曲轴

大排量豪车用机械增压的话,本篇会

发布时间:2023/5/14 13:56:33   

内容概述:机械增压缺点,废气涡轮增压的技术升级。在解析「机械增压」系统的缺点之前,为纠正一些普遍存在的错误理解,首先需要看一组数据。

劳斯莱斯库里南-6.7T双涡轮增压宾利添越·6.0T双涡轮增压奔驰S级-3.0T双涡轮增压法拉利F8-3.9T双涡轮增压兰博基尼Urus-4.0T双涡轮增压特殊跑车「迈凯伦」为4.0T-V8双涡轮增压!参考这些豪华品牌大排量汽车,似乎并不存在所谓“大排汽车使用机械增压”的说法。在数千款量产汽车中,似乎也只有捷豹路虎和一汽红旗等品牌的选项还能见到机械增压机,连奥迪汽车也都弃用这种技术了,为什么机械增压不受欢迎了呢?

01增压强度

机械增压器的增压效率是非常一般的,比如某捷豹路虎的「3.0S-V6发动机」峰值扭矩只有N·m,而且要到0转才能达到峰值,这种水平如何呢?

要知道相同排量使用废气涡轮增压技术的发动机,其峰值扭矩总能过超过N·m,而且最大扭矩可以在1~0rpm的范围内稳定输出。这就决定了机械增压发动机不仅功率低,重点是中低转速范围的输出功率要低太多;然而频繁拉高转速不仅费油,同时还会有很大的噪音。

导致机械增压系统增压效率的原因很简单:增压器的动力来自发动机曲轴,是通过皮带连接的原始结构。这就像空调压缩机、发电机、水泵等等的连接方式相同,是曲轴转速越高、从动结构的转速越高。

但是量产汽车的内燃式热机转速基数很小,即使是迈凯伦的4.0T发动机到7转也就达到功率峰值了。那么按照这一转速进行放大,机械增压器的转速再快又能快哪去呢?而增压器的转速高低直接决定压缩空气的强度,强度低则氧浓度低、氧浓度低这扭矩功率都低。

重点:机械增压器的动力来自曲轴,那么只要曲轴转动就会增压。也就是说怠速时都是这种状态,但是怠速为什么要增压呢?增压器的同步运行除了会消耗发动机的功率以外,其他没有任何意义——怠速消耗功率会迫使怠速转速升高,否则发动机会怠速不稳甚至熄火。

所以机械增压系统不仅会增加怠速油耗,怠速时的NVH也难以控制。这种机器之所以还能够存在,原因无非是一些车企的技术水平落后,其次则是后市场能够改装而已。比如动力羸弱的普拉多就有很多车辆去改装机械增压,想要改装涡轮增压无奈机体材料和变速箱都扛不住。

02废气增压

废气涡轮增压首先不会增加怠速油耗,因其惯性质量决定了怠速的排气量不足以驱动增压器运转,这会降低发动机的运行负荷。但是也不用担心废气涡轮的“介入迟滞”,即使是rpm达到峰值的少数中大排量增压机,其实际介入转速普遍在~rpm区间;也就是说起步时稍微加点油门增压器就会开始运转并增压,全转速区间的动力都要比机械增压器和自吸发动机强劲很多。

废气增压指利用内燃机运行时必然产生的高压排气,以“废气利用”的概念驱动涡轮运转。所以这种结构也不会增加油耗,同时压缩强度非常高,能够让涡轮转速达到机械增压器数倍。压缩的氧浓度高则能实现更理想的「富氧燃烧」,相同的燃油量能以更高反应强度转化出夸张很多的扭矩,扭矩×转速÷=功率——大扭矩等于低转速正常代步,等于高转速高性能。

是内燃机最理想的增压标准了,其组合方式往往为低惯量低压力增压机+高压增压器,起步的低转速阶段以前者实现扭矩的快速提升,之后两组增压器并联运行则能更大幅度的提升扭矩。

所以优秀的大排量高性能汽车总会使用双增压系统,但并不再是「机械增压+废气增压了」;而再极限一些的则要参考F1方程式赛车的电涡轮加普通涡轮,其效率仍旧超过机械增压。这就是不再有什么车使用机械增压的原因,技术的升级必然会在“不增加能耗”的基础上,懂了吧。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

责编:天和MCN

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