为什么豪车大排量的车发动机都是用机械增压,而小排量的中小型用涡轮增压?

R998


其实题主的问题中已经回答了问题的一部分,那就是采用“机械”增压的的发动机必须满足一个“条件”,那就是“排量够大”(这点文中会有说明),目前我们的汽车市场上大多数为“涡轮增压”车型,这倒不是说“涡轮增压”便宜,而是“涡轮”更适合小排量车型提高马力。也有部分车型采用双增压(不是双涡轮增压,而是涡轮+机械),“机械增压”排量门槛至少要到3.0L,比这个排量小的机械增压也不是没有,但是效果不理想,下面我来说说“机械”与“涡轮”有什么不同。

1.机械增压:我用大白话来说明“机械增压”不会过多引入太专业的“术语”为了让更多的朋友看懂。。“机械增压”在“车尾”命名为“缸数+T”,比如奥迪S6的V6T而不同与“涡轮增压”排量+T比如2.0T。在“增压”方式上与“涡轮增压”有本质的不同,下面上一张图,结合图说明。。


如图,这就是一个“机械增压器”,它的运转靠“发动机转速”带动,“机械增压器转速”是完全连动于“引擎转速”,两者呈现平起平坐的现象,,它的好处就是只要发动机开始运转,“机械增压器”就会立刻介入,而不同与“涡轮”的2000转介入,由于“介入转速”与“发动机转速”同步,所以“机械增压车型”加速非常线性,不存在“涡轮增压”的迟滞(虽然现在的涡轮越来越小也并没有太明显的迟滞了)。虽然“机械增压”看似完美,但却存在明显的短板。。。

(1)增压值低:“涡轮”靠“废气”工作,“转速过万”十分常见,而“机械增压器转速”与“发动机转速”同步,现在车子的发动机能有多少转?6、7千到头了,而实际上“机械增压器”最高转速也只有3000转左右,所以“机械增压器”增压值小,对于动力提升并不明显,若排量低还会影响动力。。


(2)高转速下“机械增压器”与“发动机”形成相互阻碍:机械增压器的动力来源完全依靠引擎带动,而引擎的负担越轻,转速提升就越快,但当发动机到达高转速下,转速上升扭矩降低(内燃机特性)就会被“机械增压器”消耗更多的能量,而引起自身动力输出的减弱,当然这事我们想象的状态。。而实际上“机械增压器”产生的能量(增压值)与阻力成正比关系,如果一味追求增压值,虽然引擎输出的能量大增,但是相对的增压器内部叶片受风阻力也会升高,当阻力达到某一界限时,增压器本身的阻力会让引擎承受极大的负担,严重影响引擎转速的提升,这样在高转速下,发动机自身的动力输出会严重损耗,损耗在“机械增压器”高转速运转之下。

所以采用“机械增压”的发动机排量几乎都是“大排量”因为大排量发动机扭矩更大足以“承受”“机械增压器”运转所带来的损耗,如果弄个1.5L装个机械增压,可能会帮倒忙。



2.涡轮增压:这个估计朋友们大部分都明白,靠“废气”驱动运转,优点是增压值大,对马力提升明显,对发动机自身影响小,靠废气嘛。但是短板在于,无论是“大或者小”的任何涡轮都有个“介入转速”,介入之前都会有“迟滞”(1000多转介入的小涡轮,实际上感觉不到迟滞,只是理论上存在),涡轮我就不细说了,哪都能查到。



对于“机械增压”来说“线性不迟滞”但是“提升动力有限”,而对于“涡轮增压”来说:“大号涡轮”对于“功率提升”明显,但是对于“介入转速”依赖高,低转速下扭矩严重不足(严重迟滞)。而“小号涡轮”介入转速低,低转速下扭矩高(不迟滞),却对功率提升不明显。现在汽车排量越来越小,3.0已经是目前“跑车”或者“性能车”的“黄金”排量,就拿3.0来说做“机械增压”,顶多是个“奥迪s5”的水平,“帕纳梅拉”不满意,做“涡轮”,大涡轮“低钮不够”,小涡轮“功率不够”,那么该怎么同时满足“低钮足”而且“功率大”呢?“双增压系统”应运而生,“机械”+“大号涡轮”,发动机“低转速”下靠“机械增压”满足足够的“低钮”,高转速下“机械增压”停止工作,因为是高转速下,产生了足够多的废气直接带动“大型涡轮”运转,提供了足够大的功率。。这样就很完美啦。


非专业车评

归根到底一个字:贵!

要知道机械增压需要加装机械增压器,那价格是不菲的,通常也只有豪车上才会使用,不过不过出现动力迟滞的现象;

涡轮增压相对便宜,所以用在中小型车上,而且随着T的普及,成本越来越低,可以大范围使用。


车域无疆

汽车发动机发展至今也已经有100多年的历史了,随着技术的不断革新,很多先进的技术不断应用在发动机上。也因此,形成了很多类型的发动机,比如当下,除了自然吸气发动机之外,机械增压动机、涡轮增压发动机已经非常普遍,应用范围也非常广泛。从1.0L排量到5.0L排量甚至更高,都在应用增压技术。

但是仔细比较,我们会发现一个现象,比如同样是增压,有机械增压和涡轮增压两种类型,再进一步研究发现,一些豪车大排量的车,比如3.0L以上的增压发动机多是采用机械增压,而小排量的中小型车多是采用涡轮增压,这是为什么呢?

实际上,这与两种车型的定位有很大关系,豪车一般都追求动力性能,因此要求动力响应;而中小型车,一般是家用车,多考虑燃油经济性,而对动力性能要求不高。接下来,我们从机械增压与涡轮增压发动机不同中找出两种车型为什么会采用不同的发动机方案。

机械增压是利用发动机本身的动力,来带动一个压气机,进行增压。所以,特点就是传递直接,汽车启动就能工作 。但它4在高速状态时损失动力较明显。而涡轮增压是利用发动机产生的废气动力,推动风扇,进行间接增压。所以特点就是不能直接的进行增压,低速状态下排除的废气不能推动风扇,要在一定转速以上才可以 。这也就产生了所谓的涡轮迟滞显现,这也是涡轮增压的通病。但在高速时动力增压明显。一半小排量都是用涡轮增压的 ,大排量用机械增压的比较多。


汽车观察家

纯手打回答!

提主说道为什么机械增压更多的是用大排量上,这要跟机械增压的工作特性说起。机械增压器一般是通过皮带直接跟发动机曲轴连接,其产生的增压压力跟发动机的转速是呈线性增长的。在发动机转速较低的时候,增压器起不了作用。而因为机械增压器工作本身也要使用发动机动力,这会导致使用机械增压器的发动机低转速增压器没有起作用时扭矩比较低比同样发动机自然吸气还糟糕。综上所述:机械增压要是用在小排量发动机上我们低速行驶时就会动力不足。


涡轮增压器为什么使用在小排量发动机上也是跟其工作特性有关系。因为涡轮增压器工作对发动机动力损失较小,而且介入的转速比较低(现在的小惯量涡轮增压器已经可以做到在1200转左右介入工作)。涡轮增压器的使用,对小排量发动机有比较好的效益,比如1.4T的涡轮增压发动机动力可以达到以前2.0自然吸气发动机的水平而油耗保持在1.6自然吸气的水平。在全球环保政策日趋严格的情况下涡轮增压小排量发动机得到了大面积的推广。

还有一种发动机是我们比较不常见的,就是机械和涡轮双增压结合了两者的优点在低转和高转均有比较好的扭矩输出。比较知名的就是大众的TSI不过不是大众在国内使用的TSI国内的是经过阉割的。像进口的高尔夫旅行版1.4t那个机子就是双增的。

纯手打求关注。大家有汽车方面的问题也可以问哦。


无证网民

首先说一下,现在大排量发动机也在向涡轮增压转向,这个下文再细说。

在我看来,小排量不选择机械增压,最主要的原因还是机械增压会占用一定的发动机功率(机械增压通过曲轴箱带动皮带或者链条从而带动压气机来向进气歧管中压缩气体),而小排量发动机的主要设计取向是节油,机械增压在这方面没什么优势。

而涡轮增压是利用发动机运转时所排出来的废气,来提供转子转动需要的动力,相当于废物利用,自然受小排量车型的青睐了。

既然机械增压只要发动机有动力输出就可以启动,它的增压空间会更大,不会像涡轮增压那样需要到一两千转才能开始起作用。

另外,由于空气压缩完全是按照发动机转速线性上升,自然能和发动机动力输出更好的融合。在这些特点的加持下,搭载了机械增压的发动机往往有着更好的动力响应速度和平顺性。

总之,可以说这种特性对低速动力输出要求高、排量较大、对输出平稳性要求高的车型会很有吸引力。

但在节能的大趋势下,现在很多大排量车型开始舍弃机械增压,转而使用双涡轮增压了。

比如:

1. F-150猛禽搭载EcoBoost V6 3.5L双涡轮增压发动机;

2. M3搭载直列6缸3.0L双涡轮增压发动机;

3. 911 Carrera搭载水平对置6缸3.0L双涡轮增压发动机;

4. RS6 Avant搭载V8 4.0L双涡轮增压发动机;

5. AMG S65L搭载V12 6.0L双涡轮增压发动机;

6. 宾利添越搭载W12 6.0L双涡轮增压发动机。等。

简单说,通过增加一只低速涡轮,在发动机低转速的时候,较少的排气即可驱动这只涡轮高速旋转以产生足够的进气压力。

一大一小两个涡轮,跟机械增压+涡轮增压的原理差不多,而且还在压榨动力上面很有一套。

当然了,双涡轮增压和机械增压一样,成本会更高些,所以一般小排量汽车还是无福消受了。


东拉西车

我用尽量简单的方式来回答一下为什么多数情况机械增压用在大排量发动机上,涡轮增压用在小排量发动机上。

首先明确一点,机械增压的优点是动力随叫随到,非常线性平稳,等同与自然吸气。涡轮增压一定是有动力迟滞,不会在发动机启动时就介入并发挥涡轮增压作用,有些调校不好的涡轮增压车还会动力突兀,达到某个阀值突然涡轮增压做功,不利于控制行驶速度。

机械增压的特点是:通过皮带与发动机联动一起,发动机一转动机械增压就开始介入,所以没有增压迟滞问题,几乎就跟自然吸气发动机一样动力随叫随到,线性平顺。但是正因为机械增压是通过皮带与发动机联动的,所以必然会消化发动机的部分动力。

比如1500转发动机需要消耗10马力带动机械增压器工作,而机械增压反哺给发动机30马力,这时候发动机就相当于瞬间多了20马力。

可是,发动机转速越快,机械增压消耗发动机的动力就越多,对于小排量发动机来说,当处于高转速的时候,就变成小马拉大车,为了增压50马力出来,发动机也要消化50马力,等于没增压,白做功,转速上4000转后可能还拖累小排量发动机,所以机械增压不适合小排量发动机,而大排量发动机不仅不容易被机械增压拖累,还能在高转速时不让机械增压器工作,因为高速时3.0L的自吸排量足够跑很快。



涡轮增压的特点是:通过排出的废气来驱动涡轮增压器,与发动机不需要皮带联动,所以不消耗发动机本身动力,纯加法。

缺点是动力会迟滞,哪怕是那种标称1500转以下就能介入的小涡轮,实际路试中也都要到2000转才能发挥涡轮动力,比如奔驰M274;而大涡轮标称2000转左右介入,实际能体现出涡轮动力要2500转以上了,比如凯迪拉克。

所以,涡轮增压即可以用在小排量发动机上,也可以用在大排量发动机上。

小排量用涡轮增压,大排量用涡轮增压与机械增压都可以,而有一种搭配是大小排量都可以用,那就是(机械增压+涡轮增压),追求又有高动力又线性平顺的高级车会这么搭配,成本很高。小排量中比较著名的是进口大众2011款的1.4T高尔夫旅行车与尚酷跑车,用的是1.4排量机械增压+涡轮增压的组合,动力达到了大众1.8T涡轮增压的水平,而体验方面也是超过了自家的1.8T发动机,但成本高,所以后来改用单涡轮增压了。



另外补充一点,很多人觉得机械增压器结构很简单,所以一定比涡轮增压器便宜,这么认识是不对的,涡轮增压构造复杂一些但不追求精度,而机械增压要追求机械精度,成本很高,不然很多小排量车都能机械涡轮双增压了。


山下木头

既然机械增压和涡轮增压都有缺点,为啥不研究第三种方式。机械增压占用空间大小排量车用着又会增加油耗和失去本身一些动力。涡轮增压一两千转的时候,由于废气量小而带动不了涡轮增压达到增大进气量的效果。我本人想了一种方式,但是目前不知道有没有车厂研究出来或者正在用。我想既然那两种缺点可以试试第三种。电子增压器,通过发动机曲轴加一个脉冲器,给电子增压器发送信号。记发动机转一圈电子增压器也会跟着转一圈。这样还不会影响小排量发动机油耗和损失动力。也不会在涡轮增压在一两千转时候的涡轮工作不给力


李光印43806128

这个肯定是性能方面更好啊,首先机械增压输出动力更直接,更线性,没有高不成低不就的感觉,开起来也比较稳定,更成稳,保养起来也无须像涡轮增压发动机要使用全合成机油,寿命更长,发动机工作温度低。



还有就是涡轮增压介入需要时间,机械增压反馈速度更快更灵敏,低速度状态下,机械增压相对油耗要高一点。因为机械方面的性能和技术要求都比较高,所以价格很高。


以涡轮增压来说,理论上,是要气缸本体当初设计时,气缸壁够厚、耐得住压力,只要增加涡轮增压器本体的尺寸和数量,增压力道几乎可以无限制增加。但是涡轮增压的一个马力也没法跟机械增压相比,而且因为其的缺点,经常要去维修保养。

所以豪车多数用机械增压还是有其贵的原因,有比涡轮增压所不具有的优点好处。


EV新视界

应该这样说,豪华大排量汽车如今都是涡轮增压与机械增压搭配使用。相互弥补,取长补短。


众所周知,涡轮增压发动机最大的问题是动力响应迟滞的问题!由于涡轮是通过尾气带动旋转,再吸入新鲜空气到燃烧室内。中间进过多个环节,且一般的涡轮要到2000转左右的发动机转速才能发挥增压的作用。不可避免的会造成动力延迟。

而机械增压是利用发动机本身的动力,利用曲轴来驱动吸汽涡轮工作,来达到增压的目的。

这一工作原理,就决定了其增压不会有涡轮增压机的动力延迟问题。与涡轮增压器搭配使用,可以有效消除一般涡轮增压发动机初段动力羸弱的问题!

如大众的TSI发动机就是最好的例子。不懂别乱说,TSI发动机哪有机械增压?懂车的老司机这时候该跳出来纠正我了。但请小伙伴们先别着急,听我说完。

正真的大众TSI发动机是有机械增压器的,只是装配在国产大众汽车里的TSI发动机被阉割了!这就是洋大人们对我国人民的优待了……

所以并不是豪华大排量汽车不用涡轮,只用机械。而是会搭配使用


乐见花

这个标题存在严重误导!

增压器发展到现在,出现透平膨胀增压机和螺杆压缩机。从两个结构设计展开RCM故障分析:透平结构简单,体积小,转子及滑动轴承寿命可大10-15wh。达到膨胀机允许气量即可介入转动增压,唯一问题就是高速转动,浮环密封漏油问题,不过现在看已经稳定解决了

涡轮增压机属于尾气能量回收机械,经济效益高,没有其他能量损耗

螺杆机需要2套转子和6副轴承和1副齿轮,体积、零部件损耗也就5-6w小时可靠性。

技术优势无,尺寸优势无,价格优势无,唯一优势就是在启动和初期加速,曲轴一直带动螺杆机运行,但发动机也因此存在一个负荷,油耗高,也只能用在大排气量发动机上

综合,螺杆机没有任何技术和经济上的优势。

即使有几个厂家存在,也只是技术发烧,不具有时代代表性


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