓士E300（W213）做的簡單測試，同樣的車速和檔位（5檔60公里），同樣的從小油門開度的Step input，渦輪遲滯會在2.3秒左右和4秒左右之間變化。我個人認為是狀態量不同的問題，但是4秒的極限也太長了。難道是控制系統的一些特殊function？

V. 一些親身感受和未來方向

1. 和過去的渦輪遲滯比
現代的，尤其是近些年的小排量直噴加渦輪增壓發動機（賓士寶馬奧迪豐田福特大眾的240-250匹左右的2.0T）已經非常大程度的減少了渦輪遲滯的現象，這主要是針對和上世紀八九十年代的那些缸外噴渦輪增壓發動機（豐田斯巴魯三菱280匹的2.0T發動機）相比較而言（量化來看那個時候3-5秒，現在1-3秒）。主要原因是現在的發動機圍繞渦輪增壓這一系統的優化基本上做到了比較極致的程度，像雙渦管設計，輕量化的渦輪增壓器轉子和葉片工藝，更短的進氣通路（增壓空氣水冷）還有直噴等等等等，同時很重要的一點是增壓值其實也降低了（因為增加增壓值在測量中顯然會增壓渦輪遲滯，上文也提到了），整體的風格和方向由二十年前的狂野和追求動力輸出，轉變為了更為精緻細膩，節油環保和增加可駕駛性。但是不管怎麼說，即使做得再先進，和自然吸氣發動機相比，渦輪遲滯也是渦輪增壓發動機在駕駛過程中不可能被抹去的特點。目前動力響應和駕駛性方面做的最好的應該是寶馬，保時捷和法拉利的渦輪增壓發動機。

2. 未來的方向
從動力和環保的角度，未來不會再有沒有渦輪增壓發動機的車型了，尤其是隨著未來發動機技術的發展，全新燃燒系統的超級節油型發動機必須需要渦輪增壓來彌補低溫（也就是稀薄）燃燒所降低的動力，不過這裡就不展開了，以後找機會從節能角度談談發動機未來的幾大進化方向。

從響應的角度，未來應該有幾個方向可以更好的減小甚至消除渦輪遲滯。

首先就是混合動力，還是以同樣的寶馬N20舉例。就考慮最簡單的平行式的混動，如果給變速箱前加一個扭矩輸出達到這款發動機扭矩輸出一半的電機，渦輪遲滯就可以被完全消除。顯然，前提是發動機增壓值不能太高或者混動度不能過低，邁凱輪P1就是一個動力過大（混動度偏低）同時動力部分發動機小型化（也就是增壓值）過大的例子，即使有電機還是能感受到渦輪遲滯（因為電機扭矩不夠），這在消除遲滯增加響應方面不是一個很理想的例子，特別對於Hypercars。其實以後的發動機都會增加ISG，不過估計和P1情況類似，電機不會有那麼大的輸出比例，但是能減少一部分動力遲滯也是好的。（藍線為理想混動系統中電機的動力輸出）

第二個很有意思的就是電渦輪，相信很多人都對這個有很強的憧憬。很多人開始的想法都是在渦輪中間加一個電機，但是工業界和學術界很早就發現這事兒不能這麼做，渦輪過十萬的轉速使得連接Turbine和compressor的軸如果要放得下電機，增加的長度給製造工藝精度帶來的挑戰是非常巨大的，更主要的是渦輪溫度太高，還得給電機散熱。所以現在（因為都電氣化都有48V系統了，混動也有了也就是車裡電多了）就直接在進氣端單加一個compressor直接由單獨電機驅動，雖然沒有混動電機直接輸出動力那麼快，但是也差不多了，成本複雜性也能接受，這個毋庸置疑就看奧迪的六缸柴油機。

第三類有意思的就是空氣增壓，就是也用車裡現成的電用電機壓縮空氣，先放在一個高壓氣罐裡面，然後再使用（比如噴到哪兒）。這裡面又有兩類，第一類是沃爾沃去年剛發布的「PowerPulse」，原理就是直接往排氣里渦輪前噴壓縮的高壓空氣，然後更快的驅動渦輪加速，說實話我真的不明白他是怎麼想的。如果是我的話，我會把這些壓縮的空氣直接噴到進氣歧管里，直接就可以進汽缸燃燒了，完完全全的零遲滯，而這也是我們實驗室做的項目，打一個廣告，ETH/IDSC的空氣混動發動機。如果看圖就是，類似於混合動力，但是不需要電機的高成本就可以把渦輪遲滯從2秒左右削減至零。

往上一看有的沒的說了不少，應該是把渦輪增壓發動機遲滯相關的問題基本講清楚了。

References：
Intake Manifold Boosting of Turbocharged Spark-Ignited Engines, Zsiga N., Voser C., Onder C., and Guzzella L.,Energies 2013 (6), pp. 1746-1763
The New BMW 2.0-l Four-cylinder Gasoline Engine with Turbocharger, F Steinparzer, N Klauer, D Kannenberg, H Unger. 2011.

假如你是一野蠻女友，逼你家男票踩單車機。男票試了一下，玩兒命踩30秒能提到20公里時速。

你覺得他提速還能再快。他說不行天太熱屋裡空氣不流通快不了了。除非你給搖搖扇子。

你一搖扇子，空氣又涼快又清新，男票玩命踩10秒就上20公里了。

你說不錯但手太累，乾脆在單車機上裝一風扇，由單車帶動，不蹬不來風，人一蹬才來風。這就是傳說中的「人來風」。

男票上去狂踩，結果20秒才蹬到20公里時速。你說：「你小子怎麼比剛才還慢你思考什麼人生啊？這不有風扇幫你呢嗎？」

他趕緊解釋：「其實前半段車慢時沒什麼風，費勁，後半段車快起來才有風，有風才來勁啊！」

在這個故事裡，踩單車的男票就是發動機，風扇就是給發動機幫忙的增壓器，無論是機械增壓還是渦輪增壓，發動機低速段增壓不明顯，高速段才發揮作用，導致急加速時有遲滯感。

所以，像對男票一樣，對增壓發動機的遲頓還是要多理解多體貼才能走得長遠。

（本文僅戲說發動機增壓遲滯，不涉及動力系統其它環節。專業人士閱讀本文若感不適請跳轉到專業答案，如 @Jeff YU@銃蒙等。）

您說的猛踩油門大於1秒的延遲應該是自動變速箱邏輯問題，而不是增壓遲滯。
增壓遲滯主要表現在低轉速時發動機轉速攀升比較慢，到了增壓開啟的轉速區間又感覺轉速攀升明顯加快。在油門上表現為一開始覺得踩不動，過一會突然又變的很猛。
但是那您所說的突然地板油變速箱反應很慢並非這種情況，自動變速箱的車子突然地板油一般轉速並不會攀升，過一小會以後變速箱連續降檔才開始動力輸出。
我不是工程師，但是個人認為是變速箱在判斷你急加速的意願是否明確，以防止誤操作。因為一旦因為顛簸或者單純駕駛者緊張而誤踩油門時，發動機就直接強力輸出的話不但危險也會影響行車質感。本人以前開的兩部別克（林蔭大道和昂科雷）都是3.6的自吸發動機。表現即為正常力度踩踏油門轉速上升均勻，尤其是低轉時，可以很順暢的從800上升到3000。但是林蔭大道只要踩動稍大就能感覺到油門反應非常遲緩。而昂科雷則是地板油以後會快速連降多檔，轉速迅速拉的過高，但是速度卻上不來。一兩秒後自動升檔車才衝出去。所以地板油遲鈍真不是渦輪車專有。因此不管自吸還是渦輪車，只要是自動變速箱都會有一個思考邏輯過程。
如果題主覺得理由還不夠充分，那麼本人妻子現在開的CLA260應該可以提供另一佐證。CLA的2.0t發動機在油門響應設置為S檔時地板油車子在一個比較小的延遲下就能彈出去，比兩部3.6自吸的反應都快得多。但是從引擎800轉保持一個適中的力度踩油門會感覺上2000左右轉速指針上升速度突然變快。所以我認為這種引擎低轉時轉速表指針攀升速度明顯呈階梯變化的情況才是所謂的渦輪遲滯。
再舉個極端例子，本人現在駕駛寶馬M6，手動起步時可以直接滑胎，照說不會有遲滯，但是自動檔（邏輯設置為comfort）時地板油會停頓足足3秒後才開始加速，並且可以感覺到加速度是線性攀升的，即沒有很強推背感。我覺得從這裡是可以看到變速箱邏輯是如何影響發動機動力輸出的。
再次重申本人只是一個汽車愛好者，無任何汽車工程背景。所提觀點只是基於自己所駕駛過的車輛而來。可能並不準確。

昨天自己裝了渦輪壓力表，獲得了許多有用的信息，特來分享。
車型是audi a4 b5，發動機aeb，1.8t 20氣門。原廠最高壓力0.4bar。

之前我和所有人一樣，都覺得渦輪車的進氣壓力永遠是大於一個大氣壓的，後來我發現我錯了，只有在大油門的時候才會有增壓，其餘時間就tm是台自然吸氣發動機。
裝上表之後點火，怠速狀態下，增壓值-0.8bar，也就是進氣岐管存在真空度。除非油門踩到一半左右，不然進氣壓力永遠是小於大氣壓的，高速巡航也不例外。（高速150巡航狀態下進氣壓力-0.3bar左右）

正題來了，所謂延遲，就是從踩下油門踏板開始，到渦輪管路建立起0.4bar壓力所花費的時間。
細心的我發現，在踩下油門踏板的瞬間，進氣壓力直接等於大氣壓，也就是節氣門已經全開。從踩下油門到進氣壓力變化幾乎是瞬時的，同步的。所以困擾了我多年的電子節氣門反應比拉線的慢這個誤解消失了。也就是說你踩多少，節氣門就會開多少。雖然開度可能被ecu修正，但時機基本還是相同的。
節氣門延遲論不成立。

在轉速較低時（比如1500），渦輪還處於正常工作範圍之外，雖然也會有一些壓力，但是通常不會太大，大概在0.1-0.2bar的樣子，隨著轉速漸漸上升至扭矩峰值點（我的車原廠是2200轉左右，現在很多家用車已經到1750了），此時達到最大增壓壓力0.5bar，然後被ecu限制為0.4bar。
所以如果是在轉速較低時踩下油門，所謂延遲就是渦輪建立壓力的過程。具體延遲大小由渦輪起壓轉速以及當前負載決定。想要縮短延遲？降檔即可。

當發動機處於扭矩平台轉速時（也就是增壓0.4的區間），如果放掉油門，進氣壓力瞬間回到-0.8bar。渦輪瀉壓。但是如果此時給油，壓力又會瞬間回到0.4bar，中間延遲不會超過0.5秒。
只要轉速在渦輪正常工作的範圍內，渦輪延遲是可以被忽略的，起碼不會有感覺。

考慮到我的車是手動檔，自動車型還要考慮自動降檔，所以會限制節氣門開度。所以延遲時間等於變速箱延遲再加渦輪建壓延遲。

最後綜合以上情況，題主所說的一秒左右的延遲多半是低轉速下的加速延遲或者變速箱邏輯導致的延遲。

自然吸氣也有延遲，並且轉速越低延遲時間越長。對於渦輪增壓來說，可能的延遲有：
1，信號處理延遲
2，節氣門打開延遲
3，空氣充滿進氣管的延遲
4，渦輪增壓器加速延遲
5，自動變速箱控制的延遲。

前面很多大v回答過了。都挺好。

我提一個點，這個問題有點毛病，並不是所有的增壓機都會這麼大延遲。
目前主流的增壓機都用的廢氣渦輪增壓，從工作原理上講，本身就回有延遲。

賽車用的機械增壓，反應就快的多。只不過一般人接觸不到。

提問的人，對汽車的認識不夠深入。

沒記錯的話，賓士博物館就有台機械增壓的樣機，旁邊還有個手柄讓人手搖，去吹一個小球，演示工作原理。
一會翻翻手機，能找到照片的話就掛上來。

木有圖片呀，明明我在哪和一個德國小朋友比賽搖這個手柄的！為啥沒有圖哪！

啊。。。那有可能是因為在控制器對油門踏板的數據處理的時候會對信號進行了濾波，防止因為扭矩上的太快造成車輛衝擊。。。。強調舒適的車尤其明顯。

題主你把情況說說清楚啊。
如果有超過1秒的遲滯，那麼很有可能你開的是液力變距的at車吧？是不是指油門踩下，轉速上升，馬達轟鳴，但是過了1秒才感覺開始提速？如果是這樣，那是因為你開的是液力變距at的車。你要是開mt，或者dsg等直接傳動的變速箱的車，雖然渦輪啟動有遲滯，但是絕對比1秒要短的多的多。

可能是渦輪遲滯·· Turbo Lag
渦輪增壓的發動機有個發力轉速，在達到這個轉速前渦輪不怎麼起作用，所以也造成了渦輪增壓發動機發力線性不好的現象，剛開始沒力氣，渦輪突然開始工作以後爆發出來的力量非常大，導致車子很難控制···
現在的廠商做家用車的時候都盡量降低渦輪遲滯，以在提升動力的同事增強線性，這樣舒適性和操控性都好一些、、、
如果想看渦輪遲滯的直觀表現的話，可以去看看日本車的加速賽，日本人改車的時候喜歡把一個小發動機上改一個巨大無比的渦輪，比如EVO，Supra以前的一些爆改車型什麼的，加速賽的時候，油門全開，綠燈亮了以後有一個非常明顯的遲滯，然後就跟磕了葯一樣猛地跳出去，看著還是很好玩的，哈哈

我反感知乎流行的一上來先分析問題那套流程
但這個事真的要搞清楚是不是真的是油門/發動機有延遲
直白的說我高度懷疑是變速器在拖累動力發放

問樓主，這車變速器是否乾式DCT？（大眾橫置7DSG，福特6DCT，觀致，菲亞特，通用DCT也是）

如果是那幾乎肯定是變速器在起步時半離合，導致你感覺動力輸出不暢快

這類乾式DCT本質就是自動換擋的手波，但手波的頓挫是大家不喜歡的，所以在起步或者將擋時（也就是引擎進行過大幅度的轉速同步後）都需要半離合控制頓挫

這法子簡單粗暴但也有效，副作用有兩個：
- 起步會感覺不痛快，降檔速度也受限，當然如果你的油門指令非常強，有些變速器可能會考慮減少半離合以加強動力響應，但這是具體實現的細節，不影響原理
- 加劇離合片磨損，如果匹配大扭力引擎，工況又以起步蠕動為多，會導致離合頓挫、異響，乃至電機難以配合，著名的大眾死亡閃爍就是這麼來的

順便回答幾個可能的問題：
- 為什麼非增壓車沒有這個問題？因為經濟型渦輪引擎多數都匹配了乾式DCT，自吸產品則很少。順便吐槽，帶來經濟性的關鍵是直噴和新變速器，結果功勞都歸在了渦輪上，營銷精英們，你們贏了
- 為什麼手動檔頓挫就可以接受？因為那特么是你自己換的，你要是願意，也可以加長半離合減少頓挫。但自動檔你沒法干預，如果頓挫，變速器就要擔責挨罵了
- 如何證明答主的觀點？你可以試試君威渦輪版，相信這種現象非常輕微，因為它匹配傳統AT，連續發放動力且起步有扭力增益。油耗自然也無法下降太多。

總得給渦輪一個反應時間吧。

這個回答已經有有點兒眾神下凡的意思了。誰提的問題？你們的眾神導師嗎（布置了個作業）？

猛踩油門的遲滯。。。應該是降檔吧，目測題主說的是自動擋？

渦輪用發動機廢氣驅動。猛踩油門，廢氣驅動渦輪轉速增加，然後渦輪增壓再作用到進氣系統。所以延遲了。
你看頭文字D，為了不延遲，偏時點火，讓汽油進入排氣管，爆燃驅動渦輪，汽車尾巴能看到排氣管噴火

你要給渦輪一點思想準備

讓渦輪飛一會。

搜索引擎搜索名詞:渦輪延遲
我就不複製粘貼了