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汽車百科知識:「渦輪增壓技術」

渦輪增壓技術」在城市代步中無法體現節油優勢嗎

Turbo_廢氣渦輪增壓技術的初衷是用來提升動力嗎?

大部分人都認為「T型機」是為了提升車輛的駕駛樂趣而存在,然而在節油減排的大時代中能夠普及,其核心優勢壹定是能夠節油。至於“城市中低速代步駕駛”無需增壓技術的說法,可以100%確定這些用戶使用的是低標準的NA(自然吸氣)發動機,同時對於增壓節油原理是壹無所知的——增壓技術是否節油不宜車速區分。

01、計算題

假設車輛平均以40km/h車速駕駛,發動機維持這壹速度需要60馬力。某2.0L-NA發動機的最大扭矩為200N·m,但是要到4000轉才能發力,在低轉速區間水平很低。某1.0T渦輪增壓機最大扭矩同樣為200N·m,並且可以在2000/4000轉區間維持峰值壓力,相同的車速各自的轉速是多少呢?

知識點:馬力=(轉速×扭矩÷9549)×1.36,按照這壹公式計算得出的結果如下。

1、自然吸氣2.0L發動機,60馬力需要2800rpm左右。

2、渦輪增壓1.0T發動機,60馬力需要2100rpm上下。

兩臺發動機在不考慮推重比、風阻系數以及傳動行駛系的特點的前提下,毫無疑問是1.0T發動機更節油。原因為排量低了壹半油耗本就會很低,實現相同的車速又能以低700rpm的轉速運行,內燃機的轉速越低則油耗越低。那麽為什麽兩臺機器在峰值扭矩都是200N·m的前提下,轉速差距會這麽大呢?答案正是渦輪增壓器。

02、增壓概念與區間

渦輪增壓器的本質是「空氣壓縮機」,其運轉的動力來自內燃機正常運行會產生的排氣,利用氣流吹動渦輪以數萬轉甚至十余萬轉每分鐘的高轉速運轉。空氣在氣流的作用下必然會被壓縮,然而體積變小但是分子數量並沒有減少,這就等於讓小體積的空氣中有了更多的氧氣——增壓·壓縮空氣的最終目的是為了增氧,氧氣可以提高單位時間內燃油燃燒的效率;說白了就是相同的燃油,與高氧濃度空氣反應會產生更大的扭矩,同時可以維持。

參考數據:某1.0T發動機,最大扭矩200N·m(2000~4000rpm)

這組數據應該怎樣解讀呢?很多人認為增壓器是在發動機2000轉時,為其實現最強程度的壓縮增氧(增扭),這是錯誤的理解。因為增壓器只有達到最高轉速(增壓壓力)時,發動機才能以燃燒狀態實現峰值扭矩,而增壓器不可能從0轉瞬間達到數萬轉。所以真實的情況為絕大多數增壓器是在1000轉左右開始運轉,行駛轉速只要比怠速轉速稍微高壹點就能驅動其運轉。

在1000~2000轉區間是增壓壓力(渦輪轉速)的線性提升——增壓器在正常駕駛範圍內始終都在增壓,也就是說在普遍認為的“不工作轉速範圍內”,其實現的結果也是扭矩大於同排量與更大排量NA發動機的水平。扭矩越大則能夠以低轉速實現大馬力,能在中低轉速區間維持峰值輸出這是自吸機頭做不到的,自吸發動機只能以拉高轉速的方式提升馬力,而高轉速的油耗自然是無法控制的。

總結:

渦輪增壓技術會在全轉速區間,實現比同排量發動機更節油的水平,同時還能實現比大排量自吸發動機相當或更強的性能,所以NA機型的存在只是因為制造成本低,沒有理由了。至於用1.0T對比2.0L也不用感覺意外,因為優秀的2.0T已經有200kw/400N·m的動力儲備, 倍數級超越同排量發動機還有對比的價值嗎?

扭矩的決定領先就等於同樣輸出功率的絕對低轉速,當然目前使用NA發動機的車輛或為入門級小車,或為簡配減重車——此類車輛的低油耗是建立在綜合品質足夠低的基礎上實現的。