针对废气涡轮增压的涡轮迟滞现象，双涡轮增压应运而生，即一个大涡轮和一个小涡轮串联或者两个相同的涡轮并联。当发动机低速运转时，较少的废气可以驱动涡轮高速旋转，产生足够的进气压力，减少涡轮迟滞效应。
涡轮增压发动机是指装有涡轮增压器的发动机。
涡轮增压器其实就是一种空气体压缩机，通过压缩空气体来增加进气量。它利用发动机排出的废气的惯性冲力推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴叶轮，将空气体过滤管路送来的空气体压入气缸。当发动机转速增加时，废气排出速度与涡轮转速同步增加，叶轮将更多的空气体压缩到气缸内。增加空气体的压力和密度可以燃烧更多的燃料。通过相应地增加燃料量和调节发动机转速，可以增加发动机的输出功率。
当驾驶员踩下油门踏板时，发动机转速会发生变化。
因为涡轮和压缩机都有惯性，不能及时跟上这种速度变化。这种现象被称为“滞后”。“迟滞现象”延迟发动机输出功率的增加或减少。这样加速再快就会感觉发动机不努力。使用双涡轮增压器是带有两个独立涡轮增压器的增压系统。当发动机与两个涡轮增压器共同工作时，进气效率大幅提高，增压效果更加显著，动力性能大幅提升。
另一方面，当发动机转速较低时，只有一个低速涡轮工作。此时较少的废气就可以驱动这个涡轮高速旋转，产生足够的进气压力。当发动机转速提高时，高速涡轮将继续在高增压值下工作，提供持续强劲的动力。
这种双涡轮增压技术在提升发动机动力性能的同时，还能改善涡轮增压的“迟滞性”。但是双涡轮增压发动机并不能完全消除“涡轮迟滞”的现象。毕竟涡轮增压器叶轮的惯性还是存在的。在实际使用中，双涡轮增压发动机通常配备在直列6缸或V型等大排量的发动机上。
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