技术解析]涡轮增压凭什么取代自然吸气和机械增压
来源:极速体育在线看高清 发布时间:2024-07-22 08:13:09本来内燃机已经上百年没什么太大的改动了,最近十年,由于欧洲法规对于排放和燃油效率的苛刻要求,欧洲车厂在内燃机(发动机)上的改进突然大刀阔斧起来,于是涡轮增压、机械增压和自然吸气很快成为发动机界的三种重要形态。
那么,自然吸气、涡轮增压和机械增压,到底哪个更好呢?这便是本文要解决的问题,教授尽量用通俗一点的说法来诠释。
自然吸气:自然吸气发动机是采用自然进气方式的内燃机,它是发动机的最基本形态,若想要得到好的动力,就得拉高转速或者采用大排量,这两者都需要较高成本。自然吸气发动机已经在汽车界占据主流多年,极为成熟,相对于涡轮增压或机械增压,由于没了额外添加的增压器,因此在耐用度和维护保养方面具有优势。
自然吸气发动机的另外一大优势则是加速的平顺性,不过涡轮增压目前发展非常迅速,涡轮迟滞正在大幅度减弱,从同排量来说,自然吸气的平顺性优势正在消失。
保养方面:老的自然吸气发动机没有加入直喷技术,可以在机油上节省一些,即使用半合成甚至更差的矿物油都可以顺利运行,因此老的自然吸气发动机的保养成本较低。但是新的直喷自然发动机出来后,也需要较好的全合成机油来运转,因此在保养成本上优势也在减弱。当然,自然吸气没有涡轮增压器或者机械增压器,这一块维修成本为零,但当今的涡轮增压器质量已经很好,跑15万公里以上没任意的毛病,更换起来也并不昂贵,所以自然吸气这方面的成本优势也很小了。
涡轮增压:十年前的涡轮增压进入民用车是个笑话,因为它们太暴躁了,那时候的涡轮启动转速往往在3000转,在此转速之前,低速乏力,高转涡轮介入后动力突然涌现,后劲是强,但不好控制。
自从直喷技术成熟后,涡轮增压迎来了第二春。直喷技术能将扭矩释放下拉到1700转左右,而各种双涡管设计又进一步将发力的转速拉低到1200转左右。这下,涡轮增压发动机算是彻底崛起了,1200转开始到4500转甚至5000转都能持续爆发最大推力(扭矩),配合7档或8档变速箱,已经很平顺,一般人是感觉不出来的。如今,涡轮增压发动机可以在较小排量上获得比自然吸气好的动力,通过排量小的优势获得油耗优势,所以慢慢的变多的经济型车有更换涡轮增压发动机的趋势。
保养方面:由于比自然吸气多了额外的涡轮部件,而且内部工作所承受的压力、温度比较高,喷油精度要求也高,所以理论上故障率会比自然吸气高,保养要求也高。
机械增压:动力特性与自然吸气接近,但用的车较少。因为结构比涡轮增压复杂,研发难度和生产所带来的成本都较高。机械增压能显著提升动力,但在调校、经济性方面不如涡轮增压那么有发展空间,所以只出现在一些排量有限但追求动力性的车型上。
保养方面:机械增压器其整体结构相对比较简单,工作时候的温度介于70度-100度,比起靠废气驱动的涡轮增压器的400度-900度的高温工作环境要低得多,基本不会有什么故障,保养方面和自然吸气很接近,不过机械增压的油耗很高,所以在民用经济车领域已经销声匿迹。
目前来看,同一级别车型,涡轮发动机的加速性能明显好于自然吸气;燃油经济性基本两者持平;而故障率和保养成本都是涡轮发动机略高。目前来看,在民用车型领域,涡轮有逐步取代自然吸气的趋势。
机械增压虽然故障率不高,平顺性也很好,但是由于油耗很高,在民用领域,已经逐渐被涡轮增压取代。
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