本期導(dǎo)讀:
渦輪遲滯現(xiàn)象的存在使很多人對自吸發(fā)動(dòng)機(jī)戀戀不舍,那么對于渦輪遲滯,我們又有什么辦法去克服呢?本文將詳細(xì)解析以下幾個(gè)問題:
1、什么是渦輪遲滯?
2、為了抑制渦輪遲滯,車企們做了哪些努力?
3、渦輪遲滯能否完全消除?
近期上市的熱門新車著實(shí)不少,其中包括星越、思域、途昂X、紅旗HS5等,在關(guān)心價(jià)格、配置的同時(shí),我們也應(yīng)該發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題:這些新車搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)基本都是1.5T、2.0T,離開了渦輪增壓,新車的競爭力似乎要減去一半。
而今年傳出的日產(chǎn)1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)即將排產(chǎn)的消息,讓人感覺到渦輪增壓確實(shí)是大勢所趨。即使沒開過車的人,可能也知道“自吸線性、渦輪不跟腳”的說法,而渦輪增壓車型的“不跟腳”指的正是“渦輪遲滯”。渦輪遲滯讓原本開慣了自吸車型的車主覺得不爽,那么問題也來了:所謂的渦遲滯,能否讓它完全消失呢?
何為渦輪遲滯?
在探討如何解決渦輪遲滯的問題之前,我們得先來了解下什么是渦輪遲滯。簡單的說,渦輪遲滯就是從駕駛員踩下油門到渦輪增壓壓力達(dá)到最大值之間存在的時(shí)間差,渦輪建立壓力所需的時(shí)間越長,渦輪遲滯現(xiàn)象就越明顯,因而在一些渦輪增壓車型中,我們能感覺到車子到了2000轉(zhuǎn)左右才發(fā)力,如果對渦輪遲滯的抑制不到位,渦輪在介入時(shí)還會(huì)有很明顯的突兀感。
在小排量渦輪增壓車型中,“輕踩油門動(dòng)力不夠、踩深了又往前竄”的現(xiàn)象很常見,如果渦輪增壓的突兀感很明顯,那對于需要精準(zhǔn)駕駛的情況無疑是不利的,例如擁堵時(shí)跟車、極限路況越野等。尤其是越野,很多時(shí)候能不能脫困就看駕駛員對油門的精準(zhǔn)控制,這就是陸巡、途樂等硬派SUV都青睞于大排量自吸發(fā)動(dòng)機(jī)的原因。
既然渦輪遲滯會(huì)在一定程度上影響駕駛,那么若是能把它“消滅”掉,估計(jì)自吸黨也就可以閉嘴了,兼顧動(dòng)力和線性輸出,豈不美哉?但這消除說起來容易做起來難,下面我們看看工程師們?yōu)榱藢箿u輪遲滯做了哪些努力。
1.小慣量渦輪
前文說到,渦輪在介入的時(shí)候車子可能會(huì)往前“竄”,但如果車輛使用了質(zhì)量輕、慣性小的渦輪,那么渦輪遲滯又會(huì)得到有效的緩解。小慣量渦輪就像一個(gè)短跑運(yùn)動(dòng)員,它雖然力氣不如舉重選手,但起跑時(shí)卻可以更加輕快。采用小慣量渦輪是目前大多數(shù)車企的做法,這種辦法成本低,實(shí)際運(yùn)用起來也簡單可靠。
既然說小慣量渦輪更像短跑運(yùn)動(dòng)員,因此它通常只適用于一般的家用車,對于那些排量較大、追求動(dòng)力表現(xiàn)的中高級車型,小慣量渦輪就會(huì)顯得有些吃力。再者,對于渦輪遲滯,小慣量渦輪也只是起到緩解作用,并不能完全消除。
2.可變幾何渦輪
相比于小慣量渦輪,可變幾何渦輪一般采用大渦輪,它變的并不是渦輪葉片本身,而是控制空氣進(jìn)入的導(dǎo)流葉片,在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí),可以通過改變導(dǎo)流葉片的角度,使氣流入口的橫截面積變小,形成更大的“推力”來推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),相比于普通渦輪,可變幾何渦輪可以在初段加速時(shí)獲得更快的動(dòng)力響應(yīng),達(dá)到抑制渦輪遲滯的效果。
而在高轉(zhuǎn)速時(shí),隨著廢氣壓力不斷增大,導(dǎo)流葉片的角度也跟著開到最大,增壓效果與一般的大渦輪無異。在了解過可變幾何渦輪的工作特性后,我們可以看出它其實(shí)是綜合了小慣量渦輪和大渦輪的優(yōu)點(diǎn),在低轉(zhuǎn)速時(shí)可獲得更快的響應(yīng),高轉(zhuǎn)速時(shí)又能達(dá)到大渦輪的增壓效果,獲得強(qiáng)勁的動(dòng)力。目前,這項(xiàng)技術(shù)的杰出代表是保時(shí)捷VTG系統(tǒng)。
3.電動(dòng)渦輪增壓
顧名思義,電動(dòng)渦輪增壓肯定是離不開電機(jī),用電機(jī)的原因其實(shí)很簡單:既然發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)排氣壓力不夠大,那為何不采用更容易實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制的電機(jī)來驅(qū)動(dòng)渦輪呢?
于是,為了給廢氣增壓“打輔助”,工程師們想到加一個(gè)輔助電機(jī),說“輔助”是因?yàn)殡姍C(jī)并不能完全代替廢氣的驅(qū)動(dòng)力,它只在低轉(zhuǎn)速時(shí)驅(qū)動(dòng)渦輪,這樣能夠有效抑制渦輪遲滯。
而到了高轉(zhuǎn)速區(qū)間,電機(jī)停止工作,渦輪依舊由發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣來驅(qū)動(dòng),畢竟高負(fù)荷時(shí)渦輪的轉(zhuǎn)速是以萬轉(zhuǎn)甚至十萬轉(zhuǎn)為單位,在汽車電源有限的情況下,電機(jī)很難滿足高轉(zhuǎn)速條件,這也是電動(dòng)渦輪增壓車型一般要搭載48V電源的原因。目前使用該技術(shù)的代表品牌有奔馳和奧迪。
4.偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)
比起前面說到的幾個(gè)辦法,偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)要“酷炫”很多,其原理是當(dāng)大量汽油進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)并不點(diǎn)火,而是等這些霧化的汽油進(jìn)入溫度很高的排氣系統(tǒng),霧化汽油遇熱后發(fā)生爆炸,爆炸產(chǎn)生的氣壓一方面會(huì)往回沖,達(dá)到推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的效果,另一方面會(huì)往排氣管外沖,在排氣管口產(chǎn)生火焰,并發(fā)出“啪啪”的聲音。
舉個(gè)例子,我們一般會(huì)在過彎前減速,這時(shí)車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都會(huì)往下掉,出彎加速時(shí)如果有渦輪遲滯,車子的反應(yīng)和速度就會(huì)變慢,這種慢在賽道上是致命的,而偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)正是為了保證渦輪轉(zhuǎn)速維持在高水平,在任何時(shí)候都能獲得夠快的響應(yīng)。偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)其實(shí)是比較極端的辦法,因?yàn)樗鼤?huì)影響氣門、渦輪、排氣系統(tǒng)的壽命,并且排氣管的啪啪聲很吵,該技術(shù)通常用在賽車上。
在《頭文字D》中,須藤京一的座駕正是采用偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)的三菱Lancer EVO,其排氣管放鞭炮般的爆炸聲和火光,足以讓粉絲熱血沸騰,但這效果要是放在家用車上,我們只能說個(gè)“不”字了。
能否完全消除渦輪遲滯?
在不加裝電機(jī)、不改變渦輪工作狀態(tài)的前提下,要找到一個(gè)完美消除渦輪遲滯的辦法確實(shí)很難,前文中提到的各項(xiàng)技術(shù)均有弱點(diǎn),例如小慣量渦輪的增壓效果有限;可變幾何渦輪和電動(dòng)渦輪的技術(shù)門檻較高,難以普及到家用車上;而偏時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)又只適用于賽車、性能車。
所以,完全消除渦輪遲滯并不是不能做到,只是要找到一個(gè)既能夠消除渦輪遲滯、又可以普及到家用車上、并且可靠性還有保障的方法很難。
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