自然吸氣終結者?小排量+渦輪真的有那麼厲害嗎?

隨著國家排放標準不斷升級,越來越多的小排量渦輪增壓發動機受到熱捧,其實不只是排放問題,渦輪增壓發動機還存在多方面優勢,尤其是經濟性、動力性能這一塊都要優於同排量甚至更大排量的自然吸氣發動機。渦輪到底是何方神聖,竟擁有如此大的魔力?


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渦輪增壓器的作用

首先解釋一下渦輪對於發動機的作用。大家都知道,發動機工作要排出尾氣,這些尾氣受熱之後溫度高、壓強大,如果直接排放出去就顯得有些浪費。而如果將這些尾氣通到渦輪增壓器中,帶動渦輪高速旋轉,渦輪再帶動負責發動機進氣的空氣壓縮機運轉,增加發動機進氣壓力和進氣量,讓燃燒室有更多的空氣與燃油混合燃燒,豈不是資源合理利用?


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渦輪增壓器作用過程大概是這樣:發動機——排氣——渦輪——空氣壓縮機——進氣,這就相當於一個廢物回收利用的過程。通過渦輪增壓器一方面可以將尾氣回收利用其“餘熱”,另一方面,渦輪的介入讓進氣更充分,燃油燃燒更充分,從而釋放更多能量,發動機的動力性能也因此提高不少。據統計,搭載了渦輪增壓器的發動機要比未搭載渦輪增壓器的發動機動力提升40%甚至更高。


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目前市面上常見的1.5L自然吸氣發動機,最大功率在110左右,而1.5T渦輪增壓發動機動力普遍高於150馬力,有些甚至能達到178馬力,動力提升60%以上。但是渦輪增壓發動機並不是完美的,它最明顯的缺點就是提速問題。由於渦輪動力提供者是尾氣,所以在剛剛起步提速的時候,油門踩下去要反應一會渦輪才能正式發力。


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單渦雙管渦輪增壓器

為了改善渦輪遲滯問題,很多全新的技術慢慢出現,大家比較熟悉的可能就是單渦輪雙渦管技術。單渦輪雙渦管就是在尾氣傳遞給渦輪的過程中,由原先一通導管變成了兩通導管。說到這就要提一下尾氣傳遞到渦輪的兩種方式,一種是定壓傳遞,一種是脈衝傳遞。


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定壓傳遞是將所有氣缸的排氣接入到一根總管,然後由總管再傳遞給渦輪,所以渦輪入口處的壓力基本是恆定的,這也是目前應用最廣泛的單渦單管渦輪增壓。這種單管式的傳遞對尾氣的傳遞不是很線性,而且發動機氣缸做功時機不同,第一個氣缸在排氣,第二個氣缸正好在吸氣,所以會造成少量尾氣回竄到處於吸氣衝程的氣缸裡,導致該循環做功效率降低。


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而脈衝式傳播就是把吸氣和排氣兩個相鄰的排氣分開,比如4缸機做功順序是1-3-4-2,我們把1缸和4缸的排氣管連成一根排氣通路,把2缸和3缸連成一根通路,行成兩通路向渦輪輸出廢氣。在一根渦管完成廢氣輸送後緊接著另一根渦管向渦輪輸送廢氣,行成脈衝。


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還有一點,單渦雙管渦輪增壓器在1(3)缸排氣的時候,4(2)缸在做功,所以1(3)缸的排氣門打開排出廢氣,4(2)缸進、排氣門是關閉的,不會受到排出廢氣的影響,既提高了燃油效率,又能更快速、連續地帶動渦輪,使發動機在更低的轉速時就能輸出最大扭矩,車輛起步提速更快。


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最後

普通自吸發動機在轉速升到3/4000千轉的時候才能輸出峰值扭矩,單渦單管渦輪增壓發動機在2000多轉,而單渦雙管在轉速為1500轉甚至更低就能輸出最大扭矩,優勢非常明顯。但單渦雙渦管增壓發動機比較複雜,研發製造成本高,所以只有中高端車型才會使用。



(運營人員:newbee)


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