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自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足
自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足
更新时间:2025-04-04 04:26:30

特點概述:

  1. 自然吸氣加速綿密,慢
  2. 渦輪增壓加速暴躁,沖
  3. 電動汽車性能強勁,平順

為什麼會有這種差異,作為性能強勁的電驅動系統,又為何能做到平順?

這是本篇要讨論的話題。

自然吸氣發動機的加速感确實更加綿密,加速過程是一條線性上揚的曲線,過程中的每個轉速區間都會足夠平穩;而之所以能夠實現這種加速感,核心因素是“扭矩的弧形曲線”,參考下圖。

自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足(渦輪增壓和電動汽車的加速感)1

扭矩曲線是一條弧形曲線,由低至高再由高至低,這就是加速綿密的核心因素。

  • 扭矩×轉速÷9549≈功率
  • 功率×1.36≈公制馬力

公制馬力1Ps等于七十五公斤力,概念為驅動75公斤的物體每秒移動一米;在質量(重量)不變的前提下,馬力越大當然車速越高,在一個區間内,馬力的線性上漲就等于車速的線性加快。

轉速的升降是絕對線性的,那麼隻要扭矩的升降也是線性的,加速自然會足夠平順;扭矩和轉速是相乘的關系,兩者有一個增長就能夠提升動力。

自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足(渦輪增壓和電動汽車的加速感)2

自然吸氣發動機的扭矩會有個下滑的過程,不過所有類型的内燃機都有這個特點;一般在1000-4000轉區間扭矩呈線性上漲的趨勢,超過4000轉之後就會回落,原因主要是轉速太高,發動機進氣沖程時間太短,進氣量和噴油量都會因過高的轉速而縮減,可燃物的量的減少等于做功時轉化出的“能量”的減少,扭矩也就會随之降低。

自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足(渦輪增壓和電動汽車的加速感)3

在這個過程中是“扭矩-&轉速+”,兩者還是相乘的關系,扭矩下滑的速度和程度不大,轉速升高提升單位時間内做功的頻率更多,功率整體還是上升的;所以這個區間的加速過程還是比較綿密的,隻是加速感不夠強了。

自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足(渦輪增壓和電動汽車的加速感)4

渦輪增壓發動機的加速為何會感覺到“沖”(chòng)呢?

原因也在于扭矩,這裡所謂的“ 沖”其實還是指動力強,而且有些發動機會出現一個“忽然加速”的沖擊感。

渦輪增壓器是空氣壓縮機,依靠自然吸氣發動機運行時産生的排氣來驅動;内燃機的排氣量很大,每分鐘可排出數百升的廢氣,在狹小的排氣歧管裡會形成很大的壓力,高壓氣流會讓增壓器的渦輪以很高的轉速運轉,重點是在很短的時間内讓渦輪達到很高、再到最高的轉速。

自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足(渦輪增壓和電動汽車的加速感)5

渦輪增壓器一旦達到最高轉速并且不變,這樣就能穩定地吸入與排量相等的空氣量,噴油量會始終達到自然吸氣發動機最大扭矩的那個标準。

也就是說此時的渦輪增壓發動機的進氣量和噴油量是最大的、也是不變的,扭矩自然也不會變。

對應的就是“最大扭矩轉速區間”的概念,大部分渦輪增壓機都能夠在1500-4000轉區間維持最大扭矩運行;而感覺到“沖”則是因為扭矩升高的速度太快,自然吸氣發動機的最大扭矩一般在4000轉左右的某個轉速節點達到峰值,1000-4000轉的升轉速加速過程的爆發力會弱一些,而且需要一個過程。

可是渦輪增壓發動機卻把升至最大扭矩的範圍和時間壓縮到1000-1500轉,所用的時間太短,扭矩提升的速度和程度太大,起步加速時就會感覺到有些“沖”。

自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足(渦輪增壓和電動汽車的加速感)6

但是,在發動機達到最大并穩定最大扭矩輸出的轉速區間裡,以及因高轉速導緻扭矩開始下滑的區間内,這個加速過程就會變得線性;因為扭矩一點不變了,功率和馬力依靠着轉速的提升而提升。

所以渦輪增壓汽車隻是起步加速瞬間會感覺到有些暴躁,正常駕駛過程中的加減速體驗還是很好的。

自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足(渦輪增壓和電動汽車的加速感)7

電動汽車性能非常強悍,可是為何加速感會非常平順呢?

還是得從扭矩的角度來解讀。

渦輪增壓如果能從起步瞬間就輸出最大扭矩,那麼就不會有1500轉(舉例)這個節點的沖,因為從起步就是依靠提升轉速來提升車速;但是燃油汽車的内燃機做不到在起步時輸出最大扭矩,增壓器的渦輪總還需要内燃機提升轉速、提升排氣量來達到最高轉速(對應最強吸氣和壓縮空氣的能力)。

自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足(渦輪增壓和電動汽車的加速感)8

可是電動機卻能夠在起步瞬間就輸出最大扭矩,因為電機的扭矩依靠輸入到繞組的電流形成的電磁場來轉化,電流的速度僅次于光速,嚴格來說是電場的速度;不過不論是什麼概念,電動機都可以在起步瞬間依靠最強電流輸出最大扭矩。

在緩慢加速時為扭矩和轉速的同步線性提升,狀态等同于自然吸氣。

在急加速時為扭矩不變、轉速線性增長,狀态等同于渦輪增壓恒定扭矩的狀态。

這就是電動汽車和插電混動汽車的純電模式,以及采取直驅模式的插電混動汽車可以兼顧平順加速和強勁性能的原因。

自然吸氣和渦輪增壓哪個動力足(渦輪增壓和電動汽車的加速感)9


編輯:天和Auto-汽車科學島

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