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涡轮增压,为何取代机械增压成为主角非专

发布时间:2024/10/6 14:26:18   
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内燃机上百年的发展历程中,的确出现了很多种增压方式,比如惯性增压、气波增压、压缩机增压(机械增压)、废气涡轮增压,这四类就是传统的增压方式,惯性增压、气波增压,由于增压效果有限,所以逐渐被淘汰,有些会安装在一些价值较低的汽油机上(非汽车用),而咱们耳熟能详的两类增压系统就是后两者,也就是机械增压、废气涡轮增压!运行的机械增压器随着近年来,各类排放、油耗规则的出台,大排量机型越发少见,所以机械增压受到了很大的制约;与涡轮增压相进行比较,机械增压的运行方式存在差异、功率提升存在差异、成本方面也存在差异;机械增压方式属于典型的潜力小、成本高、能量利用率低的方式,所以现如今它才会逐渐的淘汰;与已经成熟的涡轮增压相比较,机械增压短版太多、对排量的依赖又太大!为什么要增压涡轮增压、机械增压的工作方式废气涡轮增压,顾名思义、推动增压系统工作的是废气,也就是燃烧后的无用产物,这些废气带着高温、而高温就是能量(热能),利用这些高温气体通过增压器产生膨胀,来实现能量的转换;简单点说,废气所携带的热量被发动机所利用,所以涡轮增压更容易促进燃油经济性的提高,因为废气热量、再帮助发动机做功;只要发动机还在运转、废气就是取之而不竭的,所以废气涡轮可以从容实现高增压、甚至超高增压,即便排量不大!机械增压器结构机械增压、如上图所示,利用发动机曲轴的旋转来完成自身的运转,因为从曲轴处取力来维持自身的运转,所以会消耗掉一部分发动机的功率(这一点就与涡轮增压不同了,涡轮增压器无论怎么转,不会消耗发动机功率),转速越高、消耗发动机的功率越大,转速高的一定程度,提升功率、消耗功率达到平衡,此时在继续拉高正压器转速,就会对发动机功率输出造成影响(此时已成害),所以此时转子轴皮带轮上的电磁离合器就会选择分离,来限制增压,防止对发动机功率、油耗造成影响!涡轮增压转速更高机械增压器由于会消耗发动机功率,所以注定了它的转速不会太高,最高不过两万转,不及涡轮增压的十分之一,因为涡轮增压系统转速可以轻而易举地达到20万转,所以从增压的收益上看,涡轮增压完胜;机械增压最大压比仅仅是做到2.3Bar(出口压力),仅仅算作中度增压,而涡轮增压则可以轻松实现2.5-3.5的高增压、甚至超过3.5Bar的超高增压;增益潜力巨大、不是机械增压能比的,这就是为什么法拉利放弃自然吸气、走向增压,做涡轮、而不做机械增压的原因!机械增压附件太多机械增压、涡轮增压的成本比较首先要说一点,机械增压器全世界就那么几个做的,产量小、用得少、所需附件及多,而且需要针对机型去开发,所以导致机械增压器的成本居高不下;由于巨大的体积,布置在发动机上也极为不便,所以机械增压只是在涡轮增压还不成熟时的一个无奈选择,有可靠的涡轮增压、谁也不会用机械增压;因为一套机械增压系统,需要专门去为它开发离合器、隔音器等系统,所以导致主机厂开发一部机械增压发动机的难度远比涡轮增压大,简单点说机械增压完全是把银子消耗在它复杂的机械结构、以及材料强度上!涡轮增压结构简单涡轮增压器相比较而言,开发难度就简单了许多,无需针对某款车特定开发(当然也有专款专用的涡轮增压器),所以从成本上看、涡轮增压就更有优势;而涡轮增压器也没有机械增压器那么多附件、体积还小,所以布置起来也极为方便,关键是它的增益效果更大;小排量的机器布置一个机械增压,增益效果、甚至不如损耗多,所以无论从哪个角度去看、现如今机械增压早已没有存在的必要了,它当然有优势、但劣势也多!平顺机械增压的优势涡轮增压存在迟滞问题(说迟滞的人多、但真正感受到迟滞的人不多、大都是人云亦云,给油一瞬、速度上不来,通常是变速箱、发动机匹配的问题),也就是说、较低转速下,废气量少、有些推不动涡轮旋转,不过现如今涡轮大都是小惯量的(民用车),基本上都是启动就开转(旋转、不等于起压),迟滞问题得到了一定的遏制,虽然涡轮迟滞不可消除、但如今已经感受不到了,如果非说迟滞严重、给油有突然打鸡血的突兀感,那么恭喜您、赛车都有这个效果!终究有些迟滞机械增压则没有迟滞问题,因为它是由曲轴直接带动,曲轴转、增压机转,所以只要带上挡位、旁通阀关闭,给油就增压、哪怕只有一百转,所以它不会让大神们感到迟滞(说机械增压好的大神超多、开过机械增压的不足百分之一),而起步就增压、可以在极低转速下、提高歧管压力(歧管压力与扭矩成正比),所以低转速扭矩表现超级好,属于低转速取向的自然吸气发动机,平顺、还有劲;至于燃油经济性方面就别提了,发动机一百多转、就开始增压,进气量增大、喷油量增加,可这个转速下发动机效率极低,发动机效率低、还可劲的增压、喷油,燃油经济性能好么?而涡轮增压发动机扭矩平原往往设置在-转这个区间、至少在发动机较高效的区间内!所以机械增压的燃油经济性并不好,不过考虑那些配备机械增压的车子,不是大排量、就是小排量双增压(机械、涡轮增压),都不是便宜的玩意,这些车的买主恐怕也不在意燃油经济性;除此之外,机械增压器还拥有终身免保养的优势,比如它润滑油密封在齿轮箱中,完全不必去更换、也不会轻易损坏(它的润滑油市面上几乎找不到),不像涡轮增压器相对娇气些,比如对机油有要求、比如需要避免长时间原地怠速等等;相比较之下、机械增压装置更稳定、简便,不过有一点、机械增压器一旦损坏,换一个价格超高!双涡轮增压那么机械增压为何逐渐没落?此文写到这,相信各位朋友都了解了涡轮、机械增压都是咋回事了,那么重点来了,机械增压为什么逐渐淘汰?下面鄙人模拟几个应用场景来说明这个问题……大排量机器配机械增压:当然这已经不在买菜车范畴了,大排量机器配机械增压可以,但潜力太低,既然是大排量机器、那么就得在数据上好看一些,比如某车5.0L排量,配备了机械增压,结果一看还不如3.8T的涡轮增压,甚至不如3.0tt的双涡轮增压,既然这样、费力不讨好的研发大排量机型干什么?不就是要数据上的体现么?5.0L机械增压不如3.8T功率上表现好,那么要机械增压干什么?小排量机器配机械增压:拿买菜机2.0L来举个例子,2.0L配备机械增压可以,但增益有些太小了,原机PS、配备机械增压器后,马力达到PS,专门开发、花费成本极大,所以该车售价也很高,而隔壁竞品只给2.0L撞上了一颗小涡轮,马力轻松突破二百、甚至三百匹以上,而成本更低、售价更低,虽然低转速扭矩不如机械增压,数据好、消费者看上去更满足对吧?机械增压提高的功率小,但释放得却提前,超低转速下、发动机效率很低,而这时候它可劲增压、多烧油,等转速上去了、发动机效率提高了,它又疲软了,完全就是变相增加油耗,的确让您起步更爽、但爽的代价就是发动机低效率下的多喷油!双增压结构小排量机器配双增压:这个配置就完美了,机械增压负责低转速区间、避免迟滞,等转速上来了、废气足量了、推得动大号涡轮了,由涡轮增压负责运转,这么做2.0L机器同样可以获得超高的马力;可话说回来,配备这样发动机的车子,谁会买?追求经济性的肯定不会买这么辆车、追求性能的又看不上它,它应该布局在什么样的车型上?貌似早期的尚酷有一款双增压车型,功率只有Kw,放在现在来看很一般;当然不否认一些超跑、存在双增压的设计,但终究是少数,不如双涡轮来得直接;而放到民用车上,它的高成本、燃油经济性都成问题!V型机器夹角,适合buzhi所以随着涡轮增压技术的不断完善,机械增压逐渐没落,彻底消失不存在(最早是用于锅炉上的装置)、因为它本身就很古老、应用领域颇多;当年机械增压应用的也不多,大都是一些大排量、高端车型;而现如今的排放、油耗规则越来越严苛,大排量机器都成奢望,哪里还有机械增压的使用场景呢?大排量用机械增压、数据还能勉强看,但终究没有涡轮增压好看;小排量用机械增压呢?增益太小、数据太难看,而且成本提高;所以过去涡轮增压技术不成熟,机械增压有生存的机会、而现在涡轮增压技术成熟了!

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