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1 # LFX天涯明月
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2 # 眾口說車
渦輪增壓器的介入不一定是越早越好,要根據發動機的排量以及定位去取捨,渦輪正壓越早,遲滯越小,建立壓力越快,但是相對來說增壓效果就略差,對大功率輸出不利。
隨著渦輪增壓技術的不斷髮展,渦輪增壓發動機越來越普及普及,但是,很多車友對渦輪增壓發動機的執行原理和機制仍然存在很大的誤區,下面簡單的和大家普及一下。
渦輪增壓和自然吸氣都屬於電子噴射發動機無論是自然吸氣還是渦輪增壓,其本質仍然屬於電子噴射發動機,仍然遵循著電噴發動機的原理,透過空氣流量感測器、進氣溫度感測器檢測進氣量,透過氧感測器監測尾氣中氧含量,再透過發動機的ECU根據各種感測器計算實際噴油量並控制噴油嘴的噴油脈寬噴油,最終使發動機的空燃比維持在合理的範圍內。
渦輪增壓發動機的原理發動機是熱機,理論上燃燒更多的燃料會輸出更大的動力,但是在自然吸氣發動機時代,進氣量受限於物理排量,無法進一步提升,於是,渦輪增壓應運而生。
對於渦輪增壓發動機來說,我們可以理解為在進氣道上安裝了一個鼓風機,這個鼓風機的動力來自發動機尾氣推動渦輪,然後帶動同軸渦輪隨著轉動,渦輪達到一定轉速以後,會不停的把空氣吹向進氣歧管,增加空氣壓力和空氣密度,使同一時間進氣量增加,然後再透過匹配噴油量,實現增加輸出功率的目的。
只要發動機運轉,有尾氣排放,渦輪就會轉動!在排氣段整合的渦輪就相當於一個風力發電的扇葉,只要有風就會旋轉,只要發動機運轉就會轉動,但是,當發動機轉速較低時,渦輪轉速慢,進氣段所形成的壓力非常小,壓力比不上發動機在低速運轉時所需要的空氣壓力,此時進氣歧管為負壓狀態。可以理解渦輪在空轉。
發動機需要達到一定轉速才能形成正壓發動機轉速逐漸升高,達到正壓的臨界轉速時,渦輪的轉速也越來越快,在這個一個臨界轉速渦輪產生的壓力要超過進氣壓力,此時就是所謂的渦輪介入,也就是渦輪正壓臨界轉速。實際上這個臨界轉速是在節氣門全開狀態下獲得的,因此,在很多測試曲線上會有一個明顯的扭矩上升過程。
正常勻速行駛時,渦輪增壓器的進氣洩壓閥處於洩壓狀態,進氣狀態等同於自然吸氣,進氣歧管為負壓當發動機的轉速超過臨界轉速以後,雖然可以達到正壓的臨界值,但是不一定要處於正壓狀態,因為發動機進氣壓力一旦處於正壓狀態,就意味著進氣量的增加,輸出功率的增加,同時也會帶來油耗的增加,而汽車在中低速勻速行駛時,所需要的輸出功率非常有限,可能只需要20到30千瓦,渦輪處於正壓,既沒有意義,又會導致油耗升高。
為了避免這種情況,根據發動機的需要來增加進氣壓力,工程師在渦輪增壓器的進氣端安裝了進氣洩壓閥,也就是說,雖然發動機的尾氣吹動渦輪高速旋轉,可以形成正壓,但是為了避免重壓帶來的高功率和高油耗,就需要將壓力卸出,進氣洩壓閥在此時開啟,高壓氣體透過洩壓閥進入到渦輪的前端,雖然渦輪此時仍然在高速旋轉,但是不會形成有效壓力。
需要動力時,節氣門開度增大,進氣洩壓閥關閉,形成正壓灌入進氣歧管,此時進氣歧管為正壓當進行爬坡、急加速時,需要較大的功率,節氣門的開度變大,發動機轉速也超過正壓臨界值,此時當ecu檢測到動力需求時,控制關閉進氣洩壓閥,進氣壓力增大,大量的空氣送進節氣門,此時進氣歧管的壓力為正壓狀態。進氣量增大,隨之而來的就是噴油量的增大,動力增加。
渦輪慣量越小,越容易被推動,渦輪響應越快回到主題裡,當渦輪的慣量越小,意味著被尾氣推動所需要的能量就越小,轉動就越明顯,這樣渦輪遲滯現象就相對要小得多,這比較容易理解,就是當尾氣輛量足夠的時候,渦輪比較輕巧地轉動起來。通常情況下,在一些突出動力的發動機上,往往會有這樣的設計傾向,採用小慣量的渦輪,可以使渦輪增壓器更快的建立正壓,從而在低轉速時就可以輸出較大的功率。
對於排量相對較大的,又偏重於油好的設計,通常情況下,渦輪正壓的轉速並不會太低,在正雅臨界轉速以前,通常會相當於自然吸氣發動機的效果,噴油量不大,動力輸出也不大。
渦輪慣量太小,形成的正壓壓力有限小慣量渦輪也有一個明顯的缺點,那就是由於渦輪的慣性有限,推動渦輪很容易,沒有尾氣的時候,渦輪的轉速也會迅速降低,渦輪慣量太小對發動機尾氣的持續性需求比較嚴重,因此有時候也會形成動力延遲的情況。發動機收油和加油的瞬間動力響應,反而有些遲滯。
此外,小慣量渦輪的慣性太小,無法形成較高的壓力,表現的現象就是增壓壓力有限,發動機功率輸出有限。
渦輪增壓發動機到底省不省油?渦輪增壓發動機在渦輪正壓時,噴油量會增加,輸出較大功率,在渦輪負壓時,相當於一個自然吸氣發動機,因此,其油耗與運轉工況有很大關係。
一般情況下渦輪增壓發動機和相同功率的自然吸氣發動機相比時省油的,比如,一臺1.8T渦輪增壓發動機可以和一臺2.5L自然吸氣發動機的功率相當,但是1.8T都物理排量更小,泵氣損失也就更小,而日常勻速行駛時進氣歧管大部分時間處於負壓,相當於一臺自然吸氣發動機,1.8L的動力輸出足以保證勻速行駛所需要的功率,當急加速或大功率高速行駛時,渦輪正壓,發動機的扭矩增大。
根據發動機功率P=轉速*扭矩/9550
這個公式,在輸出相同功率時,渦輪增壓的扭矩更大,因此轉速更低,泵氣損失更小。而自然吸氣發動機的扭矩相對較小,轉速會攀升,泵氣損失更大,因此總體上看,渦輪增壓發動機在同功率輸出時油耗也會更低。
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3 # 航母甲板降落成功
渦輪介入當然越早越好,但是單個廢氣渦輪要做到起步階段就介入是很難的。現在電力+廢氣雙渦輪就能實現起步階段就介入。起步階段電力渦輪與廢氣渦輪串聯起來,電力渦輪為第一級,是增壓主力。廢氣渦輪是第二級,起步階段增壓很小。當轉速提升後,電力渦輪停止工作,就變成普通渦輪增壓發動機的工作模式了。
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4 # 愛車大家說
首先要糾正一下“渦輪介入”這個說法,這是不正確的,渦輪介入這個說法很容易讓人認為渦輪是從最大扭矩轉速開始才進行工作的。其實並非如此,發動機從啟動開始渦輪就在轉了,只是廢氣沒有達到一定數量時渦輪轉速沒那麼高,提供不了最大的增壓壓力而已。
比如說一臺發動機,1400轉-4000轉之間可以輸出最大扭矩,這表示的是1400轉開始渦輪增壓器可以提供足夠的增壓壓力讓發動機輸出最大扭矩,而在這個轉速之前渦輪也在增壓,只是增壓壓力不夠,達不到最大扭矩而已。
為什麼有些車最大扭矩轉速低,而有些車最大扭矩轉速高呢?這主要取決於車輛用途,一般來說家用車都可以在很低的轉速輸出最大扭矩,而一些效能車最大扭矩來得都比較晚。
因為家用車最常用的轉速區間就是低轉速區間,比如我們日常用車,基本上發動機轉速都在1500-3000之間,確切地說是1500-2000之間。所以在這個轉速範圍內渦輪能有效發揮作用無疑是錦上添花了。
而效能車追求的是動力,比如一些車在賽道里跑圈速,直線上基本都是全油門,低擋位高轉速,發動機轉速始終保持在比較高的範圍,你很少見到有人在賽道里2000轉跑。所以這些車更需要在高轉速時讓渦輪發揮作用,提高高轉速下的動力輸出水平。
怎樣控制最大扭矩轉速想要控制最大扭矩轉速方法也很簡單,那就是使用不同尺寸的增壓器。增壓器越小,驅動起來越容易,普通家用車都用的是小尺寸渦輪增壓器,這樣才能保證一千多的轉速下廢氣就能驅動它。
而效能車的渦輪增壓器就大得多了,低轉速時廢氣量小推不起來,但是高轉速時廢氣量多了增壓器就能提供更大的增壓壓力。所以說發動機扭矩平臺的設定取決於具體需求,而實現方法就是改變增壓器的大小。
由此可見最大扭矩起始轉速來得早或者晚取決於用途,對於家用車來說最大扭矩轉速越低肯定是越符合日常使用條件。但是對賽車來說肯定更注重高轉速下的動力性。
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5 # 這天那地車馳騁
渦輪介入的時間是越早越好嗎?要說渦輪介入的早晚是好還是不好。只能說,看你的車是什麼車,主要的用途和在什麼場景下使用。如果是一輛硬派越野車,又經長去野外玩越野的話,那麼渦輪增壓介入的時間越早越好。因為,渦輪增壓的介入增加了車輛扭矩和瞬間功效輸出,在車輛受困受阻時的瞬間,就能爭取和幫助車輛脫困。
如果是一部經常在市區使用的車輛,則是不需要有的大扭矩和功率爆發,以提升車輛的動力和速度。渦輪的介入會有壓力空氣進入氣缸燃燒內,同時ECU也會根據進氣量做出增加噴油量,比沒有渦輪介入時,是自燃吸氣狀態下油耗有所增加。所以,對於大部分市區用車,渦輪介入晚反而省油。
一般來說,只要帶渦輪增壓的車輛,在發動機啟動時,渦輪就開始運轉了,只是渦輪轉速比較低,也就是空轉而已,並沒有對發動機形成增壓空氣進入到缸內。只有在發動機轉速提升了,排氣量和排氣流速提高時,渦輪葉片才會在排氣量和流速下作高速運轉,渦輪進而泵進空氣壓縮形成壓力空氣進入發動機缸內,同時ECU調整噴油量,使發動機達到最佳空燃比,使發動機輸出和達到最大扭矩。
有的車輛發動機配備了AVS功能,AVS功能是用來調節排氣門的,也就是在發動機低轉速時減少排氣門,提高排氣氣流速度,以此來增加增壓渦輪壓力,渦輪介入就早。如:奧迪A4L在發動機1500轉渦輪增壓介入,發動機達到最大扭矩。而沒有AVS的Magotan則是要1800轉才能達到最大扭矩。
現在的渦輪發動機在渦輪增壓管的進氣端安裝了一個進氣洩壓閥。其主要目的是在車輛勻速行駛時,渦輪增壓器的進氣洩壓閥處於洩壓狀態,不讓更多的氣流進入渦輪增壓器,使渦輪處於空轉而達不到增壓的目的。這時的車輛發動機等同於一臺自然吸氣發動機。只有在車輛需要動力時,節氣門的開度增大,進氣洩氣閥才會關閉,強氣流推動渦輪葉片,渦輪增壓介入,提高發動機扭矩。
總結:渦輪增壓發動機和相同功率的自然吸氣發動機相比較會省油一些。但是在急加速或大功率時,渦輪增壓發動機比較有優勢。就省油而言,渦輪介入的早不省油,但是動力扭矩提升快。
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6 # 97motel
理論上是這樣的,渦輪增壓器提早介入就可以更早的獲得大扭矩輸出,但這個問題我們要分開看,在討論這個問題的時候要將柴油機和汽油機分開看,因為柴油機本身使用轉速就低,渦輪一般都在1700轉介入,那麼也就是說在單位時間裡,柴油機會更早的獲得渦輪增壓器帶來的更多的動力,而汽油車就會慢些,當然,汽油車就可以靠高轉速來彌補時間差。所以,越早介入,確實理論上是越好的。但現實情況殘酷,汽油車不具備像柴油車那樣提前介入的條件。所以可調校的空間不大。我的是柴油SorentoL,使用這款車明顯在渦輪介入後,動力增加非常明顯,1700轉介入後,中段提速非常明顯,這也是同等排量下,汽油車所不具備的,反倒發動機轉速上去後,噪音變小,基本跟汽油車沒有區別。2.2t的發動機1700轉就能有440牛的扭力,你想想汽油機兩三千轉才獲得三分之二的扭力,你就能明顯感覺到介入早晚的差別了。
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7 # 榮邁
首先渦輪分高轉速和低轉速還有氣缸劃分,很多好車有雙渦輪,過去還有四渦輪不知道現在有沒有了。
介入早晚和好壞無關,車型匹配渦輪針對車重和電腦匹配而定。
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8 # 天和Auto
先看一張圖片,紅圈位置對應的轉速是介入轉速,藍圈對應的轉速最大扭矩的轉速。
示例圖片的發動機最大扭矩為270N·m,如果您想要讓汽車加速感受很好,而且又能足夠省油的話,發動機一定是越早達到270N·m的標準就越好。
扭矩×轉速÷9549=功率功率×1.36=馬力公制馬力1PS等於七十五公斤力,概念是驅動75kg的物體實現一米一秒的運動。
汽車的整備質量是不變的,所以一定是馬力越大動力越強,但是發動機總是轉速越高油耗也就越高;所以想要實現低油耗的體驗高效能,正確的“CP”就是“大扭矩×低轉速”。
如何實現低轉速爆發大扭矩呢?這就需要渦輪增壓技術了。
普通內燃機是“自然吸氣”技術,依靠電機帶動內燃機啟動後,透過油門踏板控制“節氣門”;油門並不直接控制油路而是控制“氣道”,油門越深節氣門翻板的開度越大,就像下圖所示一樣。
氣門開啟的大一些後,發動機就能吸入更多的空氣,噴油量按照進氣量計算,這叫作“空氣燃料比”;隨後將吸入的空氣混合噴射的燃油壓縮蒸發後進行燃燒,轉化出超過怠速做功的熱能,從而推動內燃機的曲軸以更快的速度運轉——曲軸轉速升高,活塞在氣缸內往復運轉的動作就會越快,吸力也就會更大——隨後就能從氣道里吸入更多的空氣了。
自然吸氣發動機的升轉速流程總結為:
加大節氣門開度燃燒做功轉化更多熱能提高轉速當轉速達到某一個轉速節點時,比如4000rpm,這一瞬間發動機才能按照標準排量吸入足量的空氣,並且噴射出足量的燃油;此時才能爆發出最大扭矩;但是隨後又會因為轉速過高導致做功時間過短,進氣量會縮減,扭矩反而會下滑。
所以自然吸氣發動機的中低轉速爆發力很差,扭矩也很小,1.5L NA(自吸)發動機的最大扭矩不過145N·m左右,中低轉速區間只有100~135N·m左右的標準;量產車的百公里加速普遍都要十幾秒,由此可見扭矩的重要性。
講了這麼多內容並不是“閒白”,而是要學會“重視扭矩”。渦輪增壓發動機的介入轉速其實並不是很重要,重點在於達到“最強增壓”的對應轉速是多少!——最強增壓等於透過渦輪主動吸入最多的空氣,以實現標準排量的進氣噴油量,燃燒轉化出最大的扭矩;以此才能實現“大扭矩×低轉速=大馬力”的目標。
理想的渦輪增壓發動機應當在1500轉左右達到“最強增壓”,也就是增壓器的最高轉速,差一些的標準也應當控制在2000~2500rpm區間;再差的就不多了,除非是扭矩特別大的發動機才會晚一些,否則起步低轉速就能爆發超大扭矩很容易讓車輪打滑而失控,不過沒有4.0T以上都算不上超大排量。
“介入轉速”到底是個什麼概念呢?
其實發動機在怠速的時候,渦輪增壓器是不運轉的!因為怠速時的轉速低,排氣量不夠大,排氣壓力不足以驅動渦輪運轉;但這卻是個理想的設定,不增壓反而能有效控制怠速時的發動機溫度和壓力,以延長髮動機的使用壽命,怠速本就不需要很高的功率。
所謂“介入”是指開始驅動渦輪運轉,介入轉速對應的就是“開始的轉速”;這個轉速一般都在1000rpm左右,是略高於怠速轉速的,說白了就是略微踩油門即可開始介入,在達到最強增壓標準之前為線性上升的狀態。比如示例的發動機就是從1000轉開始介入增壓,1000-1500轉的增壓壓力快速上升,到1500轉則可穩定最強增壓狀態到4000轉了。
綜上所述,渦輪增壓發動機不需要過於關注介入轉速,需要關注的是多高的轉速才能達到最大扭矩;一般建議1.5T在1250~1700轉之間,可以維持輸出到3500~4500rpm區間即可;2.0T發動機的理想標準是1500~1800rpm,穩定峰值到4000rpm左右即可;3.0T以上可以在2000~3000轉之間,這些發動機就要看介入轉速了,畢竟最大扭矩來得太晚,介入最好在1000轉左右才能保證低轉速區間的爆發力不弱,不過這種排量的發動機畢竟是小眾車使用,這裡就不討論了。
目前看來最理想的發動機還是電動機,因其起步第一轉即可爆發最大扭矩,所以電動汽車和插電混動汽車的動力才會那麼強。
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這個問題覺得不太專業!渦輪什麼時候介入?太奇怪了,只要發動機運轉,渦輪就會工作!它是隨發動機轉速高低而跟隨變化的!不存在什麼時候介入的問題!渦輪的軸和排氣管上的葉輪是連線一體的,只要發動機排氣,氣流驅動葉輪就會帶動渦輪轉動,併產生壓力進入氣缸,使噴入氣缸的燃油在高壓下產生更大的力量,推動活塞連桿透過曲軸把功率傳動到變速箱和車輪!
說了這麼多廢話,無非是說明一個機械原理!歸根結底一句話,只要發動機開始運轉,渦輪就已經同步工作了!不存在什麼時候介入的問題!