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，渦輪增壓器實際上就是一個空氣壓縮機。其工作原理是：利用發動機排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內的渦輪（位於排氣道內），渦輪又帶動同軸的葉輪（位於進氣道內），葉輪將空氣濾清器管道送來的新鮮空氣壓縮後，再送人氣缸。當發動機轉速加快時，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，從而增加發動機的輸出功率。
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轉矩。一臺發動機裝上渦輪增壓器後，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。
1.雙渦輪增壓
雙渦輪增壓一般稱為Twin turbo或Biturbo，雙渦輪增壓是渦輪增壓的方式之一。針對廢氣渦輪增壓的渦輪遲滯現象，串聯一大一小兩隻渦輪或並聯兩隻同樣的渦輪，在發動機低轉速的時候，較少的排氣即可驅動渦輪高速旋轉以產生足夠的進氣壓力，減小渦輪遲滯效應。
在雙渦輪增壓的汽車上會看到兩組渦輪通過串聯或者並聯的方式連接。並聯指每組渦輪負責引擎半數氣缸的工作，且每組渦輪都是同規格的，它的優點就是增壓反應快，並降低了管道的複雜程度。串聯渦輪通常是一大一小兩組渦輪串聯搭配而成，低轉速時推動反應較快的小渦輪，使低轉速扭力足夠大；高轉速時大渦輪介人，提供充足的進氣量，功率輸出得以提高。
2.單渦輪雙渦管
單渦輪雙渦管可以說是寶馬的獨有技術，單渦輪雙渦管就是將一個渦輪增壓器的氣流在經過渦管時分為兩股，每股氣流負責三個缸。同時與雙渦輪相比，單渦輪的設計也降低了排氣脈衝的相互干擾，更能減輕發動機的自重和油耗
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