渦輪增壓發動機是依靠渦輪增壓器來加大發動機進氣量的一種發動機，渦輪增壓器(Turbo)實際上就是一個空氣壓縮機。它是利用發動機排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內的渦輪(位于排氣道內)，渦輪又帶動同軸的葉輪位于進氣道內，葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣，再送入氣缸。當發動機轉速加快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步加快，空氣壓縮程度就得以加大，發動機的進氣量就相應地得到增加，就可以增加發動機的輸出功率了。渦輪增壓發動機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。一臺發動機裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器相比，可增加大約40%甚至更多。
工程機械增壓器發動機在全負荷狀態下時排氣能量非常可觀，但當發動機轉速較低時，排氣能量卻小的可憐，此時渦輪增壓器就會由于驅動力不足而無法達到工作轉速，這樣造成的結果就是，在低轉速時，渦輪增壓器并不能發揮作用，這時候渦輪增壓發動機的動力表現甚至會小于一臺同排量的自然吸氣發動機，這就是我們經常說的“渦輪遲滯”現象。
對于傳統的渦輪增壓發動機來說，解決渦輪遲滯現象的一個方法就是使用小尺寸的輕質渦輪，首先，小渦輪會擁有較小的轉動慣量，因此在發動機低轉速時，在發動機較低轉速下渦輪就能達到最佳的工作轉速，從而有效改善渦輪遲滯的現象。不過，使用小渦輪也有它的缺點：當發動機高轉速時，小渦輪由于排氣截面較小，會使排氣阻力增加（產生排氣回壓），因此發動機最大功率和最大扭矩會受到一定的影響。而對于產生回壓較小的大渦輪來說，雖然高轉速下可以擁有出色增壓效果，發動機也會擁有更強的動力表現，但是低速下渦輪更難以被驅動，因此渦輪遲滯也會更明顯。
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