涡轮增压发动机优缺点是什么 涡轮增压和自然吸气哪个好 涡轮增压 自动吸气和涡轮增压

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涡轮增压发动机优缺点是什么 涡轮增压和自然吸气哪个好 涡轮增压什么意思

来源: 深窗综合| 2013-05-09 16:52:46编辑: 王洛阳

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涡轮增压什么意思

首先我们来弄明白什么是涡轮增压。涡轮增压的英文名字为Turbo,一般来说,如果我们在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。相信大家都在路上看过不少这样的车型,譬如奥迪A6的1.8T,帕萨特1.8T,宝来1.8T等等。

增压目的

涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说,经过增压之后,动力可以达到2.4L发动机的水平,但是耗油量却比1.8发动机并不高多少,在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。

负面影响

不过在经过了增压之后,发动机在工作时候的压力和温度都大大升高,因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短,而且机械性能、润滑性能都会受到影响,这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。

增压原理

最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的,这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面,发动机就能够获得更大的功率。

众所周知,发动机是靠燃料在汽缸内燃烧做功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量,从而提高燃烧做功能力。因此在的技术条件下,涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。

大家可能会觉得涡轮增压装置非常复杂,其实并不复杂,涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连,排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连,排气口接在进气歧管上,最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内,二者同轴刚性联接。这样一个整体的涡轮增压装置就做好,你的发动机就好像电脑CPU一样被“超频”了。

我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。

涡轮增压发动机优缺点是什么

优点:在相同排量的前提下,能大幅提升发动机的功率和扭矩,大约40%左右,也就是1.8T大约能相当于2.4L。燃料燃烧的更充分。

缺点:维护保养费用贵不少,并且在城市中大部分时候涡轮增压器是不工作的,因为一般都设定在3500转左右才会启动涡轮增压。而且安了涡轮增压的车动力输出反应滞后,油门踩下去提速会有一个延时,因为废气涡轮增压器需要发动机的废气驱动,当你踩下油门后涡轮增压器并没有马上提高工作效率,要等个两秒以上才会反应过来。

诚然,涡轮增压的确能够提升发动机的动力,不过它的缺点也有不少,其中最明显的就是动力输出反应滞后。我们看看前面有关涡轮增压的工作原理就知道了,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,也就是说从你大脚踩油门加大马力,到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差,而且这个时间还不短。一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。如果你要突然加速的话,瞬间会有提不上速度的感觉。

随着技术的进步,虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进,但是由于设计原理问题,因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。譬如说我们买了1.8T的涡轮增压汽车,在实际的行驶之中,加速肯定不如2.4L的,但是只要度过了那段等待期,1.8T的动力同样会窜上来,因此如果你追求驾驶的感觉的话,涡轮增压引擎并不适合你,如果你是跑高速之类的,涡轮增压才显得特别有用。

如果你的爱车经常在城市内行驶,那么有必要考虑需要什么样的涡轮增压,因为涡轮并不是随时都在启动的。对于那些启动转速高的涡轮增压发动机,就拿斯巴鲁(富士)翼豹的涡轮增压来说,它的启动是在3500转左右,5挡能够上到3500转估计速度都破120了,除非你故意停留在低档位,否则不超过120公里的时速翼豹的涡轮增压根本无法启动。这时那些低转速启动的涡轮增压发动机更为合适,例如大众的1.4Tsi/1.8Tsi发动机,在1750甚至1500转的时候涡轮增压就介入了,即使在2000~3000换档,也能保证换档前后转速保持在燃油应用效率更高的涡轮增压区域。

涡轮增压和自然吸气哪个好

1)自然吸气的发动机比较容易做得完善。怠速的安静平顺性、冷车发动时的噪音和运转平稳度,自然吸气发动机普遍会做得更好。涡轮发动机,毕竟带了额外的“外设”,所以在平顺、静音这些方面不容易做得很好(当然我说的是同样20多万的车的比较,上百万高档车用的涡轮发动机可以做得非常完善,这关乎成本应用)。

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2)涡轮发动机加速表现更好。这是因为涡轮发动机有着更大的肺活量,肺活量大的人运动起来当然更有劲。涡轮增压发动机动力普遍能达到相当于其排量1.3~1.5倍左右的自然吸气发动机的水平。但这只是笼统程度,实际表现上,涡轮发动机在3000转后的“后劲”会比自然吸气发动机强,部分出色的涡轮增压发动机更能提供令人兴奋的“高潮”。相对来说,自然吸气发动机的后劲即使有,来得也没那么刺激。

3)自然吸气发动机的动力收放更容易掌控。主要表现在细微操控油门时力度的输出上,例如你一直保持油门在某一个开度不变,自然吸气的车子加速会比较畅顺、加速度相对比较平均;涡轮发动机的车子则会呈一种渐入高峰的变化性输出。不过这种差异有缩小的倾向,有些自然吸气发动机也会有较大的力量波幅,而有些涡轮发动机的输出已经调校得非常平均。但某些时候还是能见到它们的先天特性,例如在一个较斜的坡道上倒车时,开自然吸气的车,你很容易找到一个让车子稳定、精细地发力的油门位置,而涡轮的车子,这个油门位置就比较难掌握,往往要踩一下、放一下,即是说涡轮车子的极低速度下的线性度是明显不及自然吸气的。这个现象不但发生在十多二十万的涡轮增压车(如我们的新君威2.0T、昊锐1.8T)上,就连一些高级大排量涡轮增压车也难以避免。

4)涡轮发动机究竟是更费油,还是更省油?这个问题相信不少人觉得困惑,因为不少厂商宣传它们的涡轮发动机时都提到了经济省油。事实上,涡轮这技术本身是为榨取大马力而诞生的,在有限的排量限制下,获得超过其排量的动力输出,是这项技术诞生的出发点。所以同排量对比,一台1.8T带涡轮的发动机,其油耗肯定高过1.8L自然吸气发动机。不过现在人们转变了思维的角度,以同等动力输出而不是同等排量来比较,涡轮发动机因为排量更小,所以在涡轮不全力工作的状态下,它可能比同等动力水平的自然吸气发动机更加省油。比方说,一台1.8T发动机动力水平相等于另一台2.4L自然吸气发动机,彼此都全力工作时,大家的油耗可能差不多;但当这两台发动机在90km/h等速巡航这种低负荷工作时,1.8T发动机的涡轮由于未充分介入工作,这时气缸内部实际工作排量只有1.8L,而另一台自然吸气发动机工作排量始终为2.4L,这时候1.8T带涡轮的比2.4L自然吸气的更省油就不足为奇了。换句话说,自然吸气发动机的油耗是比较稳定的,而涡轮增压发动机的油耗,则非常视乎工作状态(也就是驾驶方式),涡轮增压系统工作得多,油耗就高,反之油耗就低。

)使用维护方面,现在大部分涡轮发动机的日常保养都和自然吸气没有区别,用的机油、喝的汽油都是相同的。保养间隔里程、保养时要做的功夫其实也差不多。所以只要涡轮不出故障,这两种发动机在养护方面是没有差别的。而涡轮到底何时会出故障?这个问题随着技术的发展,将会越来越被淡化,欧日地区的经验是涡轮增压起码有10万公里以上的寿命,保养得好的话,终身不用换涡轮也不是什么“奇迹”。当然,换涡轮也不是奇迹,但这跟有些自然吸气发动机十多万公里要大修,有些几十万甚至上百万公里都不用大修一样,最关键还是使用和保养是否得当。

6)所谓“换涡轮”,很多时候并不是整个涡轮坏掉,而仅仅是涡轮叶片的轴承坏掉,因为这个部分的转速超高(可达十几万转/分),冷却不到位就会因润滑干涸而损坏,而通常这个部分损坏了,厂商都会要求更换整个涡轮增压总成。这就是影响涡轮增压发动机可靠性的核心问题。

7)涡轮发动机在使用要求上最大的不同,就是要做到“延时熄火”。涡轮增压器在正常工作状态下能获得充分冷却,不会有问题,但是停车熄火断电后,冷却系统就不能对涡轮增压继续进行冷却,而此时涡轮叶片仍然因惯性高速转动,这时候轴承就会受损。这种损坏可能是瞬间的,也可能是微小的,但会日积月累缩短涡轮的工作寿命。针对这个问题,日常驾驶涡轮增压的车,最好每次停车后做到延迟几分熄火,让仍然处于高温状态的涡轮叶片轴承获得冷却和润滑,延长轴承寿命。这是涡轮跟自然吸气发动机最大、也差不多是唯一的使用方式上的区别。过去不少拥有涡轮车的车主会自己加装一个延时熄火装置(称为Turbo Timer),而大众TSI涡轮发动机现在原厂已配有自动延迟冷却系统,用户已完全不用管延迟熄火的问题,相信这一技术在涡轮发动机中也会日渐普及。

8)涡轮增压相比自然吸气还有一项优势,就是在排放控制方面,更容易做到降低排放,尤其是单位二氧化碳的排放量。这正是为什么欧洲车厂都纷纷加大力度研发涡轮增压发动机的原因。

总结一下,自然吸气发动机比较可靠完善,涡轮增压则在各项性能指标上有优势。现阶段,这两种发动机处于势均力敌的状态,但作为新技术,涡轮增压的技术前景比自然吸气要好。

在厂商宣传引导下,我看到涡轮增压和自然吸气形成了两大流派,甚至是两大对立阵营,我觉得大家没必要把这两种技术“搞对立”,自然吸气的优点是涡轮增压所没有的,涡轮增压的优点也是开自然吸气车子的人无法感受到的。所以,大家应该以开放的态度去看这两种技术,这也是为什么新车评网的长测车队既有自然吸气,也有涡轮增压的原因。

  

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