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說到增壓發(fā)動機(jī),大家腦海中多半兒會先想到渦輪增壓發(fā)動機(jī),畢竟現(xiàn)在搭載渦輪增壓發(fā)動機(jī)的車型太多了,單說家用車市場中,幾乎90%的增壓發(fā)動機(jī)都是渦輪增壓;但在一些高端車型或者豪華品牌車型上,就會發(fā)現(xiàn)采用機(jī)械增壓的發(fā)動機(jī)也不少,那么這兩種增壓技術(shù)誰更好呢?
在了解哪種增壓方式更好之前,咱們先來簡單說一下發(fā)動機(jī)為什么要增壓。對于電噴發(fā)動機(jī)而言,由ECU根據(jù)進(jìn)氣量來控制噴油量,因此在空氣密度正常的地區(qū),自然吸氣發(fā)動機(jī)完全可以應(yīng)付。但在一些海拔較高的地區(qū)或者空氣密度稀薄的地區(qū),同樣的進(jìn)氣量中氧含量較低,氧傳感器采集的數(shù)據(jù)自然就低,ECU控制的噴油量就會低,因此無論我們怎么深踩油門,都會感到發(fā)動機(jī)沒勁兒。插一句,咱們腳下的油門踏板控制的并不是燃油噴射量,而是節(jié)氣門開度大小,而節(jié)氣門算是空氣進(jìn)入到發(fā)動機(jī)氣缸的最后一道“防線”,油門踩的越深,節(jié)氣門開的角度越大,進(jìn)入的空氣越多;它只是一個(gè)控制外部空氣進(jìn)入多少的閥門,并不能決定空氣的壓力、含氧量。另外,對于一些性能車或者說越野車來說,由于其車型定位原因,對動力的要求更高,但又不可能將發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口設(shè)計(jì)的太大,畢竟發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)牽一發(fā)而動全身,既要考慮體積、油耗等因素,又要考慮制造成本與后期維護(hù)等,在此限制下,發(fā)動機(jī)若想多進(jìn)氣、提高進(jìn)氣含氧量、進(jìn)而多噴油,就必須提高進(jìn)氣時(shí)的壓力,因此增壓發(fā)動機(jī)是發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展過程中的必然階段。咱們還是先說更常見的渦輪增壓方式,這種方式顧名思義,就是用渦輪來提供進(jìn)氣壓力,大家都知道氣缸有進(jìn)氣門、排氣門,外部空氣通過節(jié)氣門后就進(jìn)入到發(fā)動機(jī)內(nèi)部,而通過進(jìn)氣門則進(jìn)入到氣缸內(nèi)參與燃燒,燃燒后的廢氣則通過氣缸的排氣門排出發(fā)動機(jī)。不過雖然是廢氣,但其依然具有很高的熱量和壓力,引導(dǎo)這些廢氣推動渦輪旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣壓差可以幫助發(fā)動機(jī)吸進(jìn)壓力更高、更多的空氣,這種方式就是渦輪增壓。由于驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)的動力來自發(fā)動機(jī)廢氣,因此對于發(fā)動機(jī)來說算是零負(fù)擔(dān),并不會增加額外的油耗。不過這種方式受制于發(fā)動機(jī)的廢氣量,廢氣量不夠的話渦輪所產(chǎn)生的壓力也比較小,從踩下油門進(jìn)入更多空氣、到這些空氣燃燒完畢從排氣門排出、再到驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn),這是需要一個(gè)過程的,這個(gè)過程就是常說的渦輪遲滯。機(jī)械增壓的方式并不是利用發(fā)動機(jī)的廢氣,由于發(fā)動機(jī)做功最終就是驅(qū)動飛輪轉(zhuǎn)動,飛輪再將動力輸入到變速箱,當(dāng)然除了變速箱外,飛輪還將帶動電機(jī)給蓄電池充電、帶動空調(diào)壓縮機(jī)等附屬部件,機(jī)械增壓就是從發(fā)動機(jī)飛輪上再加一個(gè)皮帶,通過皮帶來帶動一個(gè)驅(qū)動齒輪,就是上圖最右側(cè)那個(gè),通過動圖可以清晰的看到機(jī)械增壓器的工作過程。
得益于機(jī)械增壓的工作原理,只要發(fā)動機(jī)啟動,機(jī)械增壓器就會工作,因此也就不存在任何遲滯問題,動力隨叫隨到,這也是為什么一些性能車更偏向于機(jī)械增壓的原因之一。不過與渦輪增壓相比,機(jī)械增壓器的體積顯然要更大,這也意味著需要更多的機(jī)艙空間,對于前置發(fā)動機(jī)的車型來說,SUV的空間可以滿足機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)的體積,但轎車幾乎放不下,一些轎跑多采用中置、后置發(fā)動機(jī),這也為機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)提供了安裝空間。對于這兩種增壓方式的優(yōu)缺點(diǎn),上面已經(jīng)說了一部分,若從技術(shù)角度講,機(jī)械增壓由于要靠發(fā)動機(jī)的動力驅(qū)動,因此對發(fā)動機(jī)的扭矩要求更高,而從發(fā)動機(jī)的動力輸出曲線來看,在后半段發(fā)動機(jī)的功率增加但扭矩輸出是在下降的,這就意味著在一個(gè)臨界點(diǎn)后,機(jī)械增壓器反而成為發(fā)動機(jī)的負(fù)擔(dān)。因此這兩種增壓方式并沒有好壞之分,只是各自所擅長或者說使用的領(lǐng)域不同。渦輪增壓發(fā)動機(jī)除了對渦輪葉片有很高的制造要求外,在應(yīng)對渦輪遲滯方面依然需要較高的技術(shù)調(diào)校;機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)則需要對機(jī)械增壓器所需的扭矩、所匹配發(fā)動機(jī)的輸出曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的匹配,總之這兩種方式都需要很深的技術(shù)功底才能玩的轉(zhuǎn)。
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