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搭載渦輪增壓發動機的車輛在高速公路省油,原因是增壓器全時介入,節油不僅在高速。
渦輪增壓發動機的介入轉速被一幫“偽專家”曲解了很久了,以某臺2.0T渦輪增壓發動機為例,該機器最大功率200kw、峰值扭矩400N·m、最大扭矩轉速2750~4000轉,按照這一引數判斷很多人認為2750轉之前這臺發動機的增壓器是不執行的,然而這是大錯而特錯。
渦輪增壓器的動力來自發動機執行時產生的排氣壓力,內燃式發動機的執行步驟分為【進氣、壓縮、爆燃、排氣】,只要點火啟動後發動機則會產生排氣。但是怠速的排氣壓力比較小,其壓力不足以驅動渦輪增壓器的渦輪運轉;但在開始起步後達到1000轉左右時壓力已經足夠大了,此時排氣壓力開始驅動渦輪旋轉,這一轉速叫做介入轉速。
以上述發動機為例,最大扭矩轉速出現在2750轉,這一節點是增壓器渦輪達到最高轉速的發動機轉速,假設這臺發動機的介入轉速為1000轉,那麼從1000~2750轉則是增壓器渦輪轉速緩緩提升的過程,在這一區間內增壓器是始終在執行的。而車輛實現節油則是增壓器始終運動帶來的結果,增壓器的作用是壓縮空氣體積,使單位體積內空氣各分子的總量增加但體積不變;空氣中還有20.9%的氧氣,在壓縮後氧氣的比例會升高,而氧氣是燃油的助燃劑和“興奮劑”,其比例越高燃燒時燃油能量分子的運動強度則越大,產生的動能則越強,運動強度大產生的火焰溫度也就會越高,比例參考下圖。
燃燒溫度越高等於分子運動強度越大,動力自然越強;那麼壓縮空氣比常壓空氣氧含量大,燃燒同樣體積的燃油渦輪增壓發動機產生的動能越多則扭矩越大。車輛在同樣重量和同樣時速下需要的功率(馬力)是相同的,想要實現同樣的功率有兩個辦法,第一個是扭矩小高轉速,第二個是扭矩大低轉速,因為功率的計算公式為【轉速×扭矩÷常數】。渦輪增壓發動機能實現消耗同樣的燃料獲得大扭矩,大扭矩則可以以更低的轉速實現高功率,發動機轉速越低噴油量越少則油耗越低,這就是渦輪增壓發動機省油的原因。
至於在中低車速區間渦輪增壓發動機的汽車油耗似乎是略高一些,但這不是絕對現象,因為計算油耗一定要看推重比,重點在於車身的重量。有些量產車的渦輪增壓版與自然吸氣版重量相同,這些車的增壓版油耗在各個車速區間的油耗都會更低;而不同品牌的車輛絕大多數是搭載渦輪增壓發動機的車更重,重車與輕車以同樣速度行駛肯定需要更大的馬力,而在低轉速時增壓發動機的扭矩領先優勢並不非常大,與普遍300公斤左右的重量差綜合計算後自然油耗略高。所以油耗計算要綜合很多因素,並不是只看發動機的進氣方式就能判斷的,但在同樣的推重比之下一定是渦輪增壓發動機更節油。
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是的。增壓發動機本意是在氣缸容量不變的情況下燃燒更多的汽油以獲取更大功率,但近年逐漸被用於環保。它是這麼來達到這一目的的。大多數車輛在巡航狀態下油門處於較小位置,發動機輸出功率不大,但加速和起步階段確要求更大功率也改善機動性,而大排量發動機在油耗經濟性上沒有優勢。而增壓器的引入,可以緩解兩者矛盾,即巡航狀態下發動機轉速較低,不需要啟動增壓,比如高速上勻速行駛期間。而起步或加速時轉速升高,增壓器啟動,提供比巡航狀態下更大的功率,如此一來發動機就可以不必要求過大的排量,從而達到省油目的。