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渦輪增壓比自然吸氣的優缺點
渦輪增壓比自然吸氣的優缺點
更新时间:2025-04-26 13:37:56

渦輪增壓比自然吸氣的優缺點?在讨論汽車加速吸能的時候,總會提到“低扭爆發力”這個詞,啥意思?,接下來我們就來聊聊關于渦輪增壓比自然吸氣的優缺點?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!

渦輪增壓比自然吸氣的優缺點(什麼是低扭爆發力)1

渦輪增壓比自然吸氣的優缺點

在讨論汽車加速吸能的時候,總會提到“低扭爆發力”這個詞,啥意思?

低扭指的是“低轉速扭矩”,爆發力當然指動力的強弱。

低扭爆發力講的就是發動機在低轉速區間的動力的強弱,動力可以直接用公制馬力來衡量。

  • 公制馬力=功率×1.36

  • 功率=扭矩×轉速÷9549

    普通燃油動力家用代步車的發動機最高轉速相當,極限基本都在7000轉以内;那麼在這兩個公式裡,轉速、常數和倍率都不是決定低扭爆發力的核心因素,隻有扭矩才是決定動力強度弱的根本。

    以2.0升的自然吸氣和渦輪增壓發動機為參考,其最大扭矩标準大緻如下。

    1. 2.0L NA(自然吸氣)210N·m左右,最大扭矩到4000轉上下達到峰值

    2. 2.0T-400N·m左右,可以在1500-4500rpm(平均)的轉速區間内維持峰值輸出

    有沒有看出來區别在哪裡?

    最大扭矩的大小區分是顯而易見的, 可是這并不是核心因素,最大的差異是渦輪增壓發動機機能夠在發動機的轉速達到1500轉時就輸出最大扭矩,并能做到讓扭矩不變的輸出到4500轉。

    而自然吸氣發動機隻有到4000轉(示例)才能達到最大的210N·m,在起步到3999轉的轉速區間内,扭矩會越來越大,超過4001轉會逐漸縮小;其扭矩曲線是一個“Λ”形,一般的2.0升發動機在2000-3000的轉速區間内,扭矩隻有160-180N·m。

    (下圖藍色為扭矩曲線)

    現在可以算一算差距了,就算2.0L NA的2000轉對應的是180N·m,其對應的最大馬力隻有51Ps;而2.0T在2000轉時就有400N·m,對應的馬力有113Ps,多出了62馬力,相當于4650公斤力。

    這就是渦輪增壓發動機的低扭爆發力強的原因,說白了就是扭矩足夠大,而且能夠在低轉速輸出大扭矩。

    隻是如何能做到呢?

    這就要看一看增壓器的運行原理了,參考下圖。

    内燃機在運行時會産生排氣,每分鐘可排氣數百升;内燃機的最初形态就是自然吸氣,也就是說自然吸氣發動機也有高壓的排氣;渦輪增壓發動機隻是利用了高壓排氣,在排氣歧管位置引出排氣管連接增壓器的渦輪,廢氣經過渦輪後再進入排氣管,部分超量的尾氣會直接通過旁通閥進入排氣管。

    高速氣流可以驅動渦輪達到很高的轉速,渦輪連接的還有一組進氣道的渦輪,轉速與其相同;在進氣道裡高速旋轉的渦輪可以産生一種吸力,能夠吸入大量的空氣,随後再把空氣壓縮、變得“緊湊”。

    内燃機在低轉速運行時的排氣量就已經非常大,比如上面這台發動機,其最大扭矩到1500轉就能爆發;意思就是渦輪增壓器實際到内燃機轉速甚至1500轉時,增壓器渦輪就被排氣驅動到最高轉速了,也就能最強進氣并按照最高标準壓縮空氣。

    這是渦輪增壓機能夠在低轉速爆發最大扭矩的基礎,渦輪增壓器在達到最高轉速之前,轉速是線性增長的,一般的渦輪都是從發動機1000轉左右開始運轉,在1000-1500轉(示例)區間是轉速、進氣量和增壓壓力的同步提升,可以理解為把自然吸氣發動機1000-4000轉的提升過程壓縮到1000-1500轉區間來完成,所以動力提升快,低速爆發力強。

    冷知識:

    内燃式發動機做不到燃油的充分燃燒,熱車時也做不到;隻有提升空氣中的氧含量,才能讓燃油在相同時間内更充分的反應,也就是釋放出更多的熱能。渦輪增壓技術就是壓縮空氣以提高氧濃度,實現高效率的富氧燃燒。

    然而,最強的還是電動機。

    内燃機即使用渦輪增壓技術,從起步到爆發最大扭矩還是需要一個轉速上升的過程;而電動機從起步瞬間就能爆發最大扭矩,這種狀态叫作“恒扭矩”,可理解為扭矩恒定不變。

    原因在于電機的性能強弱由動力電池組和電控單元決定,隻要電池組在起步瞬間能給電機繞組輸入最強的電流就能形成最強的電磁場;電場傳輸速度和光速幾乎一緻,那麼電流的速度也會相當,所以隻要在起步時一腳把電門踩到底,起步爆發的就是最大扭矩。

    總結:低扭爆發力是電機最強,内燃機中的渦輪增壓發動機次之,自然吸氣發動機最弱;所以質量較低的普通交通工具曾經以内燃機為主,重型的車輛比如火車、礦山車或船舶艦艇用電機驅動,即便是極少數的内燃機車(火車頭)也是用内燃機發電、電機驅動。

    目前看來電機應當是最适合高性能車和越野車的選項。


    編輯:天和Auto-汽車科學島

    天和MCN發布,保留版權保護權利

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