渦輪增壓現(xiàn)在已經(jīng)是一種很常見的動(dòng)力增強(qiáng)技術(shù)了,俗稱“帶T”。除此之外,你還知道其他的發(fā)動(dòng)機(jī)增壓方式么?不知道的話今天就跟著磚叔一汽“漲姿勢(shì)”吧。
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在介紹幾種增壓技術(shù)之前,你得先了解啥是增壓,為啥增壓。發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸就好比是汽車的“肺”,只不過它的容積大小是不能變的,單純靠“自吸”的話,每一次吸入的空氣量有限,從而能夠燃燒的汽油也就有限,所以動(dòng)力也就有限。
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跟人一樣,要想獲得更多的動(dòng)力就得往里面灌入更多的空氣,增大汽車的“肺活量”?!霸鰤骸鳖櫭剂x,就是用某種方式把空氣“壓縮”后“硬塞”進(jìn)氣缸里,從而一次可以燃燒更多的汽油,也就有了更強(qiáng)的動(dòng)力。現(xiàn)在常見的增壓方式有以下三種。
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全稱為“廢氣渦輪增壓”,原理是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排放出的廢氣來(lái)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn),進(jìn)而推動(dòng)與渦輪同軸相連的葉輪旋轉(zhuǎn),葉輪旋轉(zhuǎn)會(huì)將空氣壓縮進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī),因壓縮后的空氣溫度升高,空氣需要中冷器降溫后再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒。
渦輪增壓利益廢氣能量增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量,可令發(fā)動(dòng)機(jī)在不增加排量的前提下輸出更大的動(dòng)力,同時(shí)提高能量利用率,降低油耗。這是目前渦輪增壓如此火熱的主要原因。當(dāng)然,渦輪增壓也不完美。
由于渦輪增壓器是通過廢氣來(lái)驅(qū)動(dòng)的,在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速工況下,廢氣排放量不足時(shí),渦輪增壓器效率較低,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力表現(xiàn)并不理想,而一旦轉(zhuǎn)速升高到一定程度,渦輪增壓器就會(huì)進(jìn)入最佳工作狀態(tài),發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力會(huì)突然爆發(fā),整個(gè)過程動(dòng)力輸出顯得比較突兀。
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另外,渦輪增壓是通過廢氣驅(qū)動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)來(lái)壓縮空氣的,而由于葉片有慣性,急加速時(shí),渦輪葉片的轉(zhuǎn)速不能立即上來(lái),發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣也不可能瞬間增大,因此發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力也就會(huì)滯后,這就是傳說(shuō)中的渦輪遲滯。
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其實(shí),最早的增壓器都是機(jī)械增壓,機(jī)械增壓器的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸,原理也很簡(jiǎn)單——空氣通過進(jìn)氣道后就進(jìn)入機(jī)械增壓器的主進(jìn)氣道,機(jī)械增壓器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)將進(jìn)入的空氣壓縮,產(chǎn)生的高溫壓縮氣體經(jīng)過中冷器降溫再進(jìn)入進(jìn)氣道燃燒。
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機(jī)械增壓器會(huì)消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力,但是它的轉(zhuǎn)速隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而改變,不會(huì)出現(xiàn)增壓滯后的情況,發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)效果極好,不過它也受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的限制,發(fā)動(dòng)機(jī)在高速狀態(tài)下它會(huì)出現(xiàn)增壓不足的情況。
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當(dāng)然,它最大的缺點(diǎn)在于增壓過程中需要耗費(fèi)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力,這直接導(dǎo)致油耗上升。
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除了機(jī)械增壓器以及渦輪增壓器外,還有一項(xiàng)新技術(shù):電子渦輪增壓器。與傳統(tǒng)的靠廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓不同,真正的電子渦輪增壓是靠電力驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓系統(tǒng)。就是用電機(jī)對(duì)渦輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng),優(yōu)點(diǎn)是是能夠消除傳統(tǒng)渦輪增壓器的遲滯現(xiàn)象,相比于廢氣,電機(jī)驅(qū)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)更精準(zhǔn)的控制,使得發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的響應(yīng)更為積極,隨傳隨到。
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雖然說(shuō)電子渦輪增壓器的作用非常明顯,但是它對(duì)制造技術(shù)以及制造成本也有著相當(dāng)高的要求。其次,電子增壓器對(duì)于車輛電壓的要求也非常高,目前電壓僅有12V的電瓶根本不可能滿足電子增壓的需求。
寶馬早在2012年已推出一款三渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(兩個(gè)廢氣渦輪,一個(gè)電子渦輪),沃爾沃也在研究相關(guān)技術(shù),在2016年奧迪推出的SQ7上就搭載了電子渦輪增壓技術(shù),成為了全球首款搭載電子增壓器的量產(chǎn)車型。
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機(jī)械增壓已經(jīng)很成熟了,渦輪增壓經(jīng)過近些年的大力發(fā)展也已經(jīng)比較成熟了,電子增壓技術(shù)尚處于初級(jí)發(fā)展階段。以上三種增壓方式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),它們之間既可以獨(dú)自延伸發(fā)展,也可以相互搭配,例如“雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)”、“機(jī)械渦輪雙增壓發(fā)動(dòng)機(jī)”、“機(jī)械渦輪電子三渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)”等。