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原因_壓縮比存在差異(不是所有小排量發動機都用92#汽油)燃油動力汽車與汽油標號的關係_關鍵詞為「壓縮比」
汽車應該使用哪種標號的汽油,決定因素往往有兩點:設計製造,壓縮比。解析此問題首先要了解壓縮比的概念,燃油動力汽車裝備的內燃式熱機為「四衝程」,四個步驟分別為:噴油進氣,壓縮蒸發,膨脹做功,排出廢氣,參考下圖。
壓縮衝程決定發動機汽油標號的核心因素為「壓縮比例」活塞上行是對氣缸內的空氣進行壓縮!空氣在擠壓的過程中會出現分子的劇烈運動,在運動過程中則會因摩擦產生高溫。燃油從「液態狀態」時開始燃燒的速度會很慢,而成為氣態後的燃燒速度就會變得非常非常快;內燃機曲軸每分鐘要運轉數千次,留給【膨脹做功】衝程的時間是非常短的,那麼提升燃油燃燒的速度則非常重要——限定時間內燃燒速度快,產生的熱能(扭矩)就會更大了。(下圖為壓縮過程中分子運動狀態)
「壓縮衝程」的作用是升高溫度而蒸發燃油,但什麼是“壓縮比”呢?簡而言之,氣缸總容積假設為【10】,活塞從下止點到上止點掃過的體積是“壓縮衝程”;氣缸總容積減去壓縮衝程的體積,剩下的是燃燒室做功容積——總容積與剩餘容積的比例叫做壓縮比,這一比值越大則等於壓縮的程度越高。空氣被“壓縮的越狠”則分子運動的強度越大,產生的溫度則越高,結果則是燃油蒸發的效率以及蒸發後燃燒的效率都會升高,此類發動機的扭矩就會更大。
汽油辛烷值異辛烷_100正庚烷_0辛烷值越高則汽油燃燒產生的振動強度越低,可理解為燃燒更溫和。異辛烷的辛烷值很高,所以其佔比就是汽油標號的標註方式,比如佔比92%則為「92#汽油」。異辛烷實際只是一個概念,是由烷烴、烯烴、芳烴等物質組成;這些能量物質越多則辛烷值越高,反之辛烷值越高則物質越多——密度越大,高密度的汽油需要更高的溫度才能有效的蒸發,高溫需要的是「高壓縮比」。
知識點:92#汽油適合的壓縮比極限約為「≤10:1」,超過這一標準則需要使用高密度的95#汽油。否則使用低密度汽油就會因壓縮產生的溫度過高,導致膨脹做功的燃燒衝程產生過於強烈的振動,這會加大活塞與氣缸磨損的程度,同時也會因振動產生更大的噪音甚至車身共振。所以判斷汽車應該使用哪種標號的燃油,最簡單的辦法是查詢發動機的壓縮比,但這並不是唯一的參考。
特殊機型:某些壓縮比超過10:1的發動機同樣支援使用「92#汽油」,原因是機體材料與整車NVH設計符合高強度振動的需求。說白了就是這些發動機在內部振動比較誇張的狀態下,機體不會有過度的磨損,車輛NVH(噪音/振動/聲振粗糙度)的水平也是可控的。所以確定汽油標號的方式為參考油箱蓋的標註建議值,第一標準為首選項。
排量影響:發動機排量越大則進氣量與噴油量越大,燃燒更多燃油必然會產生更大的熱能(推動力/振動)。所以大排量發動機為了有效控制磨損,即使在壓縮比不是很高的前提下,因扭矩基數偏大也需要使用高標號汽油。其中高效能的渦輪增壓發動機要求會更嚴格一些,這就是決定汽油標號選擇的三大因素,供參考。
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首先要說明的是:隨著發動機、變速箱技術的不斷進步,越來越多的越野車逐步選用了渦輪增壓或機械增壓,當然,現在的純正越野車的確很少用渦輪增壓。
原因有以下幾點:
1、渦輪增壓發動機存在渦輪遲滯現象,動力不線性、不直接,對於純正的越野車來說,要求油門反應直接、靈敏、線性,特別在複雜越野路況,精細嗯、直接的動力調整與響應關乎與能否順利突破障礙,而渦輪增壓發動機目前還做不到這一點,雖然現在的渦輪正壓介入轉數越來越低,但是渦輪遲滯現象也是客觀存在的。
2、渦輪增壓發動機低扭普遍不高,渦輪正壓介入以前渦輪增壓發動機只相當於排量較小的自然吸氣發動機,越野攀爬路況需要強大的低扭,渦輪增壓目前做不到這一點。
渦輪增壓這麼好用為什麼硬派越野車從來不用?
在國內,買車不帶“T”都不好意思出門了,這個”T”自然就是指渦輪增壓,英文名稱Turbo Boost。
但也有一個現象,就是不管國內國外,好像那些硬派越野車都不用渦輪增壓。像悍馬H2、陸巡、PRADO、Pajero、Wrangler等,都是用的自吸發動機。
可能你會覺得,這些越野車本身排量就很大了,沒必要再用渦輪增壓了!真是這樣嗎?越野車裡的極品小王子--鈴木Jimny, 1.3L的排量夠小了吧,比大多數家用轎車都小,它也從來不用渦輪增壓…
為什麼在家用轎車上大為吃香的渦輪增壓,越野車卻不用呢?
渦輪增壓確實能大幅提高發動機的扭矩和功率,同排量發動機,用渦輪增壓動力瞬間提升七、八成,如同運動員吃了興奮劑一般可以壓榨出發動機的最大潛力。小排量+渦輪可以說是現在家用轎車的黃金組合,那麼純種越野車為什麼不把排量做小然後用渦輪增壓呢?
1,低扭不足
首先“興奮劑”只有在劇烈運動時才會派上用場,恰恰越野車很多時候並不是在劇烈運動。越野中經常會遇到陡坡、沼澤,這樣的情況下低轉速大扭矩更為重要,而恰恰渦輪增壓存在低扭不足的先天缺陷。
因為渦輪增壓工作的前提是發動機有一個最低轉速,當發動機轉速過低時,渦輪幾乎是不參與工作的,扭矩優勢很難發揮出來,此時渦輪就是個累贅,對爬坡和脫困起不到什麼幫助作用。
(可能有人會發現,新款的賓士G500由5.5L自吸改為了4.0T渦輪增壓了,但要注意,賓士G500在提升最大扭矩時,也將最大扭矩轉速由2800-4000rpm擴充套件為2250-4750rpm了。)
2,動力遲滯
吃了“興奮劑”不會立馬就有效果,還需要時間等它發作,渦輪增壓也是如此。由於渦輪增壓器是透過廢氣來驅動的,在發動機低轉速工況下,發動機的排氣量不足以帶動葉輪,而當深踩油門加大轉速時,這時候排氣流量瞬間變大了,但是原本低速轉動甚至不轉動的葉輪由於慣性並沒有被馬上推動,而是會延後一段時間才進入正常的工作狀態。感覺就像憋了一口氣,然後突然吐出來,動力輸出上不能做到隨踩隨有。