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加裝「機械增壓系統」效果如何·會損傷發動機嗎?

內容概述:增壓器的功能,機械增壓器的缺點,渦輪增壓器改裝難度。

「內燃機·增壓器」的功能為壓縮空氣,指通過高速旋轉的渦輪將空氣的體積變小。空氣有氮氣、氧氣、二氧化碳等諸多元素組成,在標準大氣壓下氧氣的占比約為20.95%,其余部分主要是氮氣。壓縮空氣實際為擠壓各個分子之間“真空區域”,使分子的距離變小而實現相同體積的空氣中各類分子數量的增加——主要為提升氧濃度。

普通廢氣渦輪增壓增壓器的壓力會在1.5bar左右,超高性能的汽車會使用≥3.0bar的增壓器。但是低效率的機械增壓器壹般只有0.5~1.0bar的水準,後市場的改裝件普遍為0.5bar,那麽這種壓力水平會讓氧濃度提升多少呢?

知識點:1bar等於空氣壓縮1倍,或者說在標準氣壓的空氣中增加了1升空氣。(1bar=0.1Mpa)-假設發動機的排量為2.0L(升),實際進氣量就會增加到3.0L,空氣的氧分子占比為20.95%。增壓的壹升空氣是通過壓縮的方式維持體積的相同,區別只是分子數量的增加,那麽假設兩升空氣中***計有「20.95」個氧分子(實際為6.54×10^21個),壓縮後則為(20.95+10.475=31.425%),這會帶來多大的提升呢?

圖1:氧濃度與燃燒火焰溫度的關系

圖2:富氧燃燒的狀態

材料與極限

機械增壓發動機同樣會大幅提升做功瞬間的火焰溫度,缸體與活塞材料都要面對更惡劣的運行環境,同時機油也會因超過標準的溫度而降低潤滑能力。

綜上所述,原廠裝備各類增壓系統的發動機是不用擔心的,因為材料的需求會滿足溫度的要求。但是自然吸氣發動機改裝增壓器,其結果必然會機體承受超過標準限值的溫度,在高溫環境中增加磨損程度(降低使用壽命);所以最低標準的機械增壓改裝也要慎重,壹定要改裝也不宜選擇壓力過高的增壓器。

重點:機械增壓器的改裝難度不高,然而提升扭矩的效果也不高。原因在於渦輪依靠曲軸帶動運轉,即使通過齒輪組合能夠放大曲軸的轉速,但是轉速的極限也是很低的。加之增壓器的運行阻力本就會消耗曲軸的轉矩(功率),所以改裝車輛的動力提升程度是很不理想的。

其次增壓器與通過皮帶與曲軸剛性連接,結果導致只要啟動發動機就會全時增壓——包括怠速時也不例外。而渦輪增壓系統是不會在怠速時增壓的,因為這會縮短使用壽命,同時會升高怠速轉速並增加耗油量。所以最佳的改裝方案還是要考慮「廢氣·渦輪增壓」,但是幾乎沒有改裝的可能性。

渦輪增壓系統結構

特殊的排氣歧管,僅此壹點就決定無法改裝了。

Turbo增壓系統是依靠內燃機運行中的排氣壓力,驅動渦輪達到數萬轉甚至十余萬轉。廢氣自然要從排氣歧管引出,而普通的自然吸氣發動機沒有這種結構,破壞性的改裝會嚴重影響機器的穩定性,當然也不會有改裝廠敢於這麽折騰。

渦輪增壓系統的增壓壓力高得多,氧濃度的提升極限也要高得多;所以普通的機體材料也難以承受這種高溫,所以改裝車往往不會考慮使用這壹系統。而且扭矩大幅提升後還需要重新匹配變速箱,如果超過了變速箱的最大承受輸入扭矩,則兩大總成都會在短時間內報廢。關於改裝發動機就聊這麽多,想要高性能汽車最好在買車時實現,改裝的風險實在是過於高了。

本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。